Căutați ceva anume?

sâmbătă, 28 iulie 2012

Explicaţia anomaliei Pioneer

Multă lume ştie că navele spaţiale Pioneer lansate de NASA în 1972 şi 1973 sunt supuse unei forţe suplimentare spre Soare, forţă care nu poate fi explicată doar cu gravitaţia, iar acest efect este numit „efectul Pioneer” sau „anomalia Pioneer”. 

Recent, rusul Turyshev a propus o explicaţie care mie mi se pare cel puţin bizară: cică, vezi dom'le, din construcţie, navele emit mai multă căldură pe o parte. Şi se pare că navele stau cuminţi taman cu partea necesară pentru a emite mai multă căldură în direcţia opusă Soarelui. Pe mine nu mă mulţumeşte această explicaţie şi voi încerca aici să arăt că efectul Pioneer are o explicaţie mecanică simplă.

Ştim că un sistem izolat are energia constantă, impulsul constant şi momentul cinetic constant. Aşadar, centrul de masă al unui sistem izolat se deplasează netulburat, pe o linie dreaptă (într-o aproximaţie suficientă, echivalentă cu gradul de izolare a sistemului). Aşadar, un sistem izolat are tendinţa să-şi păstreze energia constantă. Orice pierdere cât de mică a energiei unui sistem trebuie pusă neapărat pe prezenţa unui alt sistem, capabil să absoarbă energia pe care o pierde sistemul dat în aşa fel încât noul sistem format de cele două sisteme să aibă energia constantă, căci este sistem izolat.

Să concretizăm şi mai mult legea asta interesantă de conservare a energiei. Am stabilit că un sistem izolat nu poate pierde energie. Cum aşa? Sistemul izolat nu pierde energie nici chiar dacă este fierbinte? Păi, nici chiar dacă este fierbinte! Pentru că aşa spune legea de conservare a energiei unui sistem izolat. Singura cale prin care un sistem poate pierde energie este ca în jurul său să se afle obligatoriu un alt sistem care să poată absorbi energia cedată! Dacă energia nu are unde să se ducă, atunci ea nu pleacă nicăieri! Să ne fie clar asta! Asta spune legea de conservare a energiei! Mai concret, dacă în jurul Soarelui nu ar exista nimic, atunci Soarele nu ar pierde energie! Pentru că ar fi un sistem izolat, iar sistemele izolate nu pierd energie.

Să vedem acum ce se întâmplă dacă energia are totuşi unde să se ducă. Să presupunem că în Univers există numai două sisteme A şi B; sistemul A are multă energie de cedat, iar lângă el se află sistemul B avid de energie care abia aşteaptă să sugă ceva de la sistemul A. Atât sistemul A, cât şi sistemul B se deplasează ambele prin Univers, iar impulsul lor total trebuie să se conserve, ceea ce înseamnă că centrul lor de masă se deplasează rectiliniu şi uniform, indiferent ce se petrece în sistemul izolat format de cele două subsisteme A şi B. Aşadar, centrul de masă comun se va deplasa nestingherit, chiar dacă sistemul A cedează energie sistemului B. 

Ok, dar orice transport de energie presupune şi un transport de masă, căci energia este echivalentă cu masa. Aceasta înseamnă că, odată cu transferul energiei de la sistemul A la sistemul B, se transferă şi masă. Mai precis, masa sistemului A scade, în timp ce masa sistemului B creşte. Dar centrul de masă comun al celor două sisteme se deplasează în continuare nestingherit, chiar dacă masa sistemului A scade şi masa sistemului B creşte. Asta înseamnă că, pe măsură ce continuă transferul de energie (şi de masă), sistemul A se îndepărtează de centrul de masă comun, în timp ce sistemul B se apropie de centrul de masă comun. Desigur, dacă masa sistemului A este uriaşă în raport cu cea a sistemului B (cum e în cazul Soarelui şi al sondei Pioneer), mişcarea lui A faţă de centrul de masă va fi insesizabilă, rămânând sesizabilă doar mişcarea lui B faţă de centrul de masă comun, centru aflat foarte aproape de A în acest caz.

Aceste raţionamente pot fi transpuse uşor sistemului format de Soare şi sondele Pioneer, căci ştim că putem admite că sistemul solar este un sistem izolat, într-o aproximaţie suficientă, de-a lungul zecilor de ani de când se deplasează sondele, căci traiectoria Soarelui în Galaxie are o rază de curbură foarte mare, motiv pentru care câteva zeci de ani sunt neglijabile faţă de perioada de revoluţie a Soarelui în jurul Galaxiei. Prin urmare, explicaţia anomaliei Pioneer este tocmai transferul de masă ce are loc de la Soare la sonde prin încălzirea acestora. Acest efect nu are legătură cu efectul de zbor razant despre care voi vorbi cu altă ocazie.

Postări populare

A apărut o eroare în acest obiect gadget

Arhivă blog

Etichete

Persoane interesate