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lunes, 29 de marzo de 2010

PERDIDOS EN EL ESPACIO: PIONEER 10/11


Las Pioneer 10 y 11 fueron lanzadas en 1972 y 1973. Hoy en día están a muchos miles de millones de kilómetros de distancia, encaminándose en direcciones opuestas hacia la salida del sistema solar. O es lo que pensamos que puede pasar ya que no hay comunicaciones con ambas desde hace años.



Pero, algo estaba deteniendo a las sondas, de acuerdo con los cálculos de sus trayectorias, velocidad y cómo la gravedad de todos los objetos en el sistema solar - incluso un leve empuje proporcionado por la luz solar - debería de actuar sobre de ellas.

La discrepancia ocasionada por la anomalía alcanza la cifra de 400,000 kilómetros o lo que es lo mismo, más o menos la distancia entre la Luna y la Tierra. Esa es la distancia que las sondas deberían de haber viajado más lejos de lo que actualmente están en sus 38 años de viaje, si nuestra comprensión y entendimiento de la gravedad fuese correcta.
Los científicos se apresuran a sugerir que la anomalía (como ellos le llaman), sea probablemente causada por las propias sondas espaciales, quizá por la emisión de gas o de calor. Pero las posibilidades han sido probadas, modeladas y dibujadas y hasta el momento no concuerdan. Lo cual deja asombrosas posibilidades que harían que tuvieran que reimprimirse todos los libros de física:

1. Materia oscura invisible está arrastrando a las sondas
2. Otras dimensiones que no entendemos crean pequeñas fuerzas
3. La gravedad funciona de una manera diferente de lo que pensamos

Slava Turyshev del Jet Propulsion Laboratory de la NASA es uno de los muchos científicos que batallan con la anomalía de las Pioneer todos los días.

Los datos que aportaron las naves Galileo y Ulises en su momento sugieren que dicha anomalía puede igualmente haberlas afectado. Pero ninguna ha estado lo suficientemente alejada del Sol - la fuente dominante de gravedad en el sistema solar - para poder afirmar y distinguir cualquier posible discrepancia de ruido dentro de los datos, dice Turyshev.

Galileo fue estrellada contra Júpiter y Ulises nunca irá más lejos de lo que ha llegado ya que ha quedado a la deriva. Esto nos deja dos puntos de datos - uno de cada una de las naves Pioneer. Turyshev considera al par como un solo dato, de manera de no inflar el caso en busca de nuevas ciencias físicas extrañas.

El observó a las dos naves Voyager igualmente en su viaje de salida del sistema solar, pero indica que su diseño involucró "numerosas maniobras de actitud de control" que "pueden copar la señal de una pequeña aceleración externa".

La anomalía de las Pioneer fue descubierta por John Anderson, también de la JPL, en los años 1980s. Por años no publicó lo que había notado. Después lo platicó con el físico Michael Martin Nieto en Los Alamos National Laboratory. Nieto dice que "casi me caí de la silla". Nieto se metió en la investigación y los dos fueron secundados por Turyshev. Profundizaron en los datos, aún consultando con científicos retirados de la NASA para obtener mayores datos.

Para desenredar el enigma se requerirá de una nueva misión, dicen los investigadores. Sin embargo la NASA no tiene un proyecto de esta índole dentro de su presupuesto y no han expresado demasiado interes en ello. Los Europeos, tanto por razones históricas como por su fuerte deseo actual por un mejor entendimiento de la gravedad, parecen más interesados en investigar el problema.

De esta manera, el equipo de Anderson ha propuesto recientemente a la ESA, la Agencia Espacial Europea, una "misión para explorar la anomalía de las Pioneer" utilizando los últimos acelerómetros y los métodos avanzados de navegación. Todas las posibles fuentes de radiación a bordo serían eliminadas en "la nave espacial más correctamente rastreada que jamás haya ido al espacio"

La idea tiene muchas probabilidades de ser seleccionada para estudio futuro, dice Turyshev. Tiene bases y se podría lanzar alrededor del 2015. Si la misión fuese a encontrar una causa cósmica natural para la anomalía de la Pioneer, la revelación quedaría ahí para equipararse con otros momentos de la manzana-en-la-cabeza de la historia de la física. "Si la anomalía se debe a algún mecanismo físico nuevo, este descubrimiento tendría un verdadero impacto fundamental" dijo Turyshev.

Un candidato es la materia oscura. Esta desconocida parece influir al universo y aunque invisible, tiene un impacto gravitacional colectivo mayor que toda la materia conocida, incluyendo los planetas y las estrellas. Se infiere que existe la matería oscura porque sin ella, las galaxías se desmoronarían. Cada galaxía debe de estar cargada con esta materia, concluyen los astrónomos, basado en la forma como las estrellas están unidas en órbita de los centros de las galaxias.

Pero se ha estimado que los efectos de la materia oscura funcionan a lo largo de grandes extensiones, tanto dentro como entre las galaxias. No existe evidencia de que controle nada en una escala tan pequeña como es nuestro sistema solar. Otra idea es que la gravedad, estira ligeramente más fuerte a los objetos que están más alejados. Esta sugerencia radical, si se demostrase ser cierta, obligaría a una modificación de la teoría general de la relatividad de Einstein y podría eliminar a la matería oscura como un participante.

He aquí otra posibilidad aún más exótica: Existen dimensiones más allá de las cuatro que conocemos (las tres direcciones y el tiempo) Los modelos de la teoría de las cuerdas proponen que unas dimensiones más elevadas podrían proveer fuerzas débiles que actuan de manera que aún no comprendemos. De las teorías en existencia, ninguna explica los datos actuales de las Pioneer.

La anomalía de las Pioneer no es realmente una medida de que tan lejos han o no llegado las sondas. En cambio, los científicos hicieron rebotar señales de microondas a partir de cada sonda y notaron un cambio inesperado en la frecuencia Doppler a medida que las sondas se alejaban más. La técnica es esencialmente similar a notar el cambio en el sonido de una sirena a medida que una ambulancia viene de cara y después se retira.

El efecto Doppler es un acortamiento o alargamiento de las ondas de sonido ( o micro ondas, o en su defecto cualquier onda) ocasionado por el movimiento de un objeto. La deriva demostró que las Pioneer estaban siendo aceleradas hacia el Sol (o bien, desaceleradas en su movimiento de alejamiento del Sol) por una pequeña pero inexplicable cantidad. El nivel de deriva en relación al efecto gravitacional es de 10 mil millones de veces más débil que la fuerza de atracción de la Tierra. Aunque muy pequeña, pero la fuerza está clara, aceptan otros científicos.

Turyshev es el primero en admitir que la "explicación más obvia" sería un efecto desconocido a bordo de las naves. Quizá un excesivo calor interno o escapes del gas propulsor que estén proporcionando un pequeñísimo impulso que se sume con los años. Aún así, a pesar de muchas pruebas, "no se ha descubierto ningún problema sistemático ambiguo a bordo de la nave", dijo. "Esta incapacidad para explicar la aceleración anómala de las naves Pioneer con la física convencional ha contribuido a la creciente discusión acerca de su origen".

Aún si la anomalía es ocasionada por las propias sondas Pioneer, el descubrirlo será de utilidad, dice Turyshev, que es el lider de la propuesta del grupo en los Estados Unidos. "Encontrarlo nos ayudaría a construir mejores naves espaciales para las necesidades de la física fundamental", dijo. "Estas naves serían mucho más estables, silenciosas y nos permitirían llegar más lejos en nuestras investigaciones en el estudio de la física fundamental y gravitacional".


"End of transmission"




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