旅行者异常之谜终于解开

这简直是一部科学界的侦探故事。来自 JPL 的 Slava Turyshev 和他的同事们花费多年时间追踪他们的“反派”——先驱者异常:先驱者 10 号和 11 号这对航天器上出现的、无法解释的加速现象。这对姊妹航天器由 NASA 于 20 世纪 70 年代发射,并进行了超过 30 年的雷达跟踪。Turyshev 和他的团队从 NASA 的垃圾箱里找回了文件,将 70 年代的穿孔卡片数据转换成数字格式,并花费了无数人力小时来处理几十年前从数十亿英里外的航天器传回地球的数据。

终于,案子破了,反派也已“死亡”。

当这两艘航天器逐渐远离时,它们传回的数据显示,它们的减速速度比应有的要快一些。长期以来,这一异常现象被视为物理学存在问题的证据——也许是爱因斯坦的引力理论是错误的——并催生了整个学术会议和数千篇论文。

然而,正如我们此前对 Turyshev 等人研究早期阶段的报道中所解释的,一些科学家认为该异常现象有更平淡无奇的解释。那就是,科学家们怀疑航天器发电机的热量是非各向同性地辐射出来的——即朝一个方向辐射得比另一个方向多。如果真是这样,热量就会对航天器产生一个不平衡的反冲力,从而改变它们的速度。事实上,在四月份,葡萄牙的一组研究人员就提出了这样一个模型,解释了先驱者号的加热器如何产生了反冲力。

但许多人认为,数据本身已经排除了这种对先驱者异常的解释。由于作为先驱者号 onboard 热源的钚-238 会随时间放射性衰变,其放出的热量会随时间减少。因此,如果热量是先驱者异常的来源,那么异常现象也应该随着时间而减弱。但数据似乎表明,先驱者异常是恒定的——一种永不消失的力量——因此更为根本。

然而,在他们的新分析[PDF]中,Turyshev 等人汇集了比以往任何时候都多的数据,涵盖了先驱者号飞行时间的更长周期。他们研究了先驱者 10 号 23 年的数据,而不是仅仅 11 年,以及先驱者 11 号 11 年的数据,而不是仅仅 3 年。正如他们在新论文中所解释的,更完整的数据集显示,航天器的异常加速确实似乎随时间而减小。简而言之,这种永不消失的力量实际上一直在减弱,就像衰变的钚一样。在这种情况下,它很可能只是怪异加热器的结果——谜团已解。

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