Hallo zusammen,
nachfolgend werde ich eine neue Kraft postulieren. Sie wirkt in dieselbe Richtung wie die Schwerkraft (oder gegensinnig), ist jedoch in der Regel unmerklich schwach.
Als Referenz verwende ich Wikipedia. Die Kerninformationen finden sich unter http://de.wikipedia.org/wiki/Pioneer-Anomalie und http://de.wikipedia.org/wiki/Pioneer_10
Zitat: "Es wurde beobachtet, dass die Sonde mit einer konstanten Beschleunigung unbekannter Herkunft von (8,74±1,33) · 10^−10 m/s² zur Sonne hin[1] abgelenkt wird. Dies entspricht etwa 10^−5 der Beschleunigung durch die Gravitation des Sonnensystems".
Dabei können wir uns auf die relative Angabe beschränken.
Denken wir uns die Pioneer-Sonden wie sie am Rande des Sonnensystems fliegen. Sie haben ihre Massen, ihren Abstand r=c*t (als Lichtweg) von der Sonne und ihre jeweilige Geschwindigkeit v~2.5AE/Y=11,85km/s. Die Flugrichtung ist extrem 'steil', praktisch wirkt die gesamte Geschwindigkeit als von der Sonne entfernend.
Die Schwerewirkung der Sonde auf die Sonne (oder andersherum) ist mehrere Stunden unterwegs. In dieser Zeit wird die Sonde aber selbst einen zusätzlichen Weg zurücklegen. Die Schwerewirkung von der Sonde zur Sonne wird also effektiv mit (c-v) unterwegs sein. Anstatt des Abstandes in Newtons Schwerkraftformel r=c*t sollte mit einem korrigierten Abstand r'=(c-v)*t gerechnet werden.
Anstelle von F = G*M*m/(c*t)²
also mit F = G*M*m/[(c-v)*t]².
G sei die Gravitationskonstante, M die Sonnenmasse, m die Sondenmasse.
In einer mechanischen Deutung (Schwere übertragen durch Korpuskel, oder als Wellen eines fiktiven Äthers) würde die Information der Wirkung verspätet ans Ziel gelangen. Wenn die Sonde r+Delta_r entfernt wäre, würde an ihr gezogen als sei sie dennoch nur r entfernt.
Ausklammern von c und Multiplikation mit t liefert wieder den reinen Abstand und gibt
F = G*M*m/[r²*(1-v/c)²]
Für v<<c nutze ich eine Näherungsformel und erhalte
F = G*M*m/r² *(1+2v/c)
als die gesamte gravitative Kraft zwischen Sonne und Sonde. Und diese bestehend aus dem klassischen Newtonschen Anteil und der neu postulierten Pioneer-Kraft.
F_Pioneer = G*M*m/r² * 2v/c
Wenn nun Zahlen eingesetzt werden, dann finden wir uns sofort in der richtigen Größenordnung wieder. 2*v/c = 2*11.85km/s / 300000km/s = 7.9*10^-5.
Die Größenordnung stimmt also. Aber der aufmerksame Leser wird zu bedenken geben: achtmal mehr ist deutlich über das Ziel hinweg geschossen!
Aber hier muß man bedenken, daß die Sonnenmasse unter Ignoranz einer Pioneer-Kraft bestimmt wurde. Falls es diese gibt, dann wurde sie bis dato immer der Newtonschen Schwerkraft zugeschlagen. Würde man sie berücksichtigen, dann fiele die Masse der Sonne geringfügig leichter aus.
Anhand der Pioneer-Sonden abgeschätzt hätten wie die Gleichheit von
F_alt = G*M_alt*m/r² * (1+10^-5)= F_neu = G*M_neu*m/r² *(1+7.9*10^-5) aufzulösen. Die Werte in den Klammern ergeben sich aus dem von Wikipedia genannten Überschuss, bzw. aus dem von mir ermittelten.
M_alt*(1.00001) = M_neu*(1.00008)
M_neu = 1.00001/1.00008*M_alt = 0.99993*M_alt.
Eine Gegenrechnung für die Erde mit der Änderung des Sonnenabstandes binnen einen halben Jahres (Perihel bis Aphel) brächte die gemittelte Geschwindigkeit 0.316km/s. Von Frühjahr bis Spätsommer entfernend, ansonsten als Annäherung an die Sonne. Eine Pioneer-Kraft die um 2v/c = 2*10^-6 verstärkend oder schwächend über der Newtonschen Schwerkraft liegt. Mithin M_neu = 0.999998*M_alt.
Obwohl sich auch diese Abschätzungen unterscheiden wären nur Korrekturen um wenige hunderstel Prozent am offiziellen Wert der Sonnenmasse vorzunehmen.
Und einen Großteil der Differenz (beider Abschätzungen) könnte man den Schwerewirkungen der Gasplaneten unterstellen, von denen je einer das Schwerefeld das auf die Sonden wirkt dominiert.
Abschließend sind noch Eigenschaften und Konsequenzen der (gemutmaßten) Pioneer-Kraft zu beleuchten.
Meine gesamte Deutung ist eine klassische Theorie. Eine Ergänzung zu Newtons Mechanik. Relativistische Effekte sind in keiner Hinsicht berücksichtigt!
In meiner Deutung zählt nicht die Geschwindigkeit die ein Beobachter mißt. Relevant ist die Geschwindigkeit der Sonde relativ zu ihrem Schwerkraftzentrum! Im Sinne meiner Herleitung (und im Sinne von I. Newton) werden Raum und Zeit als absolut angenommen.
Die Pioneer-Kraft wirkt stets radial, folgt also der Newtonschen Schwerkraft. Bei Entfernung hemmt sie die Flucht, bei Ännäherung beschleunigt sie. Für eine exakte Kreisbewegung wäre sie null. Im Jahresumlauf hebt sie sich (und die beteiligte Energie) auf.
Das heißt aber auch, daß ein geworfener Körper zum steigen mehr Zeit braucht als fürs fallen. Und: die Perihelwanderung eines Planeten wäre nicht durch Bahnstörungen anderer Planeten verursacht, sondern immer gegeben sofern der Planet keinen exakten Kreis beschreibt. (Wäre eine Folge der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schwerkraft.)
Die Pioneer-Kraft wäre zwar mit 1/r² vom Ort abhängig, aber primär von der Geschwindigkeit bedingt. Der Ort würde die Stärke des herrschenden (Schwere)Feldes vorgeben; die Kraft wäre aber durch die Geschwindigkeit in die Sonde induziert. Zwei unterschiedlich schnelle Sonden, die zur gleichen Zeit am selben Ort wären, würden unterschiedlich stark beschleunigt werden.
Die Pioneer-Kraft wäre auch eine Erklärung für die Fly-by-Anomalie. Auch hier müßten die Planetenmassen reduziert angenommen werden. Aber eine zusätzliche Beschleunigung bzw. Bremsung wäre naheliegend. Und dann natürlich von der Sondengeschwindigkeit beeinflußt. (Aber hierzu liegen mir keine Daten vor.)
Rein klassisch gedacht kann man auch die Näherung 2v/c absolut behandeln und auf c anwenden (bei Unterschlagung des auftretenden 1/0; exakte Rechnung erfordert relativistische Behandlung). Lichtschnelle Objekte würden dann eine dreimal größere Schwerkraft erfahren als es die Newtonsche Theorie zuläßt. Dies würde zwar nicht das absonderliche Drehverhalten von Galaxien erklären (denn zighundert km/s bringen nur Effekte im Promillebereich), aber wenigstens einen Teil der 'schwarzen Masse' rechtfertigen. Schwerebasierte Messungen könnten direkt als bis zu 67% induziert angesehen werden. Anders gesagt: die wirkenden Massen im Universum wären bis zu einem Drittel leichter als angenommen.
Und natürlich müßte die Fluchtgeschwindigkeit eines Körpers geringfügig höher sein als es die Newtonsche Theorie annimmt. Mit der Besonderheit, daß eine höhere Geschwindigkeit auch die Flucht stärker behindert.
So weit, so gut. Wir haben laut Boardregeln 30 Tage Zeit um meinen Ansatz zu diskutieren. Brennend interessiert mich, ob jemand vor mir diese Deutung vorgeschlagen hat.
tschüs
exi
nachfolgend werde ich eine neue Kraft postulieren. Sie wirkt in dieselbe Richtung wie die Schwerkraft (oder gegensinnig), ist jedoch in der Regel unmerklich schwach.
Als Referenz verwende ich Wikipedia. Die Kerninformationen finden sich unter http://de.wikipedia.org/wiki/Pioneer-Anomalie und http://de.wikipedia.org/wiki/Pioneer_10
Zitat: "Es wurde beobachtet, dass die Sonde mit einer konstanten Beschleunigung unbekannter Herkunft von (8,74±1,33) · 10^−10 m/s² zur Sonne hin[1] abgelenkt wird. Dies entspricht etwa 10^−5 der Beschleunigung durch die Gravitation des Sonnensystems".
Dabei können wir uns auf die relative Angabe beschränken.
Denken wir uns die Pioneer-Sonden wie sie am Rande des Sonnensystems fliegen. Sie haben ihre Massen, ihren Abstand r=c*t (als Lichtweg) von der Sonne und ihre jeweilige Geschwindigkeit v~2.5AE/Y=11,85km/s. Die Flugrichtung ist extrem 'steil', praktisch wirkt die gesamte Geschwindigkeit als von der Sonne entfernend.
Die Schwerewirkung der Sonde auf die Sonne (oder andersherum) ist mehrere Stunden unterwegs. In dieser Zeit wird die Sonde aber selbst einen zusätzlichen Weg zurücklegen. Die Schwerewirkung von der Sonde zur Sonne wird also effektiv mit (c-v) unterwegs sein. Anstatt des Abstandes in Newtons Schwerkraftformel r=c*t sollte mit einem korrigierten Abstand r'=(c-v)*t gerechnet werden.
Anstelle von F = G*M*m/(c*t)²
also mit F = G*M*m/[(c-v)*t]².
G sei die Gravitationskonstante, M die Sonnenmasse, m die Sondenmasse.
In einer mechanischen Deutung (Schwere übertragen durch Korpuskel, oder als Wellen eines fiktiven Äthers) würde die Information der Wirkung verspätet ans Ziel gelangen. Wenn die Sonde r+Delta_r entfernt wäre, würde an ihr gezogen als sei sie dennoch nur r entfernt.
Ausklammern von c und Multiplikation mit t liefert wieder den reinen Abstand und gibt
F = G*M*m/[r²*(1-v/c)²]
Für v<<c nutze ich eine Näherungsformel und erhalte
F = G*M*m/r² *(1+2v/c)
als die gesamte gravitative Kraft zwischen Sonne und Sonde. Und diese bestehend aus dem klassischen Newtonschen Anteil und der neu postulierten Pioneer-Kraft.
F_Pioneer = G*M*m/r² * 2v/c
Wenn nun Zahlen eingesetzt werden, dann finden wir uns sofort in der richtigen Größenordnung wieder. 2*v/c = 2*11.85km/s / 300000km/s = 7.9*10^-5.
Die Größenordnung stimmt also. Aber der aufmerksame Leser wird zu bedenken geben: achtmal mehr ist deutlich über das Ziel hinweg geschossen!
Aber hier muß man bedenken, daß die Sonnenmasse unter Ignoranz einer Pioneer-Kraft bestimmt wurde. Falls es diese gibt, dann wurde sie bis dato immer der Newtonschen Schwerkraft zugeschlagen. Würde man sie berücksichtigen, dann fiele die Masse der Sonne geringfügig leichter aus.
Anhand der Pioneer-Sonden abgeschätzt hätten wie die Gleichheit von
F_alt = G*M_alt*m/r² * (1+10^-5)= F_neu = G*M_neu*m/r² *(1+7.9*10^-5) aufzulösen. Die Werte in den Klammern ergeben sich aus dem von Wikipedia genannten Überschuss, bzw. aus dem von mir ermittelten.
M_alt*(1.00001) = M_neu*(1.00008)
M_neu = 1.00001/1.00008*M_alt = 0.99993*M_alt.
Eine Gegenrechnung für die Erde mit der Änderung des Sonnenabstandes binnen einen halben Jahres (Perihel bis Aphel) brächte die gemittelte Geschwindigkeit 0.316km/s. Von Frühjahr bis Spätsommer entfernend, ansonsten als Annäherung an die Sonne. Eine Pioneer-Kraft die um 2v/c = 2*10^-6 verstärkend oder schwächend über der Newtonschen Schwerkraft liegt. Mithin M_neu = 0.999998*M_alt.
Obwohl sich auch diese Abschätzungen unterscheiden wären nur Korrekturen um wenige hunderstel Prozent am offiziellen Wert der Sonnenmasse vorzunehmen.
Und einen Großteil der Differenz (beider Abschätzungen) könnte man den Schwerewirkungen der Gasplaneten unterstellen, von denen je einer das Schwerefeld das auf die Sonden wirkt dominiert.
Abschließend sind noch Eigenschaften und Konsequenzen der (gemutmaßten) Pioneer-Kraft zu beleuchten.
Meine gesamte Deutung ist eine klassische Theorie. Eine Ergänzung zu Newtons Mechanik. Relativistische Effekte sind in keiner Hinsicht berücksichtigt!
In meiner Deutung zählt nicht die Geschwindigkeit die ein Beobachter mißt. Relevant ist die Geschwindigkeit der Sonde relativ zu ihrem Schwerkraftzentrum! Im Sinne meiner Herleitung (und im Sinne von I. Newton) werden Raum und Zeit als absolut angenommen.
Die Pioneer-Kraft wirkt stets radial, folgt also der Newtonschen Schwerkraft. Bei Entfernung hemmt sie die Flucht, bei Ännäherung beschleunigt sie. Für eine exakte Kreisbewegung wäre sie null. Im Jahresumlauf hebt sie sich (und die beteiligte Energie) auf.
Das heißt aber auch, daß ein geworfener Körper zum steigen mehr Zeit braucht als fürs fallen. Und: die Perihelwanderung eines Planeten wäre nicht durch Bahnstörungen anderer Planeten verursacht, sondern immer gegeben sofern der Planet keinen exakten Kreis beschreibt. (Wäre eine Folge der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schwerkraft.)
Die Pioneer-Kraft wäre zwar mit 1/r² vom Ort abhängig, aber primär von der Geschwindigkeit bedingt. Der Ort würde die Stärke des herrschenden (Schwere)Feldes vorgeben; die Kraft wäre aber durch die Geschwindigkeit in die Sonde induziert. Zwei unterschiedlich schnelle Sonden, die zur gleichen Zeit am selben Ort wären, würden unterschiedlich stark beschleunigt werden.
Die Pioneer-Kraft wäre auch eine Erklärung für die Fly-by-Anomalie. Auch hier müßten die Planetenmassen reduziert angenommen werden. Aber eine zusätzliche Beschleunigung bzw. Bremsung wäre naheliegend. Und dann natürlich von der Sondengeschwindigkeit beeinflußt. (Aber hierzu liegen mir keine Daten vor.)
Rein klassisch gedacht kann man auch die Näherung 2v/c absolut behandeln und auf c anwenden (bei Unterschlagung des auftretenden 1/0; exakte Rechnung erfordert relativistische Behandlung). Lichtschnelle Objekte würden dann eine dreimal größere Schwerkraft erfahren als es die Newtonsche Theorie zuläßt. Dies würde zwar nicht das absonderliche Drehverhalten von Galaxien erklären (denn zighundert km/s bringen nur Effekte im Promillebereich), aber wenigstens einen Teil der 'schwarzen Masse' rechtfertigen. Schwerebasierte Messungen könnten direkt als bis zu 67% induziert angesehen werden. Anders gesagt: die wirkenden Massen im Universum wären bis zu einem Drittel leichter als angenommen.
Und natürlich müßte die Fluchtgeschwindigkeit eines Körpers geringfügig höher sein als es die Newtonsche Theorie annimmt. Mit der Besonderheit, daß eine höhere Geschwindigkeit auch die Flucht stärker behindert.
So weit, so gut. Wir haben laut Boardregeln 30 Tage Zeit um meinen Ansatz zu diskutieren. Brennend interessiert mich, ob jemand vor mir diese Deutung vorgeschlagen hat.
tschüs
exi