La NASA ofrece nuevos datos que apuntan a la respuesta definitiva para la anomalía de las sondas Pioneer

Slava G. Turyshev (JPL) lo dijo en el año 2002 y desde entonces ha tratado de recabar datos para verificar su hipótesis: el origen de la anomalía en la aceleración de las sondas Pioneer 10 y 11 es que la emisión de calor del pequeño reactor nuclear que las hace funcionar es asimétrica (anisotrópica). La mejor demostración de la hipótesis es confirmar que la aceleración decrece con el tiempo de forma exponencial (como decae el plutonio que alimenta al reactor). Gracias a bucear en los datos de la NASA sobre los últimos 23 años de la sonda Pioneer 10 y los últimos 11 años de la Pioneer 11, Turyshev ha econtrado 21 nuevos datos (totalizando 41) sobre la Pioner 10 y 61 nuevos datos (totalizando 81) sobre la Pioneer 11. Con todos estos nuevos datos Turyshev cree haber encontrado la prueba definitiva de dicho comportamiento: la aceleración parece decaer de forma exponencial (la figura que abre esta entrada ilustra dicho comportamiento). Turyshev ha obtenido su premio y el artículo técnico con los nuevos datos ya ha sido aceptado en la prestigiosa revista Physical Review Letters: Slava G. Turyshev, Viktor T. Toth, Jordan Ellis, Craig B. Markwardt, “Support for temporally varying behavior of the Pioneer anomaly from the extended Pioneer 10 and 11 Doppler data sets,” ArXiv, 14 Jul 2011. Enhorabuena, Slava, ya se sabe que el que la persigue, la consigue. Se ha hecho eco de esta noticia KFC, “NASA Releases New Pioneer Anomaly Analysis,” The Physics arXiv Blog, 20 July 2011.

A los lectores habituales de este blog, esta noticia puede que no les sorprenda. Ya lo conté al poco de nacer, en “El sistema solar como un gran laboratorio para la gravedad (o ideas sobre la anomalía de las sondas Pioneer),” 28 enero 2008, entrada que yo acababa con un rotundo “Quizás no necesitamos tantos imitadores de Einstein sino más ingenieros.” La hipótesis de la anisotropía térmica como explicación de la anisotropía era la menos exótica y la más razonable desde un punto de vista físico, pero los análisis térmicos mediante elementos finitos de Turyshev, que no es experto en dichas lides, requerían análisis más precisos. Físicos computacionales alemanes confirmaron esta idea de forma independiente con nuevas simulaciones, como conté en “Disipación térmica asimétrica como causa de la anomalía de las sondas Pioneer,” 20 noviembre 2009. Turiyshev, viendo el interés, escribió un maravilloso artículo de revisión sobre el tema, reafirmando su fe sobre su hipótesis y aclarando que se pondría a recabar más datos de la NASA, como os recordé en “Todo lo que siempre has querido saber sobre la anomalía de las sondas Pioneer,” 22 enero 2010; yo me disculpaba porque “Lo siento no voy a traducir 163 páginas de documentación sobre lo que de verdad se sabe sobre la anomalía de las sondas Pioneer,” lo que provocó que MiGUi afirmara que “Esto es un blogus interruptus. Qué malo eres, uno entra desde el feed leyendo el titular y zas! la primera en la cara xD.” Por cierto, aprovecho y vuelvo a recomendar una visita a su web Cientifi.net sobre preguntas y respuestas de ciencia, en la que también se discutió la anomalía.

Por supuesto, muchos se han apuntado al carro de la idea de la anisotropía térmica, afirmando que resolvía de forma definitiva el problema de la anomalía, como nos contó Kanijo, “Anomalía de las Pioneer resuelta mediante una técnica de gráficos por ordenador de los 70,” Ciencia Kanija, abr 01, 2011 [traducción de KFC en The Physics ArXiv Blog.]. Yo critiqué este último artículo quizás con mayor rotundidad de la necesaria: “No quiero poner una nota discordante y generar polémica, pero he leído el artículo de estos portugueses y su análisis es bastante torpe. La verdad sea dicha, a uno de mis alumnos yo le exigiría un análisis un poco más fino de este asunto. He de confesar que yo daba clases del modelo de Phong ya en 1995 (Phong es el nombre de pila de Bui Tuong, en vietnamita el nombre de pila va al final). Además llevo dando clases de teoría de la radiación térmica desde el punto de vista numérico desde el 2000 (Métodos Numéricos de la Ingeniería Térmica). En mi opinión, este nuevo artículo sobre la anomalía de Pionner aporta muy poco a lo que ya sabía y no resuelve la anomalía. Por mucho que a KFC y a mí mismo nos gustaría que así fuera.”

La anomalía de las sondas Pioneer tiene algo que desconcierta y fascina. Como nos traducía Kanijo, “La NASA desconcertada por una fuerza inexplicada que actúa sobre las sondas espaciales,” Ciencia Kanija, mar 03, 2008; desconcertada porque la anomalía parecía afectar a 5 sondas espaciales, “Descubrimientos recientes sobre la anomalía de las sondas Pioneer (Earth flyby anomaly en 5 sondas espaciales),” 5 marzo 2008.

Se han propuesto multitud de explicaciones exóticas, hasta “La explicación española de la anomalía de las sondas Pioneer,” 15 septiembre 2009. Si eres físico, yo ya proponía que buscaras una explicación en “Aceleración planetaria de sondas espaciales: Una anomalía y una fórmula que buscan una explicación,” 10 octubre 2009. Si la anomalía fuera un fenómeno de origen gravitatorio tendría que afectar a los planetas enanos, como Plutón, como indiqué en “La anomalía de la sonda Pioneer y la incertidumbre en la órbita de Plutón,” 4 mayo 2009; Kanijo también lo hizo en “¿Está Plutón afectado por la anomalía de las Pioneer?,” may 07, 2009. Pero si afecta a los planetas enanos también debería afectar a los satélites de Neptuno, pero no lo hacen como conté en “Los satélites de Neptuno podrían descartar una solución gravitatoria a la anomalía de las sondas Pioneer,” 18 diciembre 2009.

Recopilar todas las respuesta exóticas a la anomalía nos llevaría mucho tiempo. Como muestra me hice eco de “Posible solución relativista a la anomalía de las sondas Pioneer,” 20 octubre 2009, “Los últimos datos sobre la anomalía de las sondas Pioneer apuntan a la materia oscura y a nueva física más allá del Modelo Estándar,” 3 julio 2009, y como no de “Otra explicación numerológica para la anomalía de las sondas Pioneer 10 y 11,” 18 octubre 2009.

Lo maravilloso de la ciencia es que ninguna hipótesis es correcta hasta que es demostrada de forma definitiva, y mientras tanto se permiten multitud de hipótesis alternativas que acabarán en saco roto, pero no importa, así es la ciencia.

Por cierto, hoy, dentro de unas horas, este blog alcanzará los 3 millones de visitas. Gracias a todos por seguirlo y espero que disfrutéis tanto leyéndolo como yo escribiéndolo.

PS (1 sep 2011): Richard A. Kerr, “Mystery Pioneer Anomaly Is Real But Still a Mystery,” Science 333: 1208, 2 September 2011.

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13 pensamientos en “La NASA ofrece nuevos datos que apuntan a la respuesta definitiva para la anomalía de las sondas Pioneer

  1. Ciertamente muy interesante. Yo me pregunto si se ha tenido en cuenta el hecho de que la aceleración que se observó inicialmente, en los Pioneer 10/11 y otros más, siempre apuntaba hacia el sol. Entonces, la anisotropia parece algo especial ¿no? Puede que haya una explicación sencilla….

    • Buenas tardes Antonio.

      A mí también me parece algo raro. Las Pioneer iban estabilizadas por rotación de manera que su antena siempre apuntaba hacia el sol. El vector flujo de calor tiene su dirección fija en referencia a la sonda pero al estar ésta girando se puede proyectar en una componente hacia el sol, otra radial que debido a la inercia y la rotación de la sonda acaba por tener un efecto casi nulo, y otra azimutal. La componente hacia el sol sería la que observamos, pero la azimutal debería haber variado la velocidad de rotación, cosa que no ha sucedido que yo sepa. En el caso de las Voyager es todavía más extraño porque si estuvo estabilizada en tres ejes la aceleración no pudo tener justamente la dirección del sol, habría habido una desviación con el tiempo de la trayectoria nominal. Aunque esto igual lo corrigió el sistema de navegación, como se hace continuamente durante una misión cualquiera.

      Y una vez perdida la estabilización la aceleración variaría su dirección de modo aleatorio anulando el efecto, con lo que desde ese momento debería haberse anulado.

      Vamos, que hasta donde llegan mis conocimientos tampoco lo veo.

      Saludos.

  2. PARA:mario.toboso@cchs.csic.es Mensaje marcado domingo 17 de julio de 2011 19:07Cuerpo del mensaje EL ESPACIO LA INERCIA Y LA GRAVEDAD
    Cuando un cuerpo acelera en el espacio, crea el efecto de inercia en sentido opuesto en la dirección donde se acelera, le llamo punto de gravedad.
    Si es el espacio el que se acelera, creará el mismo efecto.(gravedad)
    ————————————————————————————————- En una esfera que aumente su radio a una velocidad constante, el espacio que alberga es cada vez mas vacío de una forma exponencial, en el universo es igual, por lo tanto una ecuación exponencial de un vacío constante es un aceleración constante.(gravedad)
    Ejemplo, en el primer segundo del universo, la esfera universal mediría 300.000 kilómetros de radio,en el 2º segundo 600.000 en el 3º segundo 900.000 kilómetros de radio, siendo la masa la misma, en una esfera que aumenta su volumen de vacío al cubo en densidad negativa. Por lo tanto es una aceleración hacia el vacío. el vacío no es constante, y es acelerado por el radio de la esfera universal en cada momento. EL vacío acelerado va hacia fuera, y el efecto va hacia dentro de cada maza. (gravedad) Principio de causa, efecto.
    Radio Volumen
    1
    2
    3 113
    4
    5
    6 905
    7
    8
    9 3053
    10
    11
    12 7238
    (Radio) x 100,000 (Volumen, o espacio vacio) x 100,000
    ( MAS). el efecto de inercia es constante todo el tiempo que aceleramos, como si desaceramos, siempre en sentido opuesto a la dirección.
    (La gravedad es un efecto de inercia) debido al volumen constante del universo, la capacidad de la esfera universal aumenta al cubo en cada ,momento. Aritméticamente es una ecuación acelerada. (La aceleración es igual a inercia).(la inercia es igual a gravedad)
    Todo el volumen de vacío del universo se propaga en un medio mas vacío, de lo contrario se contraería.
    (Si el universo no se expandiera, la gravedad desaparecería como por arte de magia)
    (La gravedad no es inherente de la masa, es la consecuencia del efecto de inercia). (Unificando conceptos de entre Galileo Galilei, Isaac newton, Albert Einstein, y el volumen constante del vacío del universo la teoría queda completa) (Juli). ; Si es de su interés puedo explicarle mucho mas Gracias por su atención Julián Luque c/escuelas 24 montilla, cp14550 Córdoba) España
    teléfono 957 651734 móvil 638017324

  3. Bueno, una anomalía similar a esta si no recuerdo mal se extraía de los datos de telemetría de la Ulysses, sólo que “funcionaba” en sentidos opuestos según estuviese al norte o sur de la eclíptica durante su órbita, también anomalías similares se han detectado en otras sondas en sobrevuelos de asistencia gravitatoria sobre la propia Tierra (con tiempos de llegada anómalos, por exceso o defecto). Imagino que el modelo que explique uno cabría para todos los demás.

    Por lo demás es una pena, siempre es más fascinante, que diría el dr. Spock, un descubrimiento de algo enteramente nuevo xD.

    • Gracias, jeybros.

      He de confesar que mi objetivo este año era alcanzar los 3 millones hace un mes y que mi objetivo (en enero 2011) para este año era alcanzar los 4 millones antes del 31 de diciembre de este año, pero si la estadística no miente, será imposible lograrlo. Así que, como lo que alegra es cumplir objetivos y no pasar cumplir con los pasos intermedios, y la esperanza es lo último que se pierde, aún confío en alguna fluctuación estadística que me favorezca…

      Gracias de nuevo.

  4. Sólo por ser quisquilloso…. :)

    “Lo maravilloso de la ciencia es que ninguna hipótesis es correcta hasta que es demostrada de forma definitiva….”

    Más bien diría que ninguna hipótesis es correcta, simplemente útil mientras que no se demuestre su falsedad.

    Interesante artículo.

  5. Hola Pepe, buenas tardes. Muy interesantes tus comentarios…. Yo sigo pensando que es muy posible que este efecto sea cosmológico. La razón es que la aceleración anómala observada es del orden de c/t (la velocidad de la luz dividida por lo edad del universo). La presencia de una masa tan grande como la del sol podría “distorsionar” este efecto más o menos isótropo y así obtener la dirección casi fija hacia el sol. Saludos, Antonio.

  6. Hola, ¿podrías explicar el origen de las fórmulas f’ = f Exp(-w/c) y a_p = c*H_0?.

    ¿Y por qué dices que bajo esa hipótesis la anomalía de las sondas desaparecerá si eso que haces predice una desaceleración y lo que se encuentra es una aceleración?

  7. Vamos, que somos tontos y es que nos hemos equivocado de sistema de referencia ¡cachis, con lo fácil que era! ¡qué garrulos son los tíos estos de la NASA!

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