"Аномалия Пионеров" и возраст Вселенной

Три года назад я напечатал в блогах "Инаука" статью "Креационизм, новые идеи" [1]. Моя идея заключалась в том, что оптическая плотность вакуума за пределами солнечной системы может оказаться меньше, чем вблизи Солнца, в любом случае никаких физических запретов на это не существует. Определяя удаление звезд методом годового параллакса [2], мы получали бы завышенные величины из-за преломления лучей света при переходе из вакуума с меньшей оптической плотностью в вакуум с большей оптической плотностью. Так как метод годового параллакса является базовым для других способов измерения космических расстояний, в том числе межгалактических, то его ощибка автоматически переносилась бы и на них. Таким образом, если мое предположение верно, то звезды и галактики находятся намного ближе, чем современная астрономия предполагает.

От физика В.А. Горшкова [3] я получил следующий краткий коментарий:

"Гипотезу о "неверном исчислении параллакса" нетрудно проверить, выведением далеко от Солнечной системы автоматической (или, для понту, обитаемой) обсерватории. Ещё проще запросить авторов идеи представить формулу и ПОСЧИТАТЬ КОЛИЧЕСТВЕННО величину этой гравитационной поправки к исчислению параллакса. Если она окажется велика -- это интересно. Если она окажется мала по сравнению с наблюдаемым (кстати, впервые в мире измерение параллакса и расчёт расстояния до звезды сделал Струве в Российской Империи), то горе новой теории, она неинтересна."

На что я тогда ответил:

"Кто будет финансировать? Но и имеющиеся данные по отклонения лучей света вблизи Солнца косвенно говорят в пользу этой гипотезы... уже неоднородность оптической плотности вакуума вблизи Солнца указывает на второстепенное значение гравитации, как впрочем и других известных взаимодействий..."

Казалось, что идея повисла в воздухе...

Поскольку дискуссии вокруг так называемой "Аномалии Пионеров" [4, 5] так и не затихают, я решил в конце концов углубиться в тему и был буквально поражен. Так вот оно доказательство! - Что еще надо?!

Впрочем я должен был и раньше догадаться. Не с метром же бежали за космическими станциями, чтобы замерять расстояние до них, но по времени пробега радиосигнала до станций и обратно. Не с секундомером же в руке и расчерченной стометровкой в пустом пространстве измеряли скорость аппаратов, но по допплеровскому смещению радиосигнала.

Разница частот отправленного и полученного радиосигналов определяется по формуле:


Как мы видим она зависит от трех величин. Конструкторы заверяют, что частота радиосигнала ГГц подчиненна железной логике и не может произвольно вариировать, поэтому как источник ошибок она исключается. Скорость света постулируется постоянной. Остается только скорость космических аппаратов , изменение которой может быть обусловленно какими-то еще неизученными наукой феноменами.

На практике наблюдается фиолетовое смещение разницы частот допплеровского сигнала с постоянной скоростью:

Гц/сек.
(Эта велична соответствует пробегу радиосигнала только в одну сторону [5] - (one-way only), поэтому в дальнейших вычислениях множитель 2 опускается.) С другой стороны:


Таким образом:

м/сек.².
Гипотез - почему скорость космических станций должна падать - много. При этом существует я бы сказал странная тенденция, что ученые готовы допустить нарушение закона гравитации, но ни в коем случае упразднение релятивисткого постулата о постоянстве скорости света в вакууме. Это табу мы как раз теперь и преступим.

Ввиду большого удаления от Солнца и соответственно очень слабого гравитационного притяжения скорость "Пионеров" менялась мало, когда необычный эффект был обнаружен, поэтому будем исходить из ее постоянства и примем за среднее значение м/сек., а скорость света будем рассматривать как переменную:


Однако производная по времени для нашего случая не имеет смысла. Увеличение скорости света происходит не со временем в одной и той же точке пространства, а с увеличением расстояния от Солнца. Поэтому мы должны перейти к дифференцированию скорости света по длине:


"Аномальное ускорение" от 20 а.е. до 70 а.е. (1 а.е. = 150 миллионов километров), интегрируя полученное выражение, получим рост скорости света в этом промежутке на 11339 м/сек. Величина сама по себе не малая, но в процентном отношении к общей скорости ~0.004% не такая и большая.

Общая формула для скорости света:



м/сек.,

м (20 а.е.).
Следует заметить, что мы имеем дело как бы с парадоксом. Измерение расстояний с помощью радиолокации по причине роста скорости света с удалением от Солнца будет давать заниженные величины, а измерения, проводимые методом годового параллакса, наоборот, из-за падения оптической плотности вакуума - завышенные.

Продолжая экстрополяцию и после 70 а.е. мы получим на расстоянии 1.32 миллионов а.е. или 21 светового года удвоение скорости света и сопутствующее падение оптической плотности вакуума в два раза. Если это происходит на самом деле, то это означает, что расчитанные астрономические расстояния за пределами этой границы завышенны по меньшей мере в два раза. На расстоянии 189 световых лет скорость света уже будет десятикратной. А ведь это еще область применения метода годового параллакса. Таким образом видимый размер Вселенной может быть в 10 раз и более меньше, чем астрономы сейчас расчитывают.

Правда эта оценка сделанна из предположения, что оптически плотный купол имеет только наша солнечная система. Если этот феномен общего характера, т.е. каждая звезда имеет такой купол, то оптическая плотность вакуума в пределах галактик, где расстояния между звездами не превышает нескольких световых лет, будет вариировать слабо ввиду перекрывания этих куполов. Отсюда и ошибка годового параллакса и прочих методов, на нем базирующихся, может оказаться небольшой.

Несмотря на это межгалактические расстояния свет будет пробегать в сотни тысяч миллионы раз быстрее. Таким образом не будет больше прямой зависимости между размером Вселенной и ее возрастом, а именно при своих коллоссальных размерах она может быть всего-то 10 тысяч лет от роду...

Уже планируются новые миссии в далекий космос. По хорошему надо бы оснастить станции аппаратурой для локального измерения скорости света. Иначе мы так и останемся при постулировании, будучи убежденными, что законы физики встают по стойке "смирно", как только мы начинаем что-то постулировать.



[1] Креационизм, новые идеи

[2] Годичный параллакс и расстояние до звезд

[3] Физика: Темные игры в темной материи

[4] Странное ускорение Пионеров

[5] Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11



Вадим, 6 ноября 2008, Религия и наука