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Neue Mission wird bizarre Gravitationsanomalien um die Erde untersuchen

2021

Irgendetwas Merkwürdiges passiert mit Raumfahrzeugen, die für einen Schwerkraftschub an der Erde vorbeischwingen - sie beschleunigen plötzlich und ihre Flugbahnen ändern sich auf unerwartete Weise. Es ist eine winzige Veränderung, aber genug, dass die Physiker aufgefallen sind. Die Europäische Weltraumorganisation plant eine neue Mission, die diese Schwerkraftanomalie messen und herausfinden könnte, ob eine neue, unbekannte Physik am Werk ist.

Bevor sie zu weit entfernten Zielen im Sonnensystem aufbrechen, umkreist das Raumschiff häufig die Erde mit einer Schleuder, so dass die Schwerkraft des Planeten einen Schub liefert, um sie auf ihren Weg zu schicken. In den 1990er und frühen 2000er Jahren beobachteten Wissenschaftler in mehreren Fällen eine ungeklärte Änderung der Geschwindigkeit von Raumfahrzeugen nach ihrer nächsten Erdrasur. Sie haben es nicht in Aktion gesehen, zum Teil, weil die Satelliten nicht im Deep Space Network angemeldet waren, als es passierte, und selbst wenn sie es waren, gibt es eine Verzögerung von 10 Sekunden zwischen den Datenerfassungen. Aber sie wussten, dass dies geschah, weil sich die Flugbahnen der Raumschiffe änderten.

Wissenschaftler konnten keinen hyperbolischen Bogen für die Schleuder verfolgen - sie konnten nur eingehende und ausgehende Bögen verfolgen, mit einem kleinen Unterschied zwischen ihnen. Dieser kleine Unterschied beruht auf einer Geschwindigkeitssteigerung, die niemand erklären kann. Es ist zu viel, um ein Fehler zu sein, der durch den Sonnenwind, den Einfluss eines anderen Himmelskörpers oder das "Frame-Draging" der Erde verursacht wird, wenn sie die Raumzeit um sich selbst wirbelt.

"Infolgedessen könnte der noch unbekannte Ursprung der Flyby - Anomalie das Vorhandensein neuer oder" exotischer "Physik im Spiel signalisieren, eine Möglichkeit, die den Autoren einer neuen Arbeit, Jorge Paramos von der Technischen Universität von Madrid, nicht leicht genommen werden sollte Lisbon und Gerald Hechenblaikner vom europäischen Satellitenhersteller Astrium.

Es könnte sein, dass unsere Gravitationsgleichungen falsch sind, was interessant wäre. Es könnte auch sein, dass Messungen der Flugbahn von Raumfahrzeugen falsch sind, was etwas weniger aufregend wäre. In jedem Fall muss jemand feststellen, was passiert. Die ESA entwickelt eine Mission, die dies möglicherweise kann, aber es gibt noch keine feste Verpflichtung.

Der Raum-Zeit-Entdecker und das Quantenäquivalenzprinzip (STE-QUEST) ist eine von wenigen Missionen, die die Schwerkraft erklären wollen und warum sie nicht mit den schwachen, starken und elektromagnetischen Wechselwirkungen zu einer beruhigenden Theorie von in Einklang gebracht werden kann alles. Die allgemeine Relativitätstheorie bricht irgendwo entlang der Linie zwischen dem Makro- und dem Quantenbereich zusammen, aber die bisherigen Experimente waren nicht stark genug, um zu sehen, wo und wie. STE-QUEST wird mehrere Tests mit unglaublicher Präzision absolvieren, um dies festzunageln. Ein Test wird die Art und Weise messen, wie sich Atome in einem Gravitationsfeld auf einer exzentrischen Umlaufbahn um die Erde bewegen - eine Messung, die Aufschluss über den seltsamen Geschwindigkeitsanstieg der Schleuder geben könnte.

Wie KFC im Physik-Blog von arXiv ausführt, wird das Juno-Raumschiff im nächsten Jahr einen Vorbeiflug absolvieren, um es auf seine Mission auf dem Jupiter vorzubereiten. Wenn Wissenschaftler die gleiche Anomalie sehen, wäre dies eine starke Motivation, diese Mission zu genehmigen und herauszufinden, was gerade vor sich geht.

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