Avanzado Comparación de teorías, explicación de la anomalía Pioneer

[Richard R Richard]

Ha unos días el contenido de un hilo me llevo a leer que otras alternativa hay a la TRG y la gravedad universal, anduve leyendo gravedad modificada ...muy por encima... pero un dato curioso me llevo a platear este hilo.

Según parece la teoria MOND https://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3...ana_modificada es capaz de explicar la anomalía de aceleracion de las naves Pionner https://es.wikipedia.org/wiki/Anomal...de_las_Pioneer

Según lei

pesaba 258 kg en el despegue, con 28 kg de propelente.

https://es.wikipedia.org/wiki/Pioneer_10

ahora bien la anomalía es una disminución en la aceleración Antoniniana con un valor de

El efecto es una pequeña aceleración hacia el Sol, de 8.74±1.33×10⁻¹⁰ m/s².

ahora bien cuando se calculo la trayectoria real se uso G la constante de gravitacion universal cuyo valor mas preciso es $G =\notcien{6.67408(31)}{-11}\frac{m^3}{kg \cdot s^2}$ https://es.wikipedia.org/wiki/Consta...%B3n_universal

como es posible detectar una pequeña diferencia de aceleracion de 10 ordenes de diferencia , si G solo se puede calcular con solo 7 ordenes de de precisión,,,

La pregunta es como es posible atribuir a una nueva teoría la diferencia si todavía la constante fundamental no tiene los suficientes decimales como para estar completamente seguros de que no se trata de un error de redondeo de la constante...

Me podrían decir en que me equivoco, o si MOND lleva para su costal la imprecisión de G?

muchos mas datos no halle a aparentemente la nave llevaba varios años viajando, por lo que la aceleracion relativa respecto del sol no la se como para calcular cual sería el error porcentual, pero se me hace muy esquivo pensar que si

$G =\notcien{6.67408(32)}{-11}\frac{m^3}{kg \cdot s^2}$ o bien$G =\notcien{6.67408(30)}{-11}\frac{m^3}{kg \cdot s^2}$ no marcaria la misma o peor desviación...

[Jaime Rudas]

Según parece la teoria MOND https://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3...ana_modificada es capaz de explicar la anomalía de aceleracion de las naves Pionner https://es.wikipedia.org/wiki/Anomal...de_las_Pioneer

No sé si viste que en ese mismo enlace la Wikipedia también dice:

Para el 2012, diversos artículos de diferentes fuentes, todos analizando la fuerza inherente de presión de la radiación térmica en la nave, mostraron que un cálculo cuidadoso de esta fuerza es suficiente para justificar la anomalía, y no se requiere de otro fenómeno o una física diferente.

ahora bien cuando se calculo la trayectoria real se uso G la constante de gravitacion universal cuyo valor mas preciso es $G =\notcien{6.67408(31)}{-11}\frac{m^3}{kg \cdot s^2}$ https://es.wikipedia.org/wiki/Consta...%B3n_universal

como es posible detectar una pequeña diferencia de aceleracion de 10 ordenes de diferencia , si G solo se puede calcular con solo 7 ordenes de de precisión,,,

¿De dónde sacas que la diferencia es en el décimo orden de precisión? Lo pregunto porque, según mis cuentas, la aceleración del Sol a la distancia de la Tierra (una unidad astronómica) es de cerca de 6 * 10^-3 m/s², mientras que a 100 ua (la Pioneer está a cerca de 125 ua) es de 6 * 10^-7 m/s², con lo que la diferencia de 8.74±1.33×10⁻¹⁰ m/s² sería de entre 3 y 7 órdenes.

[Richard R Richard]

¿De dónde sacas que la diferencia es en el décimo orden de precisión? Lo pregunto porque, según mis cuentas, la aceleración del Sol a la distancia de la Tierra (una unidad astronómica) es de cerca de 6 * 10^-3 m/s², mientras que a 100 ua (la Pioneer está a cerca de 125 ua) es de 6 * 10^-7 m/s², con lo que la diferencia de 8.74±1.33×10⁻¹⁰ m/s² sería de entre 3 y 7 órdenes.

Hola Jaime Gracias por el interes, Si he leido eso, pero justamente para atreverse a decir que otra teoría sirve par explicar lo que la Newtoniana no puede, es que algún resultado experimental debe salirse de las lineas de barras de los resultados previstos.
Si repites el calculo que has hecho para 100 ua , pero difieres en una unidad el ultimo dígito conocido de la constante de gravitación universal, entiendo que la diferencia entre las aceleraciones con ambas constantes debería ser mayor que el error detectado,

$g=\dfrac{GM_s}{10000 ua^2 (1.49e11m/ua)^2}$

pero cuando cambia el valor de G en una unidad el quinto decimal justamente te pone el error 5 decimales después de la primera cifra significativa de la aceleracion. porque entiendo que los valores entre parentesis no están probados sean ciertos, te dejan el error en de calculo en el decimal once o doce toda vez que la primera cifra significativa esta en el decimal séptimo como has calculado,

Entonces en mi naif idea de controlador de vuelo de la Pioneer no tengo mucha mas precisión para hacer el calculo teórico de la aceleración, tengo 12 decimales y obviamente los resultados telemetricos les darían un valor diferente, una diferencia en el decimal 10 según lo que dice la wikipedia, muy por por encima del error de redondeo, y por eso se atrevían a pensar que existe una interacción que no estaban previendo.
En los primeros cálculos pensé que el error en G no podía dar mas precisión que en esos 5 decimales, por eso un valor de error a partir del décimo decimal, me parecía , muy chico para justificar que se proponga que la teoría newtoniana necesitaba un ajuste...

Por otro lado escepticismo con la justificación de la presión de radiación de la que habla wikipedia produciría una aceleración positiva con el radio, y no negativa como afirman,(ya lo hemos debatido en proyectos como Lightsail) Pero la idea no es debatir ese detalle sino porque esa desviación tan pequeña sirvió de base para ese tipo de teorías . Ya me has ayudado a ver de donde viene.

[Alriga]

... Según parece la teoria MOND https://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3...ana_modificada es capaz de explicar la anomalía de aceleración de las naves Pionner https://es.wikipedia.org/wiki/Anomal...de_las_Pioneer

Según leí https://es.wikipedia.org/wiki/Pioneer_10 ...

Reitero lo que ha explicado Jaime, la "anomalía" de las Pioneer se sabe que tiene origen térmico desde 2012, hablamos de ello en este post: https://forum.lawebdefisica.com/forum/la-cafetería/la-barra/43447-ecuaciones-de-friedmann-generalizadas-a-c-variable?p=341090#post341090 de un hilo en el que participaste.

Mi visión muy resumida del tema: ojalá hubiese una modificación de la Relatividad General que hiciese inútil el concepto y la existencia de la esquiva materia oscura, y a la basura con ella. Pero si esa modificación existe, no será MOND, porque básicamente MOND no existe, lo que existen son muchas MONDs "ad hoc", una ajusta la rotación de las galaxias, otra ajusta las velocidades de los cúmulos de galaxias, otra para ajustar las lentes gravitacionales, otra para ajustar la inexistente anomalía del Pioneer, otra para explicar el Cúmulo Bala, otra para ajustarse a la estructura a gran escala del universo, otra para... cada físico se inventa su propia MOND para ajustarse a la explicación de algún fenómeno particular obviando analizar que "su MOND" es incompatible con otros fenómenos. La primera MOND apareció en 1982 y desde entonces se han publicado cientos de MONDs, ninguna convincente. Por ejemplo, dos solo este mes de diciembre de 2020: Non-linear extension of non-metricity scalar for MOND y A new relativistic theory for Modified Newtonian Dynamics

En cambio la materia oscura + Relatividad General lo explica todo a la vez. Esa es por ahora su ventaja.

Saludos.

[Richard R Richard]

Gracias Alriga , no es que me crea algo de las MONDs sino mi curiosidad es entender cuantitativamente cuál fue la supuesta grieta en la teoría dominante RG+MO .
Por otro lado siempre me cautivo el fenómeno del impulso por radiación , desde mis primeras preguntas en el foro, y esto parece contradecir lo que hasta ahora entiendo y me motiva leer más y a aprender algunos porques? o más bien unos comos? Me toca ver porque el impulso es hacia el sol y no hacia otro lado. La idea previa que barajo es que el revestimiento de la antena absorve más de un lado que del otro y por eso radia más de un lado que del otro y de allí el sube impuso. Si avanzo en algo serio lo expongo. Se que hay material en la red pero mucho en inglés me tomara tiempo creo. Unas primeras lecturas en Arxiv apuntan a pérdidas de calor.en la generación de electricidad.en los motores. https://arxiv.org/abs/1204.2507

[Alriga]

... no es que me crea algo de las MONDs sino mi curiosidad es entender cuantitativamente cuál fue la supuesta grieta en la teoría dominante RG+MO ...

No hay ninguna grieta cuantitativa, ni astrofísica ni cosmológica que yo sepa. El problema con la materia oscura es que no conseguimos detectar qué partícula (o partículas) es, lo cual es en cierto modo desesperante. Y ello hace muy lícito que físicos teóricos busquen como alternativa a la GR+CDM una nueva teoría de la gravedad que no precise de la CDM.

Lo que sucede es que bajo el lema "publica o perece", a la que la investigación lleva algunos meses en curso, "hay que publicar algo" y se publican MONDs que "ajustando convenientemente los parámetros que necesito" explican de forma alternativa algún hecho astrofísico que también explica la materia oscura, pero no todos como explica ésta. Esa parte, que sería exponer que -cierto es que mi teoría MOND aunque explica la observación "A" contradice las observaciones "B", "C" y "D"- no aparece nunca en el paper. En su lugar aparece algo así como "proseguiremos las investigaciones para determinar otros alcances de nuestra teoría"

Saludos.

[Richard R Richard]

Torciendo el curso del hilo he visto mucho de eso en tantísimos papers para el olvido.
Al final los sitios de divulgación sería comienzan a parecerse un repositorio de ideas felices, que una vez demostrado un experimento que lo contradice, escrito en otro de sus papers, nadie ni lo borra, ni lo tilda, ni siquiera lo asocia a su detractor.
Fijate que el calor radiado por la fuente eléctrica en base radiactiva, emitía el calor sobrante hacía el exterior, y eso fue suficiente para explicar la anomalía Pioneer.
Pero dio puntapié a las Monds , imagino que luego la siguiente serie de naves fue aislada mejor y con telemetría más avanzada,probar su validez es sumamente fácil, imagino la desviación fue desmentida sino ya hubiese sido confirmada por New Horizons.
Está visto que la papelera no se usa en ciencia, porque el ego no cabe en ella.

[javisot20]

El caso del satélite Galileo con órbita excéntrica que utilizaron para medir el corrimiento al rojo gravitacional.

Tenían errores sistemáticos que atribuyeron a la radiación solar (recibida)

https://arxiv.org/pdf/1812.09161


Es el caso opuesto al que comentas Richard,
la diferencia es que la anomalía de la Pionner se enfoca según "emisión" y la anomalia de Galileo según "recepción" , aparenta poder tener relación.



Para la anomalía de la Pionner existen Monds que lo pueden explicar además de la explicación según radiación térmica,
si en el caso del satélite Galileo ( que nadie intento proponer una Mond ) tambien existiese una Mond que lo explicase resultaría extraño ¿ no?

[Richard R Richard]

El caso del satélite Galileo con órbita excéntrica que utilizaron para medir el corrimiento al rojo gravitacional.

Tenían errores sistemáticos que atribuyeron a la radiación solar (recibida)

https://arxiv.org/pdf/1812.09161

Te refieres a algunos de los satélites del proyecto Galileo de la ESA para tener un sistema de posicionamiento global, Algunos satélites tuvieron que ser cambiados de órbita, debido a que fue mal calculado el corrimiento al rojo de los satélites o entraron en una órbita distinta y necesitaban otro calculo de corrimiento al rojo, Eso sirvió también de prueba que la RG de A Einstein funciona correctamente como teoría de la gravitación.
Pero no era un corrimiento de la órbita por presión de radiación.

cito al paper que propones

They were erroneously placed into elliptical orbits. Today the eccentricity of the orbits is 0.16

Si algún falto de sueño hiciese una Mond al respecto podría talvez hacer que cuaje con 3 satélites del grupo, pero que podrá decir del resto que funcionaban bien y no necesitaban corrección.

[javisot20]

No me refería al corrimiento de la órbita que estaban comprobando, perdón, el ultimo apartado abajo a la derecha en el paper,
"estimate of systematic uncertainties"
Tambien en un video de veritasium en español los mismos autores comentan el tema de la radiación muy por encima.

https://youtu.be/_j5k32ZNfHI cerca del final.


Si una mond cuajase para 3 satélites del grupo y con los otros no, ¿enserio sería trivial ?
Habría que entender muy bien cuales son las diferencias exactas por las que no cuajan en unos casos y si en otros. Para algún falto de sueño como has dicho jej

( por cierto, muy bueno el post de preguntas frecuentes, gracias por compartirlo )

[Richard R Richard]

Alguien que le dedique tiempo de trabajo (restándole al de sueño) para escribir una teoria mond no solo tiene que explicar con ella esos fenómenos que explicarían ni la GN ni la RG además tiene que haber estudiado que su origen no se debe a presión de radiación.
Y para ser una teoría respetable tiene que explicar todo lo sí la GN y RG ya explicaron satisfactoricamente.
Eso es algo difícil de realizar pero nada impide soñar con lograrlo.