Пояс Койпера - граница области Солнечного тяготения??!

[ss69100]

Предлагаемая главка из труда Андрея Гришаева „Этот «цифровой» физический мир” может показаться несколько техничной. Однако расшифровка, выявление смыслов и популяризация таких усилий требует, буквально, перевода с профессионального научного языка на более или менее общедоступный. Причём при этом нельзя упускать факты, описанные специфической терминологией.

В любом случае, в предлагаемом материале содержится одна научная загадка, связанная с поведением комет в т.н. поясе Койпера, а также поставлен ряд вопросов, в ответах на которые сами учёные далеко не единодушны. Кроме того, автор пытается обосновать результатами известных научных экспериментов собственное утверждение о том, что зоны притяжения крупными телами Солнечной системы имеют ... чёткие границы.
2.11. Граница области солнечного тяготения

Ранее мы верили рассказам астрономов о долгопериодических кометах - с периодами обращения, по сильно вытянутым эллиптическим орбитам, вплоть до миллионов лет [С3]. При таких периодах обращения, скорости в афелиях ничтожны, поэтому считается, что большую часть времени такие кометы пребывают в окрестностях своих афелиев - и, соответственно, на интервале удалений 50000-150000 а.е. (астрономическая единица, средний радиус орбиты Земли) существует область повышенной концентрации комет [С3], называемая также облаком Оорта. Если это всё правда, то граница солнечного тяготения должна находиться за пределами облака Оорта.


Но на чём основаны рассказы о долгопериодических кометах? Движение комет наблюдается лишь в центральной области Солнечной системы - когда у них имеются выраженные хвосты. Величины же афелиев в 50000-150000 а.е. основаны исключительно на прогнозах, сделанных по результатам анализа наблюдаемых участков траекторий комет. Но прогнозы не обладают доказательной силой. Да и кто наблюдал предсказанное возвращение кометы спустя миллион лет? Достоверные свидетельства имеют совсем другой временной масштаб. Если отбросить курьёзную историю с кометой Гершель-Риголе [Г9], то комета с самым большим удалением в афелии, предсказанные возвращения которой достоверно наблюдались неоднократно - это знаменитая комета Галлея, с периодом обращения около 76 лет. Но её удаление в афелии составляет всего около 35 а.е. [А1].

Имеются ли астрономические свидетельства о том, что солнечное тяготения действует на больших удалениях, чем 35 а.е.? Да, относительно недавно такие свидетельства появились. За орбитой Плутона обнаружили т.н. пояс Койпера. Так астрономы называют группу астероидов, которые обращаются в интервале удалений примерно от 30 до 50 а.е. [ВЕБ13]. Подавляющее большинство объектов пояса Койпера движется по орбитам, близким к круговым, и имеет периоды обращения 260-320 лет [ВЕБ14]. Поразительной особенностью пояса Койпера является то, что его «внешняя граница… на расстоянии 47 а.е. от Солнца выражена очень резко» [ВЕБ13] (на этот факт обратил наше внимание А.Зеберг [З1], который предположил, что по этому краю и проходит граница области солнечного тяготения). Для объяснения этой «резкой выраженности» выдвигали гипотезу о наличии в районе пояса Койпера ещё не обнаруженной планеты, «чьё гравитационное воздействие не позволяет астероидам «разбредаться» [ВЕБ13]. Похоже, нелепость этой гипотезы бросается в глаза не только нам, поскольку резкость внешнего края пояса Койпера уже включают в списки фактов, не имеющих научного объяснения [ВЕБ15].

Что означает резкость внешнего края пояса Койпера? Это означает, что, вплоть до этого края, наблюдается обращение малых тел по почти круговым орбитам - т.е., несомненно, под действием солнечного тяготения - тогда как за пределами этого края такого обращения не наблюдается. Разумеется, «внешняя граница пояса не служит непреодолимым барьером, и 43 астероида (4% от известного их количества) уходят за её пределы… по сильно вытянутым орбитам» [ВЕБ13]. «Самую вытянутую орбиту… имеет 2000 ОО67 с периодом обращения вокруг Солнца 13300 лет» [ВЕБ14]. Опять же, эта цифра имеет чисто прогнозный характер - она получена на основе анализа небольшого участка траектории объекта на удалениях, больших чем 47 а.е. Причём, анализ проводился при допущении о том, что на этих удалениях солнечное тяготение действует. Но если это допущение ошибочно, то прогнозы, сделанные для убегающих койпероидов - совершенно неверны. Если судить по фактам, а не по прогнозам, то круговые орбиты койпероидов доказывают, что они находятся в области солнечного тяготения - но в области, где почему-то не наблюдаются замкнутые орбиты, одни лишь уходящие траектории отнюдь не доказывают наличие там солнечного тяготения.

Но ведь на сегодня, за внешний край пояса Койпера вылетели четыре дальних космических зонда: «Пионеры-10,11» и «Вояджеры-1,2»! Полёт каждого из них плотно контролировался средствами дальней космической связи - и, значит, имелись четыре блестящие возможности получить прямой ответ на вопрос о том, является ли внешний край пояса Койпера границей солнечного тяготения!

Главный пограничный эффект заключался бы в том, что, пока зонд двигался в области солнечного тяготения, его гелиоцентрическая скорость уменьшалась бы из-за наличия ускорения к Солнцу, а после пересечения им границы это уменьшение гелиоцентрической скоростипрекратилось бы. Судя по отсутствию официальных сообщений о таком эффекте, он и не имел места. Однако, именно этот эффект мы выявили при анализе траекторных данных, которые находились в свободном доступе на официальном сайте NASA [ВЕБ16]. Разумеется, точные траекторные данные - это важная научная тайна, поэтому в свободном доступе находились грубые данные. Они были округлены в достаточной, по мнению специалистов из NASA, степени - чтобы их прямое использование не дало ничего, заслуживающего внимания. Тем не менее, мы нашли способ обработки этих данных, на два порядка повышающий точность представления гелиоцентрической дальности зонда [Г9]. По уточнённым данным мы находили уточнённую гелиоцентрическую скорость зонда - её результирующие значения, на интервале дальностей 30-70 а.е., приведены на Рис.2.11 для случая «Вояждера-2» [Г9].

На первый взгляд может показаться, что разбиение изображённого на диаграмме массива точек на две части, с переломом в области 49 а.е., выглядит искусственно. Но заметим, что характер разброса точек принципиально изменяется при переходе через область 49 а.е. А именно: при дальностях до 49 а.е, разброс точек неупорядочен, а далее он приобретает ярко выраженную упорядоченность, в которой отчётливо просматриваются две обособленные последовательности скачков. Так и должно быть, если разброс точек обусловлен, главным образом, грубостью использованных значений гелиоцентрических широт и долгот, и если скорость на дальностях до 49 а.е. уменьшалась, а далее она оставалась постоянной. О таком поведении скорости свидетельствуют и два линейных тренда, построенные для двух участков разбиения массива. Причём, крутизна первого тренда со-6 м/с2, -6 м/с2. Такое согласие также свидетельствует о том, что наш анализ данных о траектории «Вояджера-2» не содержит грубых ошибок.
(Обратите внимание на зелёный отрезок, проходящий по ординате 16 000 м/сек, который свидетельствует о постоянной скорости «Вояджера-2» ввиду выхода за пределы области солнечного тяготения. Прим. ss69100)



Рис.2.11

Едва ли можно сомневаться в том, что не мы первые обнаружили исчезновение ускорения свободного падения к Солнцу у космических аппаратов, вылетавших за внешний край пояса Койпера. Подобный феномен был бы немедленно выявлен группой слежения за полётом. Но специалисты, работавшие с «Пионерами» и «Вояджерами», не сообщили об этих феноменах, а также о скачках допплеровского сдвига несущей при радиосвязи с аппаратами - на их выходе за внешний край пояса Койпера. А ведь знание величин этих скачков, при известных векторах выхода четырёх аппаратов из Солнечной системы, дало бы возможность определить вектор скорости Солнечной системы в Галактике. Такое определение - более быстрое и точное по сравнению с методами, основанными на наблюдениях вековых движений звёзд - стало бы научной сенсацией.

Но, увы, официальная наука в очередной раз умолчала о фактах, которые не уложились в концепцию «всемирного тяготения». Весьма показательна и реакция хозяев использованных нами траекторных данных. Не прошло и двух суток с момента публикации статьи [Г9] и размещения анонсов о ней на форумах в Интернете, как на сайте NASA [ВЕБ16] закрыли свободный доступ к этим траекторным данным, которые до того пылились там лет пятнадцать. Значит, было отчего задёргаться!

Но это ещё не всё. Специалисты, рулившие «Пионерами» и «Вояджерами», ранее выдали статью [А2] о необъяснённом аномальном ускорении «Пионеров» к Солнцу - причём, величина этой «аномалии» на четыре порядка меньше, чем скачкообразное обнуление ускорения на границе пояса Койпера, о котором они умолчали. Эту статью [А2] широко разрекламировали. Толпы энтузиастов кинулись наперебой выдвигать самые фантастические гипотезы для объяснения «аномалии «Пионеров». Сильна была их уверенность в том, что они искали объяснения для реального физического эффекта.

Но от этой уверенности ничего не остаётся, если внимательно посмотреть на приведённый авторами график (доступный также на [ВЕБ29]). Он иллюстрирует остаточные разности допплеровской скорости (измеряемой минус предсказываемой) для «Пионера-10» на семилетнем интервале. Заметно, что на систематический линейный рост этих остаточных разностей - на основе которого и сделали вывод об «аномальном ускорении» - наложена слабая раскачивающаяся волна с периодом в один год. Едва ли можно серьёзно говорить о том, что космический аппарат, движущийся где-то на периферии Солнечной системы, имеет годичную, да ещё раскачивающуюся, модуляцию своей скорости. Между тем, известно, что при машинной обработке потоков данных, имеющих периодические составляющие, появление такого рода «раскачек» при определённых параметрах фильтрации - обычное дело. Едва ли можно сомневаться в том, что названная годичная волна на графике не соответствует реальному физическому эффекту, а является «эффектом обработки». И если фильтрация при обработке данных допускает «пролезание» периодической паразитной компоненты, то «пролезание» линейной паразитной компоненты она должна допускать тем более. Было бы странно, если линейная паразитная компонента при этом отсутствовала бы!

Добавим, что мы усматриваем важное косвенное свидетельство о том, что заявленное «аномальное ускорение аппаратов к Солнцу» является не реальным физическим эффектом, а «эффектом обработки». Речь о том, что для аппаратов разных конструкций (Пионер-10 и -11, Галилео, Улисс) «аномальное ускорение» оказалось практически одинаковым в огромном диапазоне расстояний от Солнца - от 1.3 до 67 а.е. [А2]! Самым простым объяснением такого чуда является допущение об одинаковом паразитном эффекте, имевшем место при обработке различных сегментов данных - одной и той же программой [А2]. И неспроста авторы [А2], которые могли представить график на 20-летнем интервале, ограничились семилетним интервалом. Одним годом больше - и раскачивающаяся годичная волна уже бросалась бы в глаза всем.

Создаётся стойкое впечатление, что главной целью публикации [А2] было внушение научному сообществу ложной уверенности в том, что, с точностью до ~10-8 см/с2, солнечное тяготение действует в полном согласии с законом всемирного тяготения - на дальностях вплоть до 60 а.е. и более. Чтобы никто даже не заподозрил, что область солнечного тяготения имеет чёткую границу!

Ссылки даны по мере первого упоминания в тексте:
С3. О.Струве, Б.Линдс, Э.Пилланс. Элементарная астрономия. «Наука», М., 1967.
Г9. А.А.Гришаев. Внешний край пояса Койпера - граница области солнечного тяготения. http://newfiz.narod.ru/index.html
А1. К.У.Аллен. Астрофизические величины. «Мир», М., 1977.
ВЕБ13. http://galspace.spb.ru/index71.html
ВЕБ14. http://astrologic.ru/kbo/pojas_k.htm
З1. А.Зеберг, частное сообщение.
ВЕБ15. http://kabmir.com/nauka/13_faktov_ne_imejushhih_nauchnogo_objasnenija.html
ВЕБ16. http://nssdcftp.gsfc.nasa.gov/spacecraft_data/
Г9. А.А.Гришаев. Внешний край пояса Койпера - граница области солнечного тяготения.  http://newfiz.narod.ru/index.html
А2. J.D.Anderson, P.A.Laing, E.L.Lau, et al. Phys.Rev.Lett., 81, 14 (1998) 2858.
ВЕБ29. http://offizika.narod.ru , темка «Аномальное ускорение «Пионеров».

Источник