破解深空探測“先驅(qū)者號異常”之謎－周堅－廣西柳州市周堅的量天博客－強(qiáng)國博客－人民網(wǎng)

1、破解深空探測“先驅(qū)者號異?！敝i周堅廣西柳州市周堅的量天博客強(qiáng)國博客人民網(wǎng)    東方紅，太陽升，中國出了個毛澤東，他為人民謀幸福，他是人民的大救星，。 難忘的1970年4月24日，我們中國的第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”在酒泉衛(wèi)星中心發(fā)射成功，并在運(yùn)行軌道上播送東方紅樂曲，同時也為中國進(jìn)行深空探測奠定了基礎(chǔ)。 深空探測是指脫離地球引力場，進(jìn)入太陽系空間和宇宙空間的探測，其主要任務(wù)就是對太陽系的各個行星進(jìn)行深入探測和天文觀測，最終實(shí)現(xiàn)征服宇宙之人類進(jìn)化最高境界，其意義之重大。 深空探測說起來簡單，不就是發(fā)射脫離地球引力場的探測器嗎，但這里卻充滿了挑戰(zhàn)和風(fēng)險

2、，而最大的挑戰(zhàn)和風(fēng)險就是我們?nèi)祟愡€沒有真正理解宇宙，說具體點(diǎn)就是我們?nèi)祟惏l(fā)射出去的探測器，比如先驅(qū)者（Pioneer）10號、11號以及尤利西斯（Ulysses）號等探測器，人們在進(jìn)行軌跡跟蹤后發(fā)現(xiàn)，這些探測器的運(yùn)行軌跡明顯偏離了根據(jù)萬有引力算出的軌道，有關(guān)結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在1998年10月5日物理學(xué)評論快報第81卷和2002年4月15日物理學(xué)評論D第65卷等權(quán)威雜志上。. 這種探測器的運(yùn)行軌跡明顯偏離根據(jù)萬有引力算出的軌道現(xiàn)象稱之為先驅(qū)者號異常。 在探測器離地球越來越遠(yuǎn)時，研究人員首先注意到這個異?，F(xiàn)象，因?yàn)樗麄冇^察到來自探測器的微波信號出現(xiàn)跳躍變化。在每個探測器的多普勒頻波中研究人員都發(fā)現(xiàn)了未

3、曾料到的振幅變化，而這種飛船的多普勒頻波一向都比較穩(wěn)定，它最終可能在漫無邊際的太空旅行中擺脫地面人員的監(jiān)控?？上攵?，一個探測器在運(yùn)行途中擺脫了地面人員的監(jiān)控是多么地危險啊，為此，我們?nèi)祟惐仨殞⑦@種“先驅(qū)者號異常”的發(fā)生機(jī)制徹底弄明白才能進(jìn)一步進(jìn)行深空探測歷程?？梢?，破解深空探測“先驅(qū)者號異?！敝i對人類探索宇宙的歷程是何等的重要。 仔細(xì)觀察“先驅(qū)者號異?！眴栴}發(fā)現(xiàn)，地面人員監(jiān)控探測器的手段是靠接收來自探測器的微波信號的監(jiān)視和發(fā)射微波信號去控制的，按照目前的理論，這些微波振幅除了多普勒效應(yīng)引起的變化以外不應(yīng)該出現(xiàn)跳躍變化。是什么因素引起微波振幅出現(xiàn)跳躍變化呢？為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？無數(shù)個為什

4、么出現(xiàn)在人類深空探測的歷程中。 其實(shí)，說“先驅(qū)者號異?！币膊⒎钱惓?，依據(jù)近日廣西柳州市市民周堅發(fā)現(xiàn)的周堅紅移定律進(jìn)行解釋這就是正常現(xiàn)象。 周堅紅移定律告訴我們，在宇宙學(xué)尺度上，光（電磁輻射）的傳播距離r與宇宙學(xué)紅移z成正比，與宇宙學(xué)紅移加1的和成反比，其中有一個為的比例常數(shù)，稱之為宇宙學(xué)紅移常數(shù)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式是r=z/(z+1)，其中，r是單位為Mpc的光（電磁輻射）的傳播距離，z是宇宙學(xué)紅移，是宇宙學(xué)紅移常數(shù)，即=0.00023683 /Mpc。在宇宙學(xué)紅移很小很小的情況下，周堅紅移定律就演變?yōu)閞=z/=cz/H0，這就是哈勃定律的形式，但這里所指的紅移是由光（電磁輻射）傳播特殊行為引起的宇

5、宙學(xué)紅移而不是由光源運(yùn)動引起的多普勒紅移。 哈勃定律告訴我們，光源的退行速度與紅移成正比，其數(shù)學(xué)表達(dá)式是=cz，其中，是單位為km/s的退行速度，c是光速，c=299792.458km/s，z是紅移。 從探測器監(jiān)控的角度來看，依據(jù)周堅紅移定律和哈勃定律，在地球上人們監(jiān)測到深空探測器的微波輻射信號的紅移，其中包括兩個紅移項(xiàng)，其一是探測器遠(yuǎn)離地球的多普勒紅移，其二是探測器微波輻射傳播特殊行為的宇宙學(xué)紅移。 設(shè)多普勒紅移為zD，宇宙學(xué)紅移為zZ，那么監(jiān)控探測器微波輻射所觀察到的紅移就是z= zD+zZ，如果用退行速度的形式來表達(dá)就是=cz=c（zD+zZ），將周堅紅移定律帶入就是=cz=c（zD+r

6、/（1-r），其中，是單位為km/s的退行速度，c是光速，c=299792.458km/s，zD是多普勒紅移，是宇宙學(xué)紅移常數(shù)，=0.00023683 /Mpc，r是單位為Mpc的微波輻射傳播距離。 仔細(xì)分析z= zD+zZ=zD+r/（1-r）公式發(fā)現(xiàn)： （1）當(dāng)不考慮周堅紅移定律的影響因素時，只要探測器遠(yuǎn)離地球的速度不變，那么被監(jiān)控的微波輻射信號的紅移就是恒定的，也就是說，來自探測器的微波振幅是穩(wěn)定的，但實(shí)際上出乎人們的預(yù)料，來自探測器的微波振幅出現(xiàn)了跳躍變化，這就是“先驅(qū)者號異?！爆F(xiàn)象。 （2）當(dāng)考慮周堅紅移定律的影響因素時，已知探測器遠(yuǎn)離地球的速度還是不變，那么在被監(jiān)控的微波輻射信號的

7、紅移中存在兩部分紅移，其一是探測器在遠(yuǎn)離地球時的多普勒紅移zD，其二是微波輻射傳播特殊行為的宇宙學(xué)紅移zZ，由于宇宙學(xué)紅移與距離是嚴(yán)格遵循周堅紅移定律的，它是距離的函數(shù)，當(dāng)距離很小很小的時候，宇宙學(xué)紅移常數(shù)與距離r的乘積非常小，以至于人們監(jiān)控不到它的存在，當(dāng)距離大到一定程度的時候，宇宙學(xué)紅移常數(shù)與距離r的乘積的影響就達(dá)到了有感覺的監(jiān)控程度，以至于人們在監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)來自探測器的微波信號出現(xiàn)跳躍變化的“先驅(qū)者號異常”現(xiàn)象，其實(shí)它是正?，F(xiàn)象。 現(xiàn)以先驅(qū)者10號為例進(jìn)行說明。 假設(shè)它遠(yuǎn)離地球的速度是每小時48280公里，由這個遠(yuǎn)離地球的速度產(chǎn)生的多普勒紅移zD=/c=48280/60/60/299792

8、.458=0.000044734651434，只要這個退行速度是恒定的，這個多普勒紅移zD就是恒定的，監(jiān)控來自探測器的微波信號也就是穩(wěn)定的（不考慮其它干擾）。 假設(shè)探測器處在距離地球50AU（天文單位）的位置上，由于1pc（秒差距）=206264.8AU，因此換算成兆秒差距的距離單位就是50/206264.8/1000000=2.424068×10-10Mpc,依據(jù)周堅紅移定律，這個距離上的宇宙學(xué)紅移zZ=r/（1-r）=0.00023683×2.424068×10-10/（1-0.00023683×2.424068×10-10）=0.0000

9、00000000057，這個宇宙學(xué)紅移雖然只有5.7×10-14，但由此產(chǎn)生了0.000000000000057×299792.458×60×60=0.000062km/h（公里/小時）的額外感覺視向速度（由于它不是真實(shí)的視向速度，因此用感覺來描述這個視向速度），將這個額外感覺視向速度與實(shí)際視向速度相加就導(dǎo)致我們監(jiān)控到探測器在遠(yuǎn)離地球時的視向速度是48280.000062km/h，即觀測速度比實(shí)際速度大了0.000062km/h。雖然這個觀測速度比實(shí)際速度大了這么一點(diǎn)點(diǎn)，但它導(dǎo)致人們監(jiān)控到探測器發(fā)回微波信號的紅移z=/c=48280.000062/60/

10、60/299792.458=0.000044734651491，它比實(shí)際的多普勒紅移增大了0.000000000000057，這使人們監(jiān)控到探測器發(fā)回的微波信號產(chǎn)生了跳躍式的變化，雖然這個跳躍變量非常小，但使我們監(jiān)控到穩(wěn)定微波信號的變化有所感知。 假設(shè)探測器處在距離地球100AU（天文單位）的位置上，換算成兆秒差距的距離單位就是100/206264.8/1000000=4.848137×10-10Mpc,依據(jù)周堅紅移定律，這個距離上的宇宙學(xué)紅移zZ=r/（1-r）=0.00023683×4.848137×10-10/（1-0.00023683×4.848

11、137×10-10）=0.000000000000115，這個宇宙學(xué)紅移雖然只有11.5×10-14，但由此產(chǎn)生了0.000000000000115×299792.458×60×60=0.000124km/h（公里/小時）的額外感覺視向速度，將這個額外感覺視向速度與實(shí)際視向速度相加就導(dǎo)致我們觀測到探測器在遠(yuǎn)離地球時的視向速度是48280.000124km/h，即觀測速度比實(shí)際速度大了0.000124km/h。雖然這個觀測速度比實(shí)際速度大了這么一點(diǎn)點(diǎn)，但它導(dǎo)致人們監(jiān)控到探測器發(fā)回微波信號的紅移z=/c=48280.000062/60/60/299

12、792.458=0.000044734651549，它比實(shí)際的多普勒紅移增大了0.000000000000115，這使人們監(jiān)控到探測器發(fā)回的微波信號產(chǎn)生了跳躍式的變化，雖然這個跳躍變量非常小，但比在50AU位置上的跳躍變量整整大了1倍，使我們監(jiān)控到穩(wěn)定微波信號的變化更加有所感知。 對比距離從50AU到100AU的紅移跳躍變化不難發(fā)現(xiàn)，人們監(jiān)控探測器發(fā)回的穩(wěn)定微波信號，由于周堅紅移定律的存在，其所觀測到探測器發(fā)回的穩(wěn)定微波信號出現(xiàn)了必然的跳躍式的變化，而在100AU處的微波信號紅移量的變化比在50AU處的微波信號紅移量的變化跳變了11.5×10-14-5.7×10-14=5.

13、8×10-14，導(dǎo)致在100AU處所觀測到的視向速度比在50AU處所觀測到的視向速度增大了48280.000124-48280.000062=0.000062km/h，這就是所謂的“先驅(qū)者號異?！爆F(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制，其實(shí)它是一種非常正常的自然現(xiàn)象，任何深空探測器只要它飛離地球足夠遠(yuǎn)以后都會出現(xiàn)這種自然觀測現(xiàn)象，其根源就是在宇宙大尺度上存在周堅紅移定律這一基本物理規(guī)律。 人類發(fā)射先驅(qū)者號等探測器在飛出太陽系的過程中可以說做了有人類歷史以來的最大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，雖然它們在即將沖出太陽系時遇到了失敗，但由此發(fā)現(xiàn)了解釋先驅(qū)者號異?，F(xiàn)象發(fā)生的原因，認(rèn)證了在宇宙大尺度上的新物理規(guī)律周堅紅移定律，這在物理

14、學(xué)上具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。周堅，周堅紅移定律，于2009年3月定格在人類深空探測的歷史中，“先驅(qū)者號異?！敝i由此獲得破解。     類別:娛樂 |  自分類:量天  |  評論(2) |  引用(0) |  固定鏈接  |  閱讀 (62) |  收藏( 0 )這個暫時沒有 |  -頂( 0 ) | 埋( 0 )     上一篇:周堅：為宇宙劃界的柳州人  

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