Finding the Source of the Pioneer Anomaly

Thirty years ago, the first spacecraft sent to explore the outer solar system started slowing unexpectedly. Now we finally know what happened

By Viktor T. Toth, Slava G. Turyshev Posted 30 Nov 2012 | 20:42 GMT

Some 40 years ago, a quarter-ton lump of circuits and sensors slipped Earth's surly bonds, sped past the moon and Mars, and hurtled toward Jupiter. The probe, Pioneer 10, and its sister ship, Pioneer 11, which followed a year later, were true trailblazers. They gave humanity its first close-up glimpses of worlds beyond the solar system's asteroid belt. They also left behind a mystery-one that has simultaneously baffled and inspired astrophysicists for years.

Like many puzzles, this one started out with just a small hint that something was amiss. Not long after Pioneer 10 and 11 had passed beyond the orbits of Jupiter and Saturn, their navigators began to notice something unexpected. Both spacecraft seemed to be slowing down more than controllers had predicted they would, as if some force were tugging them ever so subtly backward toward the sun.

 >  > Photo: Ames Research Center/NASA; NASA BUILDING UP: Engineers put some of the finishing touches on Pioneer 10 at a TRW facility in Redondo Beach, Calif. [top]. The 258-kilogram spacecraft launched on 2 March 1972 from Cape Canaveral, Fla. [bottom], atop a three-stage launch vehicle, which accelerated the spacecraft to a speed of nearly 52 000 kilometers per hour, a record for the time. About 11 years later, Pioneer 10 became the first spacecraft to cross the orbit of Neptune, then the farthest planet from the sun.

The magnitude of this deceleration was minuscule, just one ten-billionth of the gravitational acceleration that we experience on Earth's surface. Such a small effect didn't seem out of place at first. It would have shown up as a simple correction, the sort that spacecraft navigators routinely apply to accommodate fuel leaks and other small, transient deviations in spacecraft behavior. No one would have blinked an eye if it hadn't been for one troubling detail: For years, as the spacecraft sped deeper and deeper into space, that tiny discrepancy stuck around. And no one could figure out where it came from.

2012年他们的论文我看过了，但只是浏览一下，因为细节不懂。

至于aRXiv文章无法下载，是因为浏览器的问题。有的浏览器确实不能下载。可以在网上搜索“浏览器”下载。 

炒碗现饭而已，在arXiv上每年都有不下十篇这类的文章，怎么突然就变成他俩“发现”的了？

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SHEN RE: 因为他们有30年的过去数据，他们发现这些数据显示加速度在过去30年其实不是一个常数。其它外部人士，只能有一说一，可能说的是对的，总就是一种说法。

我写的不多,为什么要(待续)呢? 因为要贴证明, 我的贴图技术不高，贴了好多次都贴不上来：

下面是我预报海尔-波普彗星轨道能量变化的证明，是由江苏省天文学会开出的证明：

 

 

因为轨道能量  E＝－ (GMm／2a)，其中G为引力常数，M为太阳质量，m为运行天体的质量，a  是轨道半长轴。能量E为负值是因为科学家定义无限远处的势能为零，而在有限远处的势能就只能为负值，这就使得椭圆轨道的能量为负值。由此能量公式可以看出：轨道能量E与长轴2a有关，而按开普勒第三定律，2a又与周期有关。于是科学家们就习惯于用周期来表示轨道能量。这里说的周期，不是天体运行的实际周期，而是根据天文学家观测的一段轨道弧线，再作一个椭圆与这弧线相切，由此椭圆可计算出天体的运行周期 T，于是就用 T 来表示轨道能量。这个 T 是计算周期而不是实际的运行周期。海尔-波普彗星在1995年被发现之初，天文学家估计其轨道能量是 T 约为两千多年。它于1997年4月1日过近日点。我预报它的轨道能量不守恒而是有变化的：在4月10日之前的轨道能量是在不断上涨,T 由两千多年变成3000多年,4000多年, 5000多年,6000多年……。在1997年4月10日之后，T 急剧下落到2000多年。但是海尔-波普彗星的轨道能量的变化幅度没有这么大, 最大只达到4200年。这是为什么呢? 因为1996年6月份，海尔-波普彗星距离木星只有0.7天文单位, 由于木星的摄动使得轨道能量上涨的幅度变小了。这是1996年6月份的事。而海尔-波普彗星的轨道能量下落,T 由4200年变到2380年是发生在1997年4月10日之后的事, 两者在时间上相差10个月。不能混为一谈。而天文学家们不知道1997年4月10日之后轨道能量下落的原因，即是不知道 T 由4200年变到2380年的原因，就拿10个月以前的木星摄动来搪塞，说是由于木星摄动而使得轨道能量下落, T由 4200年下降到2380年。这也是没有办法的办法。

    按对称理论,即是按牛顿引力理论和广义相对论引力理论，海尔-波普彗星的运行周期是2380年,这就是不能再变动了的.当时是1997年,1997＋2380＝4377,即是在公元4377年海尔-波普彗星又会回归近日点。实际不然,因为它的轨道能量还要继续下落,就像先锋号轨道能量下落一样,由于海尔-波普彗星没有带电力能源,所以它不存在热辐射的非对称性。它的轨道能量下落，它的减速,与先锋号的轨道能量下落，先锋号的减速是一样的。

    海尔-波普彗星的轨道能量还在下落吗? 它还在与先锋号一样的减速吗? 的确如此,有天文实事证明：2006年1月日本天文爱好者在澳大利亚拍摄到该彗星的身影；经初步计算，海尔-波普彗星于公元4200年再次回归（中国天文馆提供）。以前按2380年的周期计算是1997+2380=4377年。4377-4200=177年,这表明海尔-波普彗星的周期又缩短了177年。即是T由2380年又下落到2380-177=2203年。即是2006年测得它的周期是2203年。它还要缩短，这就是轨道能量涨落的规律。