La anomalía del Pioneer (parte II)

Vamos ahora a la segunda parte y final del post anterior sobre la anomalía del Pioneer. La anomalía consiste en una pequeñísima aceleración que experimentaron las dos naves Pioneer en su viaje por el sistema solar. En la primera parte vimos un resumen de las posibles causas de esta aceleración anómala, sin que ninguna de ellas arrojara una explicación satisfactoria. Todas esas posibles causas eran efectos físicos bien conocidos, la hipótesis era que talvez alguno de ellos no había sido tomado en cuenta a la hora de calcular la órbita de las naves. Dado que ningún efecto conocido nos da una explicación satisfactoria, la otra posibilidad es que haya alguna interacción no conocida que pueda ocasionar esa aceleración anómala. En otras palabras, que tal efecto sea producido por fenómenos físicos no observados antes.

Esta idea abre la puerta a la exploración teórica de nuevas teorías físicas. Algunas de ellas son las siguientes:

Materia oscura

Algunos autores han propuesto la existencia de un disco de materia oscura alrededor del sistema solar, con la densidad adecuada para obtener la aceleración anómala observada. El problema con esta idea es que depende de la estructura de la distribución de materia oscura en escalas pequeñas, la cual no es conocida. Como consecuencia, el que exista un halo de materia oscura en el sistema solar es aún una pregunta abierta.

Dinámica Newtoniana Modificada

Efecto de lente gravitacional (Wikipedia)

Conocida como MOND por sus siglas en inglés, (Modified Newtonian Dynamics) esta teoría consiste en modificar la ley de gravitación universal de Newton en regiones del espacio donde el campo gravitacional es débil. Esta idea a logrado explicar observaciones como la velocidad constante en las curvas de rotación galáctica, lentes gravitacionales y otros datos cosmológicos sin la necesidad de postular la existencia de materia oscura. La modificación de la ley de gravitación puede ser descartada en el caso de la anomalía del Pioneer por el hecho de que los planetas más lejanos del sistema solar no experimentan tal efecto. Por tal razón, MOND no puede ser la causa la anomalía.

Teorías escalares-tensoriales de gravedad

La relatividad general es una teoría tensorial. El campo gravitacional es representado por medio del tensor métrico del espacio tiempo, lo cual le confiere a la fuerza gravitacional su carácter geométrico. La relatividad general es — hasta el momento — la mejor teoría de la gravitación, pero no es la única. Una de las extensiones más sencillas consiste en incluir un campo escalar, como en la teoría de Brans-Dicke. En esta teoría, la constante de gravitación universal es diferente en cada punto del espacio y depende del valor del campo escalar. También existen teorías de gravedad descritas por campos tensorial, escalar y vectorial. Todas estas propuestas ofrecen una serie de posibilidades para explicar la anomalía del Pioneer. El problema es que todas estas teorías no han sido sólidamente establecidas o verificadas por observaciones, por lo que es difícil hacer una predicción cuantitativa sobre la aceleración anómala del Pioneer.

Efectos cosmológicos

La anomalía también se ha tratado de explicar como el efecto de la expansión del universo. Si esto fuera cierto, implicaría que la constante cosmológica es negativa, lo cual contradice las observaciones provenientes la expansión misma del universo. Por otra parte, dicho efecto es demasiado pequeño como para ser medido en experimentos en la escala del sistema solar. Por esta razón, existe el consenso de que la anomalía no puede ser de origen cosmológico, sin embargo las discusiones continúan.

En conclusión, no existe evidencia sólida de que haya nueva física detrás de la anomalía del Pioneer. La anomalía todavía no tiene explicación. El único efecto que tiene el potencial de explicar la aceleración anómala es la radiación térmica anisotrópica de la nave misma. Un análisis más detallado de la distribución de temperatura en ambas naves podría ofrecer la solución al problema.

Un punto interesante a observar en todas las posibles explicaciones de la anomalía es la forma en la que el método científico trabaja. En ciencia, las teorías están en constante prueba y verificación. Cualquier observación que se desvíe de las predicciones teóricas es un indicio de que puede haber una teoría más completa que explique nuestras observaciones e incluya las teorías existentes como casos especiales. Las teorías exitosas son las que pasan la prueba de la experimentación y la observación. Si una nueva teoría no explica las observaciones o las contradice, por muy creativa e innovadora que sea, es totalmente inútil y queda descartada.

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3 respuestas a La anomalía del Pioneer (parte II)

  1. Pingback: El recuento y el pronóstico « GuateCiencia

  2. litomd dijo:

    Interesante. Me llama la atención el que digas que no hay evidencia de física nueva en el fenómeno. No es que te esté cuestionando, es que un fenómeno tan llamativo y que ha merecido tanta atención parece que debería conducir a algún descubrimiento importante. En fin, el tiempo lo dirá.
    Supongo que tendremos que esperar a que nuevos artefactos sean enviados de la tierra hacia fuera del sistema solar y que vayan equipados adecuadamente para hacer nuevas mediciones. Unos 20 años quizás?

  3. Pingback: La anomalía del Pioneer (parte I) « GuateCiencia

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