Se resuelve la desaceleración de la sonda Pioneer, con una ecuación

La sonda espacial Pioneer fue lanzada en los 70 al espacio exterior y una de las grandes interrogantes fue que conforme se alejaba de la Tierra y se aproximaba al espacio profundo, parecía desacelerarse, lo cual contradecía la teoría newtoniana, ahora, un investigador de la Universidad de Missouri encontró la solución a este problema con una fórmula matemática.

“La misión Pioneer consiste en dos sondas lanzadas en los 70, pero al parecer violaban la ley de Newton de la gravedad al desacelerar anormalmente mientras viajaban, en lugar de mantenerse constantes, lo cual no tenía una explicación física. Mi investigación sugiere que esta llamada anomalía del Pioneer no tiene nada de extraño. La confusión puede ser explicada por el efecto de expansión del universo en el movimiento de los fotones, es decir, las partículas de luz, y en las ondas de radio”, explicó Sergei Kopeikin, profesor de física y astronomía en la Universidad de Missouri.

Los resultados de Kopeikin surgen a partir de una serie de observaciones, primero, para medir la velocidad de la sonda Pioneer, se envió un haz de ondas de radio que rebotaron en la Pioneer, el tiempo que tarda el haz en completar el viaje de ida y vuelta es lo que sirve para calcular la distancia y la velocidad.

La investigación sugiere que debido al efecto de expansión del universo el viaje de las ondas de radio o los fotones se ve afectado, lo que da la apariencia que de Pioneer está desacelerando cuando en realidad no, ya que si se contrarresta este efecto del espacio profundo, en realidad la sonda está viajando a la velocidad predicha por el modelo de Newton.

Como el universo está en constante expansión, se afectan las observaciones desde la Tierra sobre la velocidad de los fotones y ondas de radio, por eso los científicos pensaban que la sonda viajaba más lento, por una distorsión en la percepción de los datos que sólo ocurre en zonas muy alejadas de la Tierra.

Investigaciones previas se habían enfocado en explicaciones mecánicas de la anormalidad del Pioneer, como que los generadores eléctricos de las naves estaban fallando pero esto sólo explicaba el 15 a 20 por ciento de la desaceleración observada, mientras que la ecuación de Kopeikin, explica el restante 80 a 85 por ciento de las observaciones.

Los físicos deben ser muy cuidadosos al lidiar con la propagación de la luz en la presencia de la expansión del espacio, dijo Kopeikin, ya que este fenómeno sólo afecta a los fotones y no al movimiento de los planetas ni el de los electrones, por lo cual es fácil dejar de lado el efecto sobre la luz.

“Si tenemos medidas más precisas de los parámetros físicos del universo, será de mucha utilidad para hacer planes de exploración interestelar. Así que tomar en cuenta el efecto de la expansión del universo en el desplazamiento de la luz es fundamental para entender el espacio y el tiempo. El presente estudio es parte de una larga investigación que podría influenciar el futuro de la física”, dijo Kopeikin.

Referencias:

Sergei Kopeikin. “Celestial ephemerides in an expanding universe”. Physical Review.