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Da viele Menschen keine langen Texte lesen, kommt das Wichtigste in diesem Kapitel ganz vorn. Raumsonden, welche unser Sonnensystem verlassen, erfahren eine Abbremsung (negative Beschleunigung) in Richtung der Sonne. Besonders gut ist dies bei den beiden Satelliten Pioneer 10 + 11 dokumentiert. Lange Zeit rätselte die Wissenschaft, was hierfür die Ursache sein könnte.

Im Februar 2002 hatte ich bereits vorhergesagt, dass dies an der nur lokal konstanten Lichtgeschwindigkeit liegt. (In Übereinstimmung mit den Relativitätstheorien ist die Lichtgeschwindigkeit nur lokal konstant.) Da sich auf dem Weg zur Raumsonde die Raumzeit verändert, muss man dies bei der Laufzeit bzw. Frequenz der Radarsignale beachten. Anfang 2011 wurde ein alternatives Modell zur Erklärung der negativen Beschleunigung veröffentlicht. Demnach kann man die Abbremsung mit einer Wärmeabstrahlung der Raumkörper in der der Sonne abgewandten Richtung erklären. Die Berechnungen ergaben angeblich eine konstante Beschleunigung, die den gemessenen Werten entspricht. Daraufhin habe ich am 30. April 2011 meine eigenen Berechnungen veröffentlicht. Diese ergaben, dass die Abbremsung der Pioneer-Sonden bei einem Abstand des 1. Messpunktes vom Zentrum des Sonnensystems von 19 Astronomischen Einheiten (AE) und einem Differenzabstand des 2. Messpunktes von 3.493Lichtsekunden (entspricht einem Abstand vom Zentrum des Sonnensystems von 26AE)  8,47 E-10 m/s² beträgt. Damit liegt meine Berechnung sehr dicht an dem gemessenen Werten von 8,74 ±1,33 · E-10 m/s² und deutlich innerhalb des zulässigen Wertebereichs.

Jedoch ging man damals noch davon aus, dass die Abbremsung der Raumsonden konstant ist. Meine Berechnungen ergaben hingegen einen allmählichen Abfall dieser negativen Beschleunigung. Am 14. Juli 2011 wurde ein Artikel unter http://arxiv.org/abs/1107.2886 veröffentlicht, nachdem weitere Bahndaten ausgewertet wurden. Laut dieser Quelle beschreibt eine allmähliche Abnahme der Beschleunigung von ca. 0,2 · E-10 m/s² pro Jahr die gemessenen Bahndaten der beiden Raumsonden genauer. In dem nachfolgenden Diagramm habe ich meine Berechnungen und die neuen Bahndaten eingetragen. Das Ergebnis meiner Berechnungen (rote Kurve) beschreibt die gemessene Realität (schwarze Werte in Verbindung mit der grünen idealisierten Linie der neuen Flugdaten) sehr gut.

Anmerkung:

Leider konnte ich von dem Wissenschaftsteam, welches die Flugdaten ausgewertet hat, keine konkreten Bahndaten erhalten. Ein Versuch der Kontaktaufnahme verlief leider ergebnislos. Ob die neuen Flugdaten veröffentlicht wurden, konnte gleichfalls nicht ermittelt werden. Da das Team aber selber nach den Ursachen der Abbremsung forscht, ist es durchaus nachvollziehbar, dass die mühsam erstellten Flugdaten noch nicht veröffentlicht wurden. Somit ist die grüne Kurve nur eine Schätzung, welche aus den bisher veröffentlichten Daten erstellt wurde.

Zur vertiefenden Erläuterung nun der nachfolgende Text:

Auch Einstein ist davon ausgegangen, dass die Lichtgeschwindigkeit nur lokal konstant ist. Hierzu folgendes Zitat (Quelle: http://books.google.de/books Albert Einstein – Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie – ISBN 3-540-42452-0 – Seite 50) „Zweitens aber zeigt diese Konsequenz, dass nach der allgemeinen Relativitätstheorie das schon oft erwähnte Gesetz von der Konstanz der Vakuumlichtgeschwindigkeit, das eine der beiden grundlegenden Annahmen der speziellen Relativitätstheorie bildet, keine unbegrenzte Gültigkeit beanspruchen kann. Eine Krümmung der Lichtstrahlen kann nämlich nur dann eintreten, wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes mit dem Orte variiert. Man könnte nun denken, dass durch diese Konsequenz die spezielle Relativitätstheorie, und mit ihr die Relativitätstheorie überhaupt, zu Fall gebracht würde. Dies trifft aber in Wahrheit nicht zu. Es lässt sich nur schließen, dass die spezielle Relativitätstheorie kein unbegrenztes Gültigkeitsgebiet beanspruchen kann; ihre Ergebnisse gelten nur insoweit, als man von den Einflüssen der Gravitationsfelder auf die Erscheinungen (z. B. des Lichtes) absehen kann.“ Zitat Ende

Die obige Aussage der Allgemeinen Relativitätstheorie, dass die Vakuumlichtgeschwindigkeit von der lokalen Raumdichte abhängig ist (Shapiro-Effekt), wurde an Hand von Radarmessungen an der Venus experimentell bestätigt. Einen weiteren Beweis dafür könnten die Flugdaten von Raumsonden erbringen. Wie im ganz unten stehenden Bericht des Deutschlandfunks dargelegt, werden die beiden Raumsonden “Pioneer 10“ und “Pioneer 11“ im außerplanetaren Raum kontinuierlich abgebremst. Weiterhin trat diese Abbremsung bei den beiden Sonden Ulysses und Galileo auf. Dieses Phänomen wurde also bei allen Satelliten beobachtet, welche das Planetensystem verlassen haben. Eine Ausnahme bilden die Voyager-Sonden. Bei ihnen wurden die Triebwerke zu oft gezündet, so dass man es nicht nachweisen konnte (Quelle: http://www.mpi-hd.mpg.de/dustgroup/~krueger/vorlesung/vor_7.pdf ). 

Ein Erklärungsversuch besagt, dass die Pioneer-Sonden kontinuierlich ein Energieleck von ca. 60 Watt aufweisen. Diese werden entgegengesetzt zur Flugrichtung abgestrahlt und sollen so die Abbremsungen der beiden Satelliten zu 90% erklären. Nun kann man sich folgendes fragen: Wenn 60 Watt entgegengesetzt zur Flugrichtung abgestrahlt werden, wie hoch da der Gesamtenergieverlust einer Sonde ist? Es ist ja anzunehmen, dass auch in alle anderen Richtungen Energie verloren geht und dies nur der verbleibende Differenzbetrag ist. Das aber nur am Rande. Nun erzeugt eine Kraft an einem Hebelarm ein Drehmoment. Weiterhin verharrt ein Körper nur ruhig im Raum, wenn die Summe aller Momente gleich Null ist. Wenn es nicht vorhergesehene Energielecks an allen am Rande unseres Sonnensystems befindlichen Raumsonden gibt, so ist doch die Wahrscheinlichkeit, dass diese so angeordnet sind, dass sie kein Drehmoment erzeugen, gleich Null. Dies bedeutet, dass die Fluggeräte mit der Zeit in eine Drehbewegung verfallen müssen. Selbst wenn es also eine unkontrollierte Energieabgabe geben sollte, so kann diese auf Grund der daraus resultierenden Rotation der Raumsonden niemals konstant entgegen der Flugrichtung abgestrahlt werden. Da somit dieser Versuch zur Erklärung der Abbremsung der Satelliten entfällt, muss es andere Gründe hierfür geben.

Wie viele Diskussionen zeigten, ist einem großen Teil der Wissenschaftlern nicht geläufig, dass die Lichtgeschwindigkeit gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie von der Raumdichte (Krümmung der Raumzeit) abhängig ist. In dem zur Pioneer-Anomalie veröffentlichten Untersuchungsbericht wurde dieser Effekt jedenfalls nicht bei der Analyse der Flugdaten berücksichtigt (siehe http://arxiv.org/PS_cache/gr-qc/pdf/0104/0104064v5.pdf ). Die Vakuumlichtgeschwindigkeit erhöht sich jedoch mit steigendem Abstand von einem Gravitationszentrum. Die scheinbare Abbremsung der Raumsonden ist hierfür ein Beweis. 

Nachfolgend eine kurze Begründung. Zur Messung der Fluggeschwindigkeiten der Raumsonden werden diese angefunkt. Daraufhin senden sie ein Funksignal zurück. Aus der Zeitdifferenz zwischen Abgabe des Funksignals auf der Erde und Empfang des Satellitensignals kann man den Abstand der Sonde ermitteln. Aus 2 verschiedenen Abstandsmessungen kann man die jeweiligen Fluggeschwindigkeiten errechnen. Laut Allgemeiner Relativitätstheorie vergrößert sich jedoch die Lichtgeschwindigkeit mit steigendem Abstand zum Massenzentrum (Sonne). Dies bewirkt, dass die Signale der Flugkörper im Außenbereich unseres Sonnensystems schneller transportiert werden und somit in einem kürzeren Zeitintervall auf der Erde eintreffen. Berücksichtigt man diesen Effekt nicht, so scheint es, als ob die Flugkörper eine kürzere Distanz zwischen dem letzten Funkkontakt zurückgelegt haben. Obwohl die Satelliten mit einer konstanten Geschwindigkeit das Sonnensystem verlassen, erscheint ihre Geschwindigkeit unter der Annahme einer konstanten Signalausbreitung als abgebremst. Tatsächlich fliegen sie aber mit einer konstanten Geschwindigkeit durch den Raum.

Anmerkung:

Im konkreten Fall der Pioneer-Sonden wurde nicht die Laufzeit der Radarsignale berechnet, sondern an Hand der Dopplerverschiebung der Radarsignale die Entfernung zu den Satelliten bestimmt. Mit Veränderung der Lichtgeschwindigkeit verändern sich jedoch auch die Frequenzen der Radarsignale. Somit ist es gleich, ob ich die Entfernung über die Laufzeit der Radarsignale oder ihre Frequenzverschiebung berechne. Letzteres würde die Erklärung jedoch nur unübersichtlicher machen.

Die gemessene Abbremsung der Pioneer-Sonden wurde von mir am 30. April 2011 berechnet. Nachfolgend die Erläuterungen zu diesen Berechnungen:

Um ganz allgemein eine Abbremsung (negative Beschleunigung) zu ermitteln, ist es erforderlich, die Geschwindigkeitsdifferenz des betrachteten Objektes zwischen 2 verschiedenen Punkten zu kennen. Die Geschwindigkeitsdifferenz pro Zeiteinheit entspricht der Beschleunigung des Objektes.

Durch die Gravitation der Sonne wird der Raum mit zunehmender Entfernung gedehnt (sprich die Raumzeit wird schwächer gekrümmt). Hierdurch vergeht die Zeit schneller, je weiter man sich von einem Gravitationszentrum wegbewegt. Die dominierende Masse in unserem Sonnensystem ist die Sonne. Sie verursacht die größte Änderung des Gravitationspotentials in unserem Sonnensystem. Am Rande unseres Sonnensystems vergeht die Zeit also schneller, als in der Nähe der Erde. Dies entspricht den Aussagen von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie.

In meinen Berechnungen habe ich nun auf Grundlage der Relativitätstheorie ermittelt, wie groß die durch die Änderung der Gravitationspotentials der Sonne hervorgerufene Zeitveränderung (Zeitdilatation) zwischen den beiden vorgenannten Messpunkten A und B ist. Diese Berechnungen wurden auch für das Gravitationspotential der Erde durchgeführt. Die ungeklärte Abbremsung der Sonden konnte aber erst in einem Abstand von 20 Astronomischen Einheiten (1 AE ist der Abstand der Erde zum Mittelpunkt des Sonnensystems) von den Flugingenieuren ermittelt werden, weil bis dahin die Einflüsse des Sonnenwindes und der Teilchendichte auf die Fluggeschwindigkeit der Satelliten zu stark waren. In einem Abstand von 20AE ist die Zeitdilatation durch das Gravitationspotential der Erde vernachlässigbar. Weiterhin spielt die durch die Geschwindigkeit der Raumsonden hervorgerufene Zeitveränderung keine Rolle. Für die Berechnungen der Pioneer-Anomalie ist somit hauptsächlich die durch die Sonne hervorgerufene Veränderung der Raumzeit verantwortlich.

Eine konstante Vakuum-Lichtgeschwindigkeit vorausgesetzt, ergibt sich aus der Gleichung l / t = konstant, dass sich die Länge der Strecke AB um den gleichen Faktor ändern muss, wie sich auch die Zeit verändert. Normiert man die Messstrecke AB auf einen Abstand von einer Lichtsekunde (ist einfacher zu händeln), so ist der Betrag der Zeit-Differenz gleich dem Faktor der Längen- und Zeitänderung (1 Ls = 1 Lichtsekunde, entspricht der Strecke, die das Licht in Erdnähe und im Vakuum in 1 Sekunde zurück legt = 299.792.458m). Um zu ermitteln, wie sich im Durchschnitt die Länge eines Meters innerhalb dieser Messstrecke der Länge 1Ls verändert, muss man den Differenz-Betrag der Zeitänderung durch die Anzahl der Meter auf dieser Strecke teilen (sind willkürlich vom Menschen festgelegte 299.792.458 Teilstücken, könnten aber auch 5 oder 50 Mio. Teilstücke sein).

Somit ist die durchschnittliche Längen-Differenz je Meter 1/299.792.458 des Differenz-Betrags der Zeit. In der Zeit, in der das Licht eine Sekunde lang unterwegs ist, ändert sich also die Länge der zurückgelegten Strecke um den Differenz-Betrag der Zeit. Die Geschwindigkeit berechnet sich aus der einfachen Gleichung l / t = v (Länge / Zeit = Geschwindigkeit). Wenn die Geschwindigkeit auf der Messstrecke gleich bleiben soll, so muss sich bei einer Zeitänderung auch die Länge um den gleichen Faktor ändern. Setzt man die Zeit oder die Länge als konstante Größe an, so ändert sich die jeweils andere Messgröße und die Geschwindigkeit verändert sich. Wenn man die Zeitänderung oder die Längenänderung zwischen den beiden Messpunkten A und B nicht beachtet, so ist dies damit gleichzusetzen, dass man diese Messgröße als konstant ansetzt. Hierdurch verändert sich die Geschwindigkeit. Da die Messstrecke auf die Länge von einer Lichtsekunde normiert wurde, ändert sich die Geschwindigkeit innerhalb von einer Sekunde auf den berechneten Betrag der Zeitdilatation. Der normierte Betrag der Zeitdilatation entspricht also dem Wert der Beschleunigung.

Nun ist es egal, mit welcher Geschwindigkeit sich die Raumsonden durch die Messstrecke bewegen. Zur Abstandsermittlung werden diese von der Erde aus angefunkt. Aus der Laufzeit der Funksignale ermittelt man die Entfernung zu den Satelliten. Hierbei bewegen sich die Funksignale mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum. Wenn sich nun beispielsweise die Satelliten mit einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit bewegen, so beträgt die Längenänderung auf dieser Messstrecke auch nur ¼ des berechneten und auf eine Lichtsekunde normierten Betrages. Vernachlässigt man nun die Zeitänderung bzw. setzt man die Zeit als konstant an, so benötigt das Funksignal auch nur ¼ Sekunde für diese Strecke. Dies bedeutet, dass die Längenänderung von ¼ der normierten Streckenänderung in einem Viertel der Zeit erfolgt. Daraus folgt, dass die Abbremsung unabhängig von der Geschwindigkeit des zu messenden Objektes ist.

Hier ist noch zu bemerken, dass die Zeit mit zunehmender Entfernung von der Sonne schneller vergeht. Von daher sind die Funksignale schneller von der Raumsonde zurück. Wenn man dies nicht beachtet, scheint es so, als wenn die Sonde eine kürzere Strecke in der Zeiteinheit zurückgelegt hat. Es scheint also nur so, als wenn die Sonde abgebremst wird.

Nachfolgend die Berechnungen in mathematischer Form:

Demnach beträgt der von mir berechnete und auf eine Lichtsekunde normierte Betrag der Längen- und Zeitänderung der Messstrecke AB bzw. der Abbremsung der Raumsonden bei einem Abstand des 1. Messpunktes vom Zentrum des Sonnensystems von 19 Astronomischen Einheiten (AE) und einem Differenzabstand des 2. Messpunktes von 3.493Lichtsekunden (entspricht einem Abstand vom Zentrum des Sonnensystems von 26AE) 8,47 E-10 m/s² und liegt damit dicht an dem gemessenen Werten von 8,74 ±1,33 · E-10 m/s² und deutlich innerhalb des zulässigen Wertebereichs. Zur Berechnung der Zeitdilatation wurde hierbei die Formel von Hans-Jürgen Wünsche (Quelle: http://photonik.physik.hu-berlin.de/ede/skripten/04mechall.pdf) verwendet. Für die Berechnung der Zeitdilatation liegt mir noch eine zweite Formel vor.  Die Ergebnisse unterscheiden sich geringfügig. Die vollständigen Formeln und Berechnungen können auf der Seite http://universum-jaguste.piranho.de/E-Book%20download%20kostenlos.htm im pdf- und xls-Format herunter geladen werden.

Soweit meine Sicht der Dinge. Laut Wikipedia wurden die Sonden erst angefunkt. Um Interferenzen in den Echosignalen zu vermeiden, sendeten die Sonden leicht zeitversetzt ein Antwortsignal zurück. Aus den mir vorliegenden Unterlagen geht hervor, dass man die relativistische Zeitverschiebung, welche aus der Sonden-Geschwindigkeit resultiert, hierbei auch berücksichtigt hatte (siehe http://arxiv.org/PS_cache/gr-qc/pdf/0104/0104064v5.pdf ). Weiterhin hatte man die durch die Änderung der Gravitation hervorgerufene Zeitverschiebung bei den Antwortsignalen eingerechnet. Wie bereits erwähnt, konnte jedoch nicht ermittelt werden, dass die hier vorgestellte Änderung der Lichtgeschwindigkeit bzw. der Raumzeit bei den Geschwindigkeitsberechnungen der Raumsonden mit eingeflossen sind. Da die berechneten Werte sehr gut zu den gemessenen Beträgen der Abbremsung der Satelliten passen, ist eher davon auszugehen, dass dies nicht erfolgte.

Als Randnotiz ist noch zu erwähnen, dass die Berechnung der durch die Geschwindigkeitsdifferenz hervorgerufene Zeitdilatation zufällig sehr genau an dem Wert der gemessenen Abbremsung der Raumsonden liegt. Diese ist direkt abhängig von der Sonden-Geschwindigkeit. Nach meinen Berechnungen beträgt dieser Faktor 8,31E-10 und liegt vom Betrag sehr dicht an den Werten der Abbremsung der Sonden mit 8,74 ±1,33 · E-10 m/s². Reiner Zufall!? Weiterhin spielt die Zeitänderung durch die Erdgravitation nur eine verschwindend kleine Rolle. Die anderen Planeten und Monde wurden nicht mit eingerechnet.

Einen kleinen Schönheitsfehler hatte die Sache aber noch. In vielen Veröffentlichungen war zu lesen, dass die Abbremsung konstant ist. Meine Überlegungen gehen jedoch davon aus, dass die negative Beschleunigung von der Änderung des Gravitationspotentials der Sonne abhängig ist. Damit ändert sich die Abbremsung der Sonden mit zunehmender Entfernung (schwächt sich mit dem Quadrat der Entfernung ab). Bei Wikipedia fand man jedoch auch diese Aussage: „Die Anomalie scheint relativ konstant zu sein, jedoch ist eine langsame zeitliche Abnahme nicht auszuschließen, da bisher zu wenige Daten analysiert wurden.“ Weiter heißt es: „Die bisherigen Analysen betrachteten nur Daten aus etwa 11,5 Jahren von Pioneer 10 und 3,5 Jahren von Pioneer 11.” Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Pioneer-Anomalie Stand: 30. April 2011. Wie eingangs erwähnt,  wurde am 14. Juli 2011 ein Artikel unter http://arxiv.org/abs/1107.2886 veröffentlicht, nachdem weitere Bahndaten ausgewertet wurden. Laut dieser Quelle beschreibt eine allmähliche Abnahme der Beschleunigung von ca. 0,2 · E-10 m/s² pro Jahr die gemessenen Bahndaten der beiden Raumsonden genauer. Unter Berücksichtigung dieser Angaben ergibt sich eine sehr gute Übereinstimmung der tatsächlich gemessenen Flugdaten mit meinen Berechnungen (siehe rote und grüne Kurve im obersten Diagramm).

Ein wichtiger Aspekt der Veränderung der Raumzeit wurde jedoch in den Berechnungen nicht berücksichtigt. Es ist der sogenannte Lense-Thirring-Effekt. Dieser Effekt besagt, dass bewegte Massen den umgebenden Raum mitziehen. Das rotierende Sonnensystem würde also den Raum um sich herum aufwickeln. Es ist also durchaus möglich, dass durch die Rotation des Sonnensystems sich der umgebende Raum stärker dehnt (sprich: es kommt zu einer stärkeren Krümmung der Raumzeit) und dadurch die berechnete Kurve der Geschwindigkeitsabweichung mehr abgeflacht wird, also konstanter wird. Hierzu gibt es erste experimentelle Versuche, die diesen Effekt tatsächlich nachgewiesen haben könnten (ist Mitte 2011 noch nicht eindeutig geklärt). Den Verlauf dieser Gravitationsänderung könnte man sich wie eine durchhängende Wäscheleine vorstellen, deren beide Enden unterschiedlich hoch sind und sich der tiefste Punkt der Leine nicht unter dem tiefsten Endpunkt befindet. (Der Kurvenverlauf ist nicht der Gleiche, aber dass spielt jetzt keine Rolle). Nun spielen wir Sonne und wickeln das höhere Ende der Leine auf eine Spindel auf. In Folge dessen strafft sich der Verlauf der Leine. Die Änderung des Gravitationspotentials wird hierdurch linearer. Wie bereits erwähnt, konnte ich bisher die tatsächlichen Flugdaten ab einer Entfernung von ca. 40AE nur ungenau abschätzen. Aus dem Vergleich der tatsächlichen Flugdaten der Raumsonden mit meinen Berechnungen könnte man also auf die Stärke des Lense-Thirring-Effekt in unserem Sonnensystem schließen.

Es ist jedoch davon auszugehen, dass meine berechneten Werte innerhalb des Toleranzbereichs der gemessenen Werte liegen. Somit ist dies nur eine theoretische Aussage. Es wird jedoch überlegt, eine Raumsonde speziell zur Überprüfung der Pioneer-Anomalie zu entwickeln und zu starten (natürlich unabhängig von meinen Überlegungen). Die hierbei gewonnenen Flugdaten wären dann wesentlich genauer und aussagekräftiger. Man könnte damit also etwas über die Stärke des Lense-Thirring-Effekts in unserem Sonnensystem erfahren.

Wobei man diesen Effekt meiner Meinung nach nicht berechnen kann. Der Raum kann sich zwar dehnen (Raumzeit kann sich stärker krümmen), dennoch kann der Raum nicht reißen. Und irgendwann muss ja Schluss sein, mit der Aufwicklung des Raums. Ähnlich wie beim Gummiband würde diese Aufwicklung wieder zurück schnappen. Da man diesen Zeitpunkt nicht kennt, kann man auch nicht vorher sagen, wie stark der Raum momentan zusätzlich gedehnt ist. Ich kann mir durchaus vorstellen, dass die Änderung der Sonnenaktivität etwas mit der Änderung der Aufwicklung des die Sonne umgebenden Raums zu tun haben könnte. Gleiches gilt für das Erdmagnetfeld und anderen geomagnetischen Effekten. Da sich der Raum nicht ewig durch den Lense-Thirring-Effekt aufwickeln kann, muss er irgendwann zurückspringen. Und dies könnte die Änderung der Magnetfelder der Planeten, Sterne und Magnetare hervorrufen.

Der Lense-Thirring-Effekt könnte aber auch damit zu tun haben, dass bei dem sogenannten Fly-by-Manövern von anderen Satelliten gleichfalls eine ungewöhnliche Beschleunigung beobachtet wurde (siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Fly-by-Anomalie). Hierbei fliegen die Satelliten dicht an einem Planeten vorbei und holen Schwung für ihren Weiterflug. Die dabei aufgetretenen Geschwindigkeits-Anomalien sind teilweise auch abhängig vom Anflugwinkel zu den Planeten. Die durch den Lense-Thirring-Effekt hervorgerufene Änderung des Gravitationsfeldes ist gleichfalls vom Winkel abhängig. An den Polen ist sie schwächer als am Äquator. Diese Geschwindigkeits-Anomalien könnten also die gleichen Ursachen haben, wie die Abbremsung der Pioneer-Sonden.

So, was zeigt uns die Abbremsung der Raumsonden? Das man mit einem Interferometer, wie es zum Beispiel beim GEO600-Experiment Verwendung findet, keine Gravitationswellen messen kann. Seit Einstein wissen wir, dass durch die Bewegung von Massen die umgebende Raumzeit verändert wird. Verschmelzen beispielsweise 2 Sterne miteinander, so werden die Veränderungen des Raums als Gravitationswellen abgestrahlt. Diese Wellen möchte man nun bei GEO600 mit einem Interferometer messen. Hierbei wird die Länge einer Messstrecke mit Hilfe eines Laserstrahls gemessen. Durcheilt eine Gravitationswelle nun diese Strecke, so verändert sich der Abstand zwischen den beiden Endpunkten und es soll zur Interferenzen am Laserstrahl kommen. Nun hat die Pioneer-Anomalie aber gezeigt, dass sich bei einer Änderung des Gravitationspotentials die Länge um den gleichen Faktor ändert, wie es auch die Zeit tut. Oder anders ausgedrückt, die Lichtgeschwindigkeit innerhalb eines Bezugssystems ist immer konstant. Durchläuft eine Raumwelle nun diese Messstrecke, so befindet sich die Messstrecke im Bezugssystem des nun veränderten Raums und man wird daher keine Änderung der Lichtgeschwindigkeit messen können. Die Länge des Raums und die Länge der Zeit haben sich mit dem selben Faktor verändert. Man kann mit einem Interferometer keine Raumwellen nachweisen.

So, dass waren nun meine Überlegungen zu der Pioneer-Anomalie. Auf der Seite E-Book download (siehe Inhaltsverzeichnis Seitenanfang) findet man eine xls-Datei mit den konkreten Formeln und Berechnungen. Wenn man die rot dargestellten Werte zum Abstand der Raumsonden bzw. zum Abstand der Messpunkte verändert, kann man sich die Abbremsungen selbst errechnen. Probiert es einfach aus! Und natürlich kann man sich dort auch meine Raumwellentheorie als E-Book und natürlich kostenlos herunter laden.

Wenn Euch meine Überlegungen glaubhaft erscheinen, würde es mich freuen, wenn Ihr es weiter sagt.

Anlage - Bericht aus: 

Deutschlandfunk / Forschung aktuell | Aus Naturwissenschaft und Technik / 11.03.2002

http:/www.dradio.de/cgi-bin/es/neu-forschak/date/11.2.2002/listfull.html

Zerrt MoND an Pioneer 10 ?
Astronomen suchen nach Erklärungen für den Geschwindigkeitsverlust der interstellaren Sonde

Raumfahrt.

1972 begann mit "Pioneer 10" eine Erfolgsgeschichte der US-Weltraumbehörde NASA . Erfolgreich gelangte die Sonde an ihr eigentliches Ziel, den Jupiter. Seit jetzt dreißig Jahren widersteht das Vehikel der permanenten Strahlung und der Kälte und entging bislang auch folgenreichen Kollisionen mit umherirrenden Felsbrocken. Jetzt, am Ende seiner Karriere und weit außerhalb unseres Sonnensystems, macht der Veteran erneut Schlagzeilen: "Pioneer 10" wird langsamer - ohne dass es dafür eine eindeutige Erklärung gäbe.

Mit 44.000 Kilometern in der Stunde rast "Pioneer 10" immer tiefer in die Weiten des Alls. Doch nicht nur die erfolgreich bestandene Mission und die letzte Aufgabe als Botschafterin der Erde lassen die Kosmologen der NASA jubeln, denn kürzlich belegten letzte Signale der Sonde, dass noch immer ein Fünkchen Leben in dem 30 Jahre alten Apparat ist. Dass aber das inzwischen interstellare Fluggerät nochmals für erheblichen Wirbel sorgen könnte, hatten die Ingenieure und Astrophysiker nicht erwartet. Denn: Sowohl "Pioneer 10" als auch das Schwesterschiff "Pioneer 11"verlieren dort, wo eigentlich kein Stäubchen mehr für Reibung sorgen kann und auch Gravitation keine Rolle zu spielen schien, an Fahrt. In 100 Jahren, so die Kalkulation, werden die Sonden um zehn Stundenkilometer langsamer.

Um das Phänomen überhaupt erklären zu können, greifen Experten jetzt auf eher exotische Theorien der Physik zurück: "Es geht hier um die so genannte MoND-Theorie. MoND ist eine Abkürzung für Modifizierte Newtonsche Dynamik", erklärt Eugen Willerding vom Institut für Astrophysik und Extraterrestrische Physik in Bonn. Eine leichte Abwandlung der Gesetze von Newton, Einstein und Keppler soll erklären, warum die Sonden seit einigen Jahren um den minimalen, aber dennoch rätselhaften Wert von zehn hoch minus acht Zentimetern pro Sekunde zum Quadrat langsamer werden, als sie es im nahezu materiefreien Raum eigentlich sollten. "Die äußerst geringe, gemessene Verlangsamung liegt gerade in dem Bereich, in dem eventuell die MoND-Theorie greifen könnte", so Willerding. Der Ansatz besage, dass eben bei sehr geringen Beschleunigungen die wirkenden Kräfte nicht mehr umgekehrt proportional zum Abstand im Quadrat abfallen, sondern nur noch umgekehrt proportional zum Abstand. Die Folge: Eine wirkende Gravitation würde gerade in der großen Entfernung stärker zur Geltung kommen, als das unmodifizierte Gesetz Newtons dies zuließe, und damit die Sonden auch stärker bremsen. Allerdings gilt die schon vor 20 Jahren veröffentlichte "MoND"-Theorie als hochspekulativ.

Eine andere Erklärung würde einen sehr weit außerhalb im All fliegenden, bislang noch unentdeckten, zehnten Planeten nahe legen, der durch seinen Einfluss an den Sonden zieht. Sathyaprakash von der Abteilung für Physik und Astronomie der Universität Cardiff in Wales lehnt diese Idee jedoch ab: "Gäbe es dort draußen ein massereiches Objekt, hätte es sich schon längst durch seine Schwerkraftwirkung auf andere Planeten oder Asteroiden bemerkbar gemacht." Zwar besitze auch Pluto, das Schlusslicht der Planeten im Sonnensystem, eine außergewöhnliche Flugbahn, doch auch die lasse sich ohne einen "Planeten X" erklären.

 (Quelle: Guido Meyer)

Bernd Jaguste

Berlin, 28. August 2011

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