Flyby anomaly
ફ્લાયબાઈ વિસંગતતા એ વર્તમાન વૈજ્ઞાનિક નમૂનાઓ અને ઝડપમાં વાસ્તવિક વધારો (એટલે કે. ગતિ ઊર્જામાં વધારો) અવકાશયાન દ્વારા ગ્રહોની ઉડાન દરમિયાન (સામાન્ય રીતે પૃથ્વીની) જોવા મળે છે. ઘણા કિસ્સાઓમાં, અવકાશયાન વૈજ્ઞાનિકોએ આગાહી કરી હતી તેના કરતા વધુ ઝડપ મેળવતું જોવા મળ્યું છે, પરંતુ અત્યાર સુધી કોઈ સચોટ સમજૂતી મળી નથી. આ વિસંગતતા એસ-બેન્ડ અને એક્સ-બેન્ડ ડોપ્લર અને રેન્જિંગ ટેલિમેટ્રીમાં ફેરફારો તરીકે જોવા મળી છે. ફ્લાયબાઈ દરમિયાન નોંધાયેલી સૌથી મોટી વિસંગતતા 13 મીમી/સેકન્ડ છે. નિરીક્ષણો ગુરુત્વાકર્ષણીય સહાય સૌરમંડળના સંશોધન માટે મૂલ્યવાન તકનીકો છે. કારણ કે આવા ફ્લાયબાઈ કવાયતની સફળતા માર્ગની ચોક્કસ ભૂમિતિ પર આધાર રાખે છે, ગ્રહ સાથેના તેના મુકાબલો દરમિયાન અવકાશયાનની સ્થિતિ અને વેગને ડીપ સ્પેસ નેટવર્ક (ડી. એસ. એન.) દ્વારા સતત ખૂબ ચોકસાઇ સાથે ટ્રેક કરવામાં આવે છે. 8 ડિસેમ્બર 1990ના રોજ ગેલિલિયો અવકાશયાનના પૃથ્વી પરના ઉડાન પછી તરત જ ડી. એસ. એન. ડોપ્લર ડેટાના કાળજીપૂર્વક નિરીક્ષણ દરમિયાન ફ્લાયબાઈ વિસંગતતા પ્રથમ વખત જોવા મળી હતી. જ્યારે ડોપ્લર અવશેષો (અવલોકન કરેલ માઇનસ ગણતરી કરેલ ડેટા) સપાટ રહેવાની અપેક્ષા હતી, ત્યારે વિશ્લેષણમાં અણધારી 66 એમએચઝેડ શિફ્ટ જાહેર થઈ, જે પેરિજી પર 3.92 મીમી/સેકન્ડના વેગ વધારાને અનુરૂપ છે. જેટ પ્રોપલ્શન લેબોરેટરી (જે. પી. એલ.), ગોડાર્ડ સ્પેસ ફ્લાઇટ સેન્ટર (જી. એસ. એફ. સી.) અને યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્સાસ ખાતે આ અસરની તપાસમાં સંતોષકારક સમજૂતી મળી નથી. ડિસેમ્બર 1992 માં ગેલિલિયોના બીજા પૃથ્વી ફ્લાયબાઈ પછી આવી કોઈ વિસંગતતા મળી આવી ન હતી, જ્યાં માપવામાં આવેલ વેગમાં ઘટાડો 303 કિમીની નીચી ઊંચાઇએ વાતાવરણીય ખેંચાણથી અપેક્ષિત હતો. જો કે, ખેંચાણના અંદાજોમાં મોટી ભૂલની પટ્ટીઓ હતી, અને તેથી વિસંગત પ્રવેગને નકારી શકાય નહીં. 23 જાન્યુઆરી 1998ના રોજ નિયર અર્થ એસ્ટરોઇડ રેન્ડેઝવોસ (NEAR) અવકાશયાને તેની પૃથ્વીની અથડામણ પછી 13.46 mm/s ના વિસંગત વેગમાં વધારો અનુભવ્યો હતો. ઓગસ્ટ 1999માં કેસિની-હ્યુજેન્સમાં 0.11 મીમી/સેકન્ડનો વધારો થયો હતો અને માર્ચ 2005માં પૃથ્વી પર ઉડાન ભર્યા બાદ રોઝેટ્ટામાં 1.82 મીમી/સેકન્ડનો વધારો થયો હતો. મેસેન્જર અવકાશયાન (બુધનો અભ્યાસ કરતા) ના વિશ્લેષણમાં કોઈ નોંધપાત્ર અનપેક્ષિત વેગમાં વધારો જોવા મળ્યો નથી. આનું કારણ એ હોઈ શકે કે મેસેન્જર વિષુવવૃત્તની આસપાસ સમપ્રમાણતામાં પૃથ્વીની નજીક આવ્યો અને ત્યાંથી ચાલ્યો ગયો (નીચે માહિતી અને સૂચિત સમીકરણ જુઓ). આ સૂચવે છે કે વિસંગતતા પૃથ્વીના પરિભ્રમણ સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે. નવેમ્બર 2009માં, ઇ. એસ. એ. ના રોઝેટા અવકાશયાનને તેના વેગને ચોક્કસપણે માપવા માટે ફ્લાયબાઈ દરમિયાન નજીકથી ટ્રેક કરવામાં આવ્યું હતું, વિસંગતતા વિશે વધુ માહિતી એકત્રિત કરવાના પ્રયાસમાં, પરંતુ કોઈ નોંધપાત્ર વિસંગતતા મળી ન હતી. ગુરુના માર્ગ પર જુનોના 2013 ફ્લાયબાઈમાં કોઈ વિસંગત પ્રવેગ મળ્યો ન હતો. 2018 માં, અનુમાનિત ઇન્ટરસ્ટેલર એસ્ટરોઇડ ઓમુઆમુઆના માર્ગના સાવચેતીપૂર્વકના વિશ્લેષણમાં સૂર્યમાંથી પીછેહઠ કરતી વખતે થોડો વધારાનો વેગ જોવા મળ્યો હતો. પ્રારંભિક અટકળો સૂચવે છે કે વિસંગતતા આઉટગેસિંગને કારણે હતી, જોકે કંઈપણ મળી આવ્યું ન હતું. કેટલાક અર્થ-ફ્લાયબાઈ અવકાશયાનનો સારાંશ નીચે કોષ્ટકમાં આપવામાં આવ્યો છે. એન્ડરસનનો પ્રયોગમૂલક સંબંધ 2008માં જે. ડી. એન્ડરસન એટ અલ દ્વારા વિસંગત ફ્લાયબાઈ વેગ પરિવર્તન માટે પ્રયોગમૂલક સમીકરણની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી. : જ્યાં પૃથ્વીની કોણીય આવર્તન છે, તે પૃથ્વીની ત્રિજ્યા છે, અને અવકાશયાનના ઇનબાઉન્ડ અને આઉટબાઉન્ડ વિષુવવૃત્તીય ખૂણાઓ છે. આ સૂત્ર પાછળથી જીન પોલ મ્બેલેક દ્વારા વિશેષ સાપેક્ષતાથી લેવામાં આવ્યું હતું, જે અસરની સંભવિત સમજૂતીઓમાંથી એક તરફ દોરી ગયું હતું. જો કે, આ એસએસએન અવશેષોને ધ્યાનમાં લેતું નથી-નીચે "સંભવિત સ્પષ્ટતા" જુઓ. સંભવિત સમજૂતીઓ ફ્લાયબાઈ વિસંગતતાની સંખ્યાબંધ સૂચિત સમજૂતીઓ કરવામાં આવી છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ એ ધારણાનું અનુમાનિત પરિણામ કે પ્રકાશની ઝડપ તમામ ફ્રેમમાં આઇસોટ્રોપિક છે, અને ડોપ્લર અસરના માધ્યમથી અવકાશ ચકાસણીના વેગને માપવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિમાં અપરિવર્તનશીલ છે. માપવામાં આવેલા અસંગત વિસંગત મૂલ્યોઃ હકારાત્મક, શૂન્ય અથવા નકારાત્મકને આ ધારણાને હળવી કરીને સમજાવવામાં આવે છે. ફ્લાયબાઈ કવાયત દરમિયાન નિરીક્ષકની દિશામાં પ્રોબના વેગ ઘટકો પ્રોબ દ્વારા પ્રસારિત રેડિયોફ્રીક્વન્સીના સંબંધિત વિસ્થાપનમાંથી મેળવવામાં આવે છે, જે ડોપ્લર અસર દ્વારા પ્રકાશની સ્થાનિક ગતિ દ્વારા ગુણાકાર થાય છેઃ સેસ્પેડેસ-ક્યુરે પૂર્વધારણા અનુસાર, ચલ ગુરુત્વાકર્ષણીય ઊર્જા ઘનતા ક્ષેત્રો દ્વારા થતી હિલચાલ જગ્યાના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં અને તેથી પ્રકાશની ગતિમાં થોડો ફેરફાર પેદા કરે છે જે ડોપ્લર ડેટાના બિનહિસાબી સુધારા તરફ દોરી જાય છે જે અપરિવર્તનશીલ પર આધારિત છે. આ પૃથ્વીના સંદર્ભ માળખા પર ફ્લાયબાઈ દાવપેચમાં ઝડપ અથવા ઊર્જામાં ફેરફારના ખોટા અંદાજો તરફ દોરી જાય છે. બિનહિસાબી-ત્રાંસી ડોપ્લર અસર માટે-એટલે કે. શૂન્ય રેડિયલ અને બિન-શૂન્ય સ્પર્શક વેગ સાથે પ્રકાશ સ્રોતનું રેડશિફ્ટ. જો કે, આ રેંજિંગ ડેટામાં સમાન વિસંગતતાને સમજાવી શકતું નથી. પૃથ્વીની આસપાસ ડાર્ક-મેટર પ્રભામંડળ. સામાન્ય સાપેક્ષતાની અસર, તેના નબળા-ક્ષેત્ર અને રેખીય સ્વરૂપમાં, ફ્રેમ-ડ્રેગિંગ જેવી ગુરુત્વાકર્ષણ-ચુંબકીય ઘટનાઓની પણ તપાસ કરવામાં આવી છેઃ તે ફ્લાયબાઈ વિસંગતતા માટે જવાબદાર હોવાનું બહાર આવ્યું છે. જોસેફ સી. હેફેલે દ્વારા પ્રસ્તાવિત શાસ્ત્રીય સમય-વિલંબિત ગુરુત્વાકર્ષણ સમજૂતી. NEAR ફ્લાયબાઈમાં યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ સ્પેસ સર્વેલન્સ નેટવર્ક રેન્જ ડેટા દ્વારા જાહેર કરાયેલ ટેલિમેટ્રી સિગ્નલનો રેન્જ-પ્રમાણસર વધારાનો વિલંબ. આ વિલંબ, ડોપ્લર અને રેન્જ ડેટા બંનેમાં વિસંગતતા માટે જવાબદાર છે, તેમજ પાછળની ડોપ્લર ઓસિલેશન, 10-20% ની અંદર, ડોપ્લર દરને કારણે રિસેપ્શનમાં ચિર્પ મોડ્સ તરફ નિર્દેશ કરે છે, હકારાત્મક વિસંગતતાની આગાહી ત્યારે જ કરે છે જ્યારે DSN દ્વારા ટ્રેકિંગ પેરિજીની આસપાસ વિક્ષેપિત થાય છે, અને જો સતત ટ્રેક કરવામાં આવે તો શૂન્ય અથવા નકારાત્મક વિસંગતતાની આગાહી કરે છે. બિન-ડી. એસ. એન. સ્ટેશનો દ્વારા ટ્રેક કરવામાં આવેલા ડોપ્લરમાં કોઈ વિસંગતતા થવી જોઈએ નહીં. ટોપોલોજીકલ વળાંક વર્તમાનની ક્રિયા જે પીછેહઠની દિશામાં ફ્લાયબાઈ વિસંગતતાઓની આગાહી કરે છે, પરંતુ જ્યારે અવકાશયાન ગ્રહોની પરિભ્રમણની ભાવનાના સંદર્ભમાં પ્રગતિ દિશામાં ગ્રહની નજીક પહોંચે છે ત્યારે તેની અસર શૂન્ય થાય છે. જૂનો ફ્લાયબાઈના વિશ્લેષણમાં વિશ્લેષણની ભૂલો પર ધ્યાન આપવામાં આવ્યું હતું જે સંભવિતપણે ફ્લાયબાઈ વિસંગતતાની નકલ કરી શકે છે. તેમને જાણવા મળ્યું કે સચોટ ફ્લાયબાઈ આગાહીઓ માટે ઓછામાં ઓછા 50 × 50 ગુણાંકના ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રની જરૂર હતી. ઓછી ચોકસાઇવાળા ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રનો ઉપયોગ (જેમ કે 10 × 10 ગુણાંક ધરાવતું મોડેલ, પ્રક્ષેપણ વિશ્લેષણ માટે પૂરતું), 4.5 મીમી/સેકન્ડ વેગની ભૂલ આપશે. સંબંધિત સંશોધન ગુરુત્વાકર્ષણનો અભ્યાસ કરવા માટે રચાયેલ કેટલાક મિશન, જેમ કે માઇક્રોસ્કોપ અને સ્ટેપ, અત્યંત સચોટ ગુરુત્વાકર્ષણ માપન કરવા માટે રચાયેલ છે અને વિસંગતતા પર થોડો પ્રકાશ પાડી શકે છે. જો કે, માઇક્રોસ્કોપએ તેનું મિશન પૂર્ણ કર્યું છે, જેમાં કંઈ પણ વિસંગત નથી મળ્યું, અને STEP હજુ ઉડાન ભરવાનું બાકી છે. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વણઉકેલાયેલી સમસ્યાઓની યાદી પણ જુઓ સંશોધિત ન્યુટોનિયન ગતિશીલતા પાયોનિયર વિસંગતતા સંદર્ભ સાહિત્ય. . . નાસા સ્પેસ પ્રોબ્સ (2008) પર કામ કરતા સમજાવી ન શકાય તેવા બળ દ્વારા Space.com પર મૂંઝવણમાં છે. . વોન્ટેડઃ આઈન્સ્ટાઈન જુનિયર (2008), Economist.com પર. બાહ્ય કડીઓ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વણઉકેલાયેલી સમસ્યાઓ ગુરુત્વાકર્ષણ વીડિયો ક્લિપ્સ ધરાવતા લેખો સમજાવી ન શકાય તેવી ઘટનાઓ