Pioneeranomalie
 

Hi ich habe mal ein kleine Rechenaufgabe für die Profis hier im Forum

Die Pionieranomalie ist eine Bremsbeschleunigung der Sonden in Richtung Sonne.

Sie beträgt (8,74±1,33)×10^-10 m/s2

mal angenommen diese Anziehung stammt von einer zusätzlichen Gravitation der Sonne, wieviel mehr Masse müsste die Sonne dann haben um die Anomalie zu erklären?

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Dir ist schon klar, dass man die Masse der Sonne allein aus ihrer Gravitationswirkung bestimmt?

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ja aber durch die Gravitationswirkung auf die Planeten.
Wenn die Planeten nun aber mehr träge Masse als gravitative Masse hätten, bräuchte die Sonne mehr gravitative Masse um die Planeten auf ihrer Bahn zu halten.


Wie ich darauf komme, ist erstmal egal.
Mir geht es nur darum wieviel mehr Masse der Sonne die Pioneeranomalie erklären würde.

Am liebsten wäre mir ein Rechenweg, damit ich es nachvollziehen kann

AW: Pioneeranomalie
 

also ich habe jetzt mal eine Formel gesucht , mit der man das berechnen könnte

M = ar ^ 2 / G

a=8,74*10^-10m/s²
G=6,67430*10^-11m³/kg*s²

jetzt fehlt nur noch r also der Abstand Sonne zur Sonde, den kenne ich nicht.
Ich habe nur mal gelesen dass man die Pioneeranomalie erst feststellen konnte als die Sonde weiter als die Umlaufbahn des Jupiter von der Sonne entfernt war, weil erst dann der Sonnenwind stark genug nachgelassen hat.

Soll ich für die Berechnung also den Abstand Jupiter -Sonne verwenden? oder ein größeres r?

OK hab gerade was im englischen Wiki gefunden 20AE also 2,992*10^12m nun muss ich die Werte nur noch richtig in den Taschenrechner eingeben

Ich komme auf 1,17227*10^26kg, ist das richtig?

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bei Wiki steht für die Masse der Sonne 1,9884 · 10^30 kg ± 2 · 10^26 kg

ich komme ja auf 1,17227*10^26kg für die zusätzliche Masse

Das fällt doch noch in den Ungenauigkeitsbereich für die Masse der Sonne.
Warum hat man dann überhaupt die Anomalie entdeckt?

Oder hat man den Ungenauigkeitsbereich schon voll ausgeschöpft und die Anomalie war immer noch da?

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Lass die Witze: du liegst mit deinem

1,17227*10^26 kg

4 10er-Potenzen unter dem Wert von Wiki,

1,9884 · 10^30 kg

also völlig daneben.

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Wie? was ich berechnet habe, war doch nur die zusätzliche Masse die die Sonne haben müsste, nicht die Gesamtmasse der Sonne

Die Gesamtmasse der Sonne könnte doch bei 1,9884*10^30kg+1,17227*10^26kg = 1,98852*10^30kg liegen und die
1,98852*10^30kg fallen dann doch immer noch in den Ungenauigkeitsbereich von 1,9884*10^30 ± 2 · 10^26 kg

Warum hat man denn dann so fieberhaft nach einer Lösung für die Anomalie gesucht?

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Wie kommst du denn darauf, dass du mit obiger Formel eine "zusätzliche" Masse berechnest?

M = ar ^ 2 / G

ist Newtons Zusammenhang zwischen der Gravitationsbeschleunigung a auf einen Probekörper beliebiger Masse unter dem Einfluss der Masse M (hier die Sonne).

M ergibt die Masse der Sonne, wenn die eingesetzten Werte stimmen (was ich nicht kontrolliert habe).

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BTW, m.W. ist das Rätsel dieser angeblichen Anomalie eh längst verstanden und gelöst:
https://astronomy.com/news/2018/08/h...aly-was-solved

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Ich habe die Masse M berechnet, die nötig wäre um die zusätzliche Beschleunigung a= 8,74*10^-10m/s² zu erklären (die Pioneeranomalie)
Bei einem Abstand Sonde zur Masse M von 20AE

a in der Formel ist nur der Beschleunigungsüberschuss , nicht die Gesamtbeschleunigung zur Sonne hin.

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Verstehe.
Aber du unterschätzt das Problem: angesichts der Winzigkeit des Effektes muss z.B. unter Berücksichtigung relativistischer Korrekturen gerechnet werden (siehe Gleichung 3 in dem Papier unten). Zudem werden etliche Korrekturen der Beschleunigung durch winzige nicht-gravitative Effekte berücksichtigt.
Eine Übersicht über all diese Korrekturen und eine Abschätzung der Fehler und Unsicherheiten gibt es z.B. hier

"Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11"
https://arxiv.org/pdf/gr-qc/0104064.pdf

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danke für den Artikel

komplizierte Sache und auch noch auf Englisch.

So wie ich den Artikel verstanden habe, hat man dort versucht Fehlerquellen zu finden und hat paar Kleinigkeiten korrigiert aber das Problem war immer noch da.

Schade dass da nicht steht von welcher Masse der Sonne man ausgegangen ist, deren Massenanziehung muss man ja auch erstmal rausrechnen

Wenn man die Masse der Sonne nicht exakt kennt, dürfte man die Anomalie eigentlich gar nicht feststellen können. Vielleicht ist ja auch die Masse der Sonne bei Wiki nicht genau angegeben

AW: Pioneeranomalie
 

Auch die Messung der Beschleunigung ist schon nicht ganz trivial sondern via Doppler-Effekt.
Nach meinem Verständnis ist das Problem mittlerweile verstanden, d.h. die Ursache für die Abweichung ist geklärt:

https://www.spiegel.de/wissenschaft/...-a-845072.html