物理学中最令人着迷的谜团之一是“先锋者异常”，即两个航天器被一股未知力量减速。美国国家航空航天局分别于1972年和1973年发射了先锋者10号和11号，这两个航天器传回了令人惊叹的木星和土星图像。但是，随着这两个航天器以大约每小时27,000英里的速度继续航行，加利福尼亚州帕萨迪纳市喷气推进实验室的天文学家约翰·安德森注意到早在1980年的遥测数据中就存在异常。通过持续分析，研究人员确定航天器一直在以恒定速率减速：每年它们都比计算位置少了8,000英里。这种奇怪的行为引发了几种理论，但数据的缺乏使得筛选这些想法变得困难。现在，一项分析早期遥测数据的提议可能真正指向正确的解释。
最明显的理论是航天器本身上的某些东西产生了制动力——可能是气体泄漏或热辐射。然而，多年来，研究人员越来越认为这种假设不太可能，一些物理学家开始探索牛顿定律和相对论中可能存在的缺陷。其他人则认为暗物质是罪魁祸首：它可能会施加引力或阻力。第三种理论认为，光速存在微小的加速度，这可能会导致探测器正在减速的假象：如果光传播得更快，遥测信号到达得更快，航天器似乎更近了。
安德森和洛斯阿拉莫斯国家实验室的理论家迈克尔·M·涅托提出了一个筛选这些想法的方法，他们注意到一个有趣的现象，即对于每种理论，异常力的方向都应该不同。如果力指向太阳，那么它应该是引力效应。如果它指向地球，那么它应该是与光速相关的异常。如果它指向运动方向，那么它应该是阻力或惯性的修改。最后，如果它指向探测器的自旋轴，那么它应该表明是由航天器产生的力。
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但是，确定力的方向意味着研究先锋者号航天器距离小于20个天文单位（1个天文单位等于地球和太阳之间的距离）时的遥测数据。在这个距离内，直到天王星轨道附近，太阳、地球和航天器运动之间的角度都足够大。然而，到目前为止，调查人员主要分析了覆盖超过20个天文单位（到目前为止达到70个天文单位——先锋者10号的最后一次有用传输发生在2002年的80个天文单位）的遥测数据。专家们一直没有费心详细研究更近距离的数据，因为他们认为太阳的辐射压力和多次飞行机动会使得测量异常变得困难。
涅托和安德森坚持认为，应该有可能修正这些因素并确定异常力的方向，尤其是在先锋者11号在木星和土星之间的轨迹中。在那时，它的运动方向几乎与太阳和地球的方向成直角，因此任何指向太阳或地球的力都会被探测器的横向位移所注意到。粗略的测量似乎表明，这种异常早在10个天文单位时就已存在，涅托说。先锋者任务早期的遥测数据是可用的，因此分析“相对来说是一件廉价的事情，至少它会给我们提供更多信息，也许还会给出一些指示”，他评论道。
特别是如果神秘的力量指向太阳，那么解释可能是对牛顿动力学的偏离——称为修正的牛顿动力学，或MOND——最初提出这个想法是为了解释为什么旋转星系不会分崩离析。暗物质可能会修改引力，尽管作为一种替代方案，以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的摩德海·米尔格罗姆提出了引力的一个额外组成部分，该组成部分应该出现在较远的距离上。在任何情况下，MOND都已成为解决异常问题的一种更流行的方法。耶路撒冷希伯来大学的雅各布·D·贝肯斯坦将MOND的相对论理论应用于太阳系，发现先锋者异常“在数量级上大致正确”，可以归入MOND。