Spørsmål:
Hvis du bodde på den andre siden av månen, hvordan kunne du da utlede eksistensen av jorden?
Emilio Pisanty
2017-08-29 16:54:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Anta at du deponerer en astronom, bevæpnet med vår nåværende kunnskap om banemekanikk, på en kuppel på den andre siden av månen, slik at jorden alltid er skjult for dem.

(Og antar selvfølgelig at denne personen ikke har noen spesifikk kunnskap om systemet de er i utover det de kan hente fra observasjoner. Hvis du vil, kan du forestille deg at de lærte all vår moderne banmekanikk og relatert fysikk i alfa centauri, og deretter teleportert til månen vår.)

Nå er det rimelig å forvente at denne personen skal kunne utlede fra observasjoner av himmelen at kroppen de er på er en halvparten av et binært system, og de burde være i stand til å måle baneegenskapene (semi-hovedakse, elliptisitet, tilbøyelighet) samt posisjonen til barycentre (mye nærmere den andre kroppen, tilsvarende en mye mer massiv partner) . Hvilke observasjoner er nødvendig for å utlede dette? Hvilket nivå av observasjonsnøyaktighet er nødvendig for disse observasjonene, og til hvilken historisk epoke samsvarer den? (Dvs. ville Tycho Brahes drakt ha vært tilstrekkelig? Ville Galileo? Ville de gamle grekerne? Eller ville dette kreve et observatorium sent på 1800-tallet (eller enda senere?)

(Som påpekt ut i MartinVs svar, kan vår astronom synes det er vanskelig å skille mellom situasjoner med et par i bane rundt en eneste stor kropp. Dermed, hvis det er praktisk, kan du anta at astronomen vår kan måle via korte ~ 100 km forays fra kuppelen. måneradien ved å måle solhellinger på forskjellige punkter med kjente avstander mellom seg, à la Erathostenes.)

Stellar parallax vil definitivt hjelpe langt, og det er 1800-tallet.
@LucJ.Bourhis Stellar parallax, eller i det minste den ledende komponenten, går med orbitalradiusen rundt solen, og månebane-komponentene ville være mye mindre enn det, så det ser ut som en ikke-åpenbar løsning for meg (og det er ikke åpenbart at observasjoner fra 1800-tallet ville gjøre den nødvendige nøyaktigheten, enten). Jeg mistenker at den mest sannsynlige kandidaten er parallaxen til Sun w.r.t. stjernebakgrunnen (eller, tilsvarende, stjernenes posisjoner med en klokke synkronisert med månedagen), men jeg vil gjerne vite hvilken nøyaktighet (sammenlignet med historiske referanser) du trenger for det.
Sikker! Dette var ikke det jeg hadde i tankene. Historisk sett var det faktum at månen kan observeres fra jorden, medvirkende til å måle avstanden jord-sol som mye henger av. Jeg tenkte å bruke parallaks for å få tak i den avstanden.
Men faktisk tar jeg feil: grekerne brukte månen til å beregne avstand mellom jord og sol, men den første virkelig nøyaktige målingen er den av Cassini som bruker parallaks på Mars, noe du også kan gjøre fra månen.
Halvmåneders parallaks kan fortsatt være nyttig for noe som Mars. Månens banediameter er ~ 0,0026 AU, Mars kan være ~ 1AU ute, slik at vinkelen er ~ 0,0052 radianer eller 0,3 grader, ikke? Ikke sikker på hvordan de sammenlignes med stjerneparallaksobservasjoner gjennom årene, men det virker som det kan forandre Mars 'posisjon i forhold til fjerne stjerner på en observerbar måte.
Jeg lurer på om Månens 5 graders tilbøyelighet ville være nok. (5,14 grader), som utgjør omtrent 9% av banens avstand opp og ned hver 29. dag) eller 1/6 av 1 grad i forhold til solen. I forhold til Mars på nært hold, litt mindre. 14 dager med observasjon av Mars beveger seg opp eller ned, men ikke på en jevn måte, som i, noen ganger opp, noen ganger ned, kan være den mest merkbare.
Tre svar:
Wayfaring Stranger
2017-09-15 20:28:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Et kroppsvann seismometer på den andre siden av månen vil plukke opp både solvann og 20-tommers kroppsforvrengning produsert av jorden. Mens "tidevannslåst" , månen er ikke i en perfekt sirkulær bane, og wobler også litt; librering. Seismometeret ditt bør hente begge effektene.

Det kan være en enklere måte å se på parallaksen til mars-syklus hver 28. dag, som foreslått i kommentarene ovenfor.

Dette er et interessant svar. Jorden vil faktisk heve en liten "tidevann" på Månen, og librering vil få den til å bevege seg rundt. Effekten er liten og subtil - vil den på sin egen side tillate en smart forsker å utlede eksistensen av en ukjent og usynlig kropp i rommet?
Seismiske effekter er interessante, selv om det ikke er klart for meg hvordan du faktisk kan måle dem. Og ja, jeg er enig i at parallaks er det mest sannsynlige svaret, men jeg lette etter noe ganske mer kvantitativt og detaljert.
MartinV
2017-09-15 20:05:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dette er et veldig bra spørsmål - og ganske subtilt.

TL; DR;

Tidligste mulighet kan være at endringer mellom månedene i solens stjerneparallaks kan føre til at observatøren konkluderer med at enten i) Månen er et enkelt, veldig stort, roterende legeme eller ii) det er en del av et multi-kropps samroterende system. Imidlertid synes jeg) å være inkonsekvent med en nær og sterkt buet horisont.

Hvis ikke da, absolutt når vi utvikler en kvantitativ modell av banemekanikk som involverer masse og tyngdekraft

Jeg tror ikke stjerneparallaks direkte vil hjelpe oss, ettersom den (i vår tid) bare forteller oss at vi er i bane rundt solen og lite om selve jorden-månesystemet.

La oss se på hvordan en Ptolemaios-ekvivalent på Månen (kaller ham Moon-Ptolemaios) kan se den. Han ville ikke ha noen måte å skille Earth-Moon-systemet fra sin antagelse om at han bare sitter på en solid gjenstand i sentrum av skapelsen. Selvfølgelig ville han ikke se en "måne" i bane rundt seg, men han ville se solen, stjernene og store planeter. Stellar parallaks (for ham, solen "som beveger seg gjennom dyrekretsen) vil bare fortelle ham at solen roterer rundt månen sin, det samme er planetene. Eksistensen av planetariske sykler ville være en nysgjerrighet som kreves for å få modellen til å fungere - men det gjør det arbeid og han har ingen forestilling om jorden

Moon-Galileo kan (eller kanskje ikke) være i stand til å utvikle den heliosentriske modellen - han savner en viktig innsikt som Earth-Galileo hadde: at jorden ikke var Det er ikke spesielt fordi andre planeter også hadde måner. Moon-Galileo synes Jupiters banesystem er interessant, men ikke en viktig innsikt, så han kan ikke utvikle den nye modellen. Likevel vil noen andre gjøre det.

I en kvalitativ vitenskapelig verden ville det likevel ikke være noe som hjalp månens observatør å utlede eksistensen av jorden bak horisonten.

Jeg mistenker at sannheten ville bli uunngåelig når banemekanikk utviklet seg tilstrekkelig til å innlemme masse og tyngdekraft i beregningen. Det kan ha vært rundt Moon-Keplers tid.

Jeg er ikke sikker på at jeg er enig i kommentarene når jeg ser på observasjonene av planetene - jeg kan ikke se hvordan de hjelper til å skille mellom en jord-måne. system i motsetning til en enkel, veldig stor, roterende månekropp uten co-orbiter (noe som ville være en naturlig antagelse å gjøre). Selv de månedlige endringene i parallaks forårsaket av månens rotasjon rundt jorden kan vinkes bort ved å antyde den enkle rotasjonen av en mye større månekropp - selv om vår helt sikkert kan stille spørsmål om kompatibiliteten til dette med den tilsynelatende krumningen og avstanden til deres Månehorisont.

Det ser ut til at jeg feilkommuniserte hensikten med spørsmålet. Du kan anta full moderne kunnskap om banemekanikk hvis det er nødvendig ─ Når du gjør historiske sammenligninger, er jeg mest interessert i eksperimentell teknikk, ikke konseptuelle fremskritt. Hvis du vil, kan du tenke på situasjonen som en astronom som lærte all moderne banemekanikk på alfa centauri, og deretter ble teleportert til overflaten av månen vår. Så de har full kunnskap om hvordan tyngdekraften og mekanikken fungerer, de har bare ingen kunnskap om forhåndsobservasjon av det spesifikke systemet de er i.
Men så langt som din Moon-Ptolemy går, trenger han ikke å inkludere en motorsyklus for solen? Det er stjerneparallaksobservasjonen som vil bli oversatt til jord-månens orbitale radius når du bytter til et heliosentrisk perspektiv. Men hvor viktig ville det være, og hvor vanskelig ville det være å måle?
Takk Emilio - på solsyklusen tror jeg det sannsynligvis ville være for lite gitt utstyret tilgjengelig for Moon-Ptolemy. På den andre kommentaren din - ingen feilkommunikasjon i det hele tatt; det var spørsmålet ditt, så jeg tror jeg misforsto! Gitt en ekspert med moderne utstyr transplantert til månen, tror jeg de ville finne ut av det ganske raskt - en kombinasjon av wobblene i parallaks kombinert med den tilsynelatende størrelsen på Månen vil absolutt reise spørsmålet. Faktisk vil eksperten se på selve den lille, steinete månen og umiddelbart stille spørsmålet "hva kretser dette rundt?"
Ja, min forventning er at de vil finne ut av det ganske raskt; spørsmålet var hvordan, og hvilket utstyr de ville trenge. (På den siste setningen din tror jeg ikke det ville være en naturlig forventning, gitt hvor lite vi vet om utbredelsen av steinete eksoplaneter. Men fra å bare se på overflaten, er forskjellene mellom Månen og Ceres minimale , så overflaten ikke nødvendigvis antyder at du er på en satellitt. I stedet for radius og tyngdekraft kan den steinete overflaten og mangel på atmosfære være ganske naturlige trekk.)
J. Chomel
2017-11-15 21:02:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

En observatør på den andre siden av månen ville ha vanskelig for å forklare at den står på en enkelt planet på grunn av bevegelsen til det mest merkbare på himmelen: solen!

Faktisk, på grunn av eksentrisiteten til månens bane rundt jorden, avhenger daglengden, dvs. solens "fart på himmelen" av hvor du står i månebanen din.

Og fra observasjoner kan den gjøre, f.eks. andre planeter som er nesten perfekt runde i solsystemet (og av velkjente grunner), burde hun bli tvunget til å utelukke hypotesen "Jeg står på en elliptisk enkelt himmellegeme".

Jeg kan ikke beregne variasjonen av dagslengde på den andre siden av månen på en rimelig tid, beklager det.

En annen effekt jeg vil prøve å illustrere med Wikipedia-bilder: solbanens høyde på himmelen ville endre seg år etter år (syklus: mellom 8 og 9 jordboere år), på grunn av månens apsidale presesjon og dens skråplan for bane:

Moon apsidal precession.png
Av Rfassbind - Eget arbeid., Public Domain, Link

Lunar perturbation.jpg Av Geologician, Homunculus 2 - fra engelsk Wikipedia, CC BY 3.0, Link



ⓘ
Denne spørsmålet ble automatisk oversatt fra engelsk.Det opprinnelige innholdet er tilgjengelig på stackexchange, som vi takker for cc by-sa 3.0-lisensen den distribueres under.
Loading...