Предположим, что вы положили астронома, вооруженного нашими современными знаниями об орбитальной механике, на купол на противоположной стороне Луны, чтобы Земля постоянно скрывалась от них.
(И, конечно, предположим, что у этого человека нет конкретных знаний о системе, в которой он находится, помимо того, что он может почерпнуть из наблюдений. Если хотите, представьте, что он изучил всю нашу современную орбитальную механику и связанную с ней физику в альфа-центавриане, и затем телепортировался на нашу Луну.)
Теперь разумно ожидать, что этот человек должен быть в состоянии вывести из наблюдений неба, что тело, на котором он находится, является половиной двойной системы, и он должен быть в состоянии измерить орбитальные характеристики (большая полуось, эллиптичность, наклон), а также положение барицентра (гораздо ближе к другому телу, что соответствует гораздо более массивному партнеру). Какие наблюдения необходимы, чтобы сделать это? Какой уровень точности наблюдений необходим для этих наблюдений и какой исторической эпохе он соответствует? (То есть было бы достаточно набора Тихо Браге? Будет ли набор Галилея? Будет ли у древних греков? Или для этого потребуется обсерватория конца 19-го века (или даже позже)?)
(Как указано в ответе MartinV, нашему астроному может быть трудно различить ситуации с орбитальной парой и одним огромным телом. Таким образом, если это удобно, можно предположить, что через короткие ~ 100 км вылеты от купола наш астроном способный измерять лунный радиус, измеряя солнечные наклоны в различных точках с известными расстояниями между ними, как Erathostenes .)
источник
Ответы:
Тело прилив Сейсмометр на дальней стороне Луны будет забрать как солнечный прилив, и 20 дюймов тела искажения производимого земли . В то время как «приливно-откидной» замок, Луна не находится на идеально круговой орбите, а также немного колеблется; либрации . Ваш сейсмометр должен уловить оба эффекта.
Наблюдение за циклом параллакса Марса каждые 28 дней, как предлагается в комментариях выше, может быть более простым способом.
источник
Это действительно хороший вопрос - и довольно тонкий.
TL; DR;
Самая ранняя возможность может состоять в том, что межмесячные изменения в звёздном параллаксе Солнца могут привести наблюдателя к выводу, что либо i) Луна - это одно очень большое вращающееся тело, либо ii) она является частью многочастичного спутника. вращающаяся система. Однако я), казалось бы, несовместимо с близким и сильно изогнутым горизонтом.
Если нет, то, конечно, когда мы разработаем количественную модель орбитальной механики, включающей массу и гравитацию
Я не думаю, что звездный параллакс напрямую помог бы нам, поскольку он (в наши дни) просто говорит нам, что мы находимся на орбите вокруг Солнца и мало о самой системе Земля-Луна.
Давайте посмотрим, как это может увидеть эквивалент Птолемея на Луне (назовите его Луна-Птолемей). Он не мог бы отличить систему Земля-Луна от своего предположения о том, что он просто сидит на твердом объекте в центре творения. Конечно, он не увидит "луну" на орбите вокруг него, но он увидит Солнце, звезды и главные планеты. Звездный параллакс (для него Солнце, «движущееся через Зодиак») просто скажет ему, что Солнце вращается вокруг своей Луны, как и планеты. Существование планетарных эпициклов было бы любопытством, необходимым для того, чтобы его модель работала - но это делает работать, и он понятия не имеет о Земле
Луна-Галилей может (или не может) разработать гелиоцентрическую модель - он упускает одно ключевое понимание, которое было у Земли-Галилея: что Земля не была особенной, потому что на других планетах также были спутники. Луна-Галилео посчитал бы интересной орбитальную систему Юпитера, но не ключевой идеей, поэтому он может не разработать новую модель. Даже так, кто-то еще будет.
Тем не менее, в качественном научном мире все равно ничто не поможет наблюдателю Луны сделать вывод о существовании Земли за горизонтом.
Я подозреваю, что истина станет неизбежной, когда орбитальная механика разовьется достаточно, чтобы включить в расчет массу и гравитацию. Это могло быть во времена Луны-Кеплера.
Я не уверен, что согласен с комментариями, касающимися наблюдений за планетами - я не понимаю, как они помогают различать систему Земля-Луна в отличие от простого, очень большого, вращающегося тела Луны без спутника ( что было бы естественным предположением, чтобы сделать). Даже ежемесячные изменения параллакса, вызванные вращением Луны вокруг Земли, можно было бы отмахнуться, предложив простое вращение гораздо большего тела Луны - хотя наш герой, несомненно, может поставить под сомнение совместимость этого с очевидной кривизной и расстоянием до их Лунный горизонт.
источник
Наблюдателю на противоположной стороне луны будет трудно объяснить, что он стоит на одной планете из-за движения самой заметной вещи на небе: солнца!
Действительно, из-за эксцентриситета орбиты Луны вокруг Земли, продолжительность дня, то есть «скорость солнца в небе», зависит от того, где вы находитесь на своей лунной орбите.
И из наблюдений, которые он может сделать, например, другие планеты, которые почти идеально круглые в Солнечной системе (и по хорошо известным причинам), она должна быть вынуждена исключить гипотезу «Я стою на эллиптическом одном небесном теле».
Я не могу рассчитать изменение продолжительности дня на дальней стороне Луны за разумное время, извините за это.
Еще один эффект, который я попытаюсь проиллюстрировать с помощью изображений из Википедии: высота солнечной траектории в небе будет меняться год за годом (цикл: от 8 до 9 земных лет) из-за апсидальной прецессии Луны и ее наклонного плана орбиты:
По Rfassbind - собственная работа., Public Domain, ссылка
Геолог, Гомункулус 2 - из английской Википедии, CC BY 3.0 , ссылка
источник