Cómo calcular la distancia entre la Tierra y la Luna

Los antiguos griegos lo hicieron, y tú también puedes. Descubra cómo algunos hechos fácilmente observables le permiten medir la distancia aproximada desde la Tierra hasta la Luna.

Una de las partes más difíciles de calcular distancias en el espacio es la dificultad para encontrar puntos de referencia. El tamaño o la distancia de los objetos en la Tierra puede ser difícil de estimar, pero ocupan un paisaje que se puede medir, proporcionando un punto de partida. La luna da algunas pistas: está claramente más cerca que el Sol o las estrellas, pero todavía está a la deriva en una nada que es difícil de medir.

La distancia a la luna fue medida, o al menos aproximada, hace más de 2000 años, por nuestros viejos amigos, los griegos. Ya habían descubierto la circunferencia y, en consecuencia, el diámetro de la tierra, proporcionando el único número absoluto en el que basar el resto. Después de eso, es geometría.

Muchas personas han levantado un objeto redondo y han dejado que bloquee el sol. La mayoría de las veces, no es un ajuste exacto. Una rebanada de sol se asoma, o un poco del área circundante está bloqueada. Cuando un objeto redondo se sostiene frente al Sol, crea un cono de oscuridad que se reduce a un punto. En ese punto, el objeto bloquea todo el Sol, y nada más. Ese punto, en la Tierra, es 108 veces el diámetro del objeto. Una pelota de playa creará una sombra de 108 pelotas de playa de largo, que en el punto más alejado bloqueará por completo el Sol. Un centavo creará una sombra de 108 centavos de largo. La Tierra creará una sombra de 108 diámetros terrestres de largo.

La Luna pasa dentro de esa sombra durante un eclipse lunar. Entonces, no importa cuán grande o pequeña sea la Luna, tuvo que pasar dentro de 108 diámetros terrestres de la Tierra. De hecho, durante los eclipses lunares, se observó que la Luna estaba imperfectamente bloqueada por la sombra de la Tierra. La sombra era aproximadamente 2.5 veces el ancho de la Luna.

¿Pero es una luna grande y lejana, o una luna pequeña y cercana? Hubiera sido imposible decidir si no fuera por una feliz coincidencia. La Luna en sí es un tamaño y una distancia que bloquea el Sol. Al igual que la pelota de playa y el centavo, crea su propia sombra, y esa sombra termina en la Tierra. Más importante aún, esa sombra termina en el mismo ángulo que la sombra de la Tierra, lo que las convierte en versiones de diferente tamaño del mismo triángulo.

Los triángulos funcionan así. El más grande tiene un diámetro de la Tierra de ancho en la base (8,000 millas) y 108 diámetros de la Tierra de altura (864,000 millas). El más pequeño tiene un diámetro de Luna de ancho y una órbita de Luna de alto. El de tamaño mediano tiene 2.5 diámetros de Luna de ancho y, dado que los triángulos son proporcionales, tiene una órbita de 2.5 Lunas de alto. Agregue la altura de la mediana a la pequeña y obtendrá 3.5 órbitas lunares, que es la altura del triángulo más grande.

En otras palabras, la distancia a la Luna es de 864,000 dividida por 3.5, o alrededor de 247,000 millas. Según Universe Today , la distancia a la Luna es de 239,000 millas, lo que demuestra una vez más que los griegos eran inteligentes.

Tu pregunta es un poco amplia.

Si quiere decir, ¿cómo se mide ahora la distancia de la Tierra a la Luna? Luego, las otras respuestas que se refieren al experimento de búsqueda del rango lunar por el cual los reflectores fueron dejados en la superficie de las lunas por el Apolo 11, 14 y 15 son realmente correctos.

Sin embargo, si quiere decir, ¿cómo calculó la gente la distancia de la Tierra a la Luna antes de que el hombre dejara reflectores en su superficie? La respuesta es mediante el uso de paralaje.

Al tomar 2 medidas del ángulo de la luna en el cielo al mismo tiempo a una distancia suficiente, puede usar la trigonometría para calcular la distancia a él.

La precisión se ve afectada por la precisión con la que se miden los ángulos involucrados, por ejemplo, Aristarco estimó la distancia a la Luna como 20 radios terrestres, mientras que Hipparchus luego calculó que eran 67 radios terrestres. Con el valor actual de 60 radios terrestres.

Necesitará la ayuda de varios amigos de otras ciudades o incluso países, y coordinará una observación simultánea de la luna y una comparación de su posición contra las estrellas, consideradas fijas para este experimento.

En el día y la hora que se eligió previamente, todos miden la distancia angular entre la luna y las estrellas (o mejor, hacer una foto que combine la luna y las estrellas, no es una tarea fácil). Las medidas deben estar etiquetadas con la latitud y longitud del observador.

Luego, debe usar algo de trigonometría para calcular la distancia de la luna, en función de la distancia de los observadores y la paralaje medida.

Algunos artículos que pueden ayudar:
Midiendo el cielo nocturno
Como medir el cielo
Medición de objetos en el cielo: tamaño angular y distancia – Transcripción de video y lección | Study.com
Cómo medir distancias en el cielo nocturno

La parte trigonométrica se puede encontrar aquí:
Medición de distancias por método de paralaje
Paralaje y medición de distancia

Buena suerte.

Apunte un láser a la Luna y espere a que regrese un rayo. Si el tiempo empleado es t, la distancia es c * t / 2, donde c = 300000 km / s.

Puedes hacerlo tú mismo con un lápiz y algunos cálculos de razón. Supongamos que un lápiz tiene un diámetro de alrededor de 0.7 cm y si lo sostiene a 0.75 m de su ojo, donde solo bloquea la Luna, puede usar la relación del diámetro del lápiz a la longitud del brazo y la relación del diámetro de la Luna a la distancia de la Luna porque son lo mismo. Si conocemos el diámetro de la luna, podemos resolver la distancia:

[matemáticas] \ frac {Pencildiameter} {Pencildistance} = \ frac {Diámetro de la luna} {Distancia de la luna} [/ math] →

[matemáticas] \ frac {diámetro del lápiz} {distancia del lápiz} / diámetro de la luna = \ frac {7 * 10 ^ -3 m} {0.75 m} / 3500 km = 3.8 * 10 ^ 5 km [/ matemáticas]

Los antiguos griegos usaban este método conocido como paralaje (que estudia las diferencias angulares entre una posición del cuerpo celeste observada desde dos ubicaciones diferentes) para medir distancias muy grandes.

MUCHO antes de que los astronautas del Apolo aterrizaran en la Luna y dejaran reflectores atrás, los humanos ya habían determinado la distancia a la Luna usando paralaje, es decir, al mismo tiempo avistando la Luna desde dos lugares en la Tierra lo suficientemente distantes entre sí para que la Luna esté en un punto ángulo diferente en el cielo. ¡Conocer la distancia en una Tierra esférica desde las dos posiciones y el ángulo preciso de la Luna le permite a uno usar trigonometría para determinar la distancia a la Luna! Este método funciona bastante bien para objetos no mucho más lejos que la Luna.

Si suponemos que se refiere a antepasados ​​de un período anterior a la humanidad, sabía mucho sobre la gravedad (lo que nos permitiría estimar la distancia utilizando el período orbital y la suposición de que la Tierra es mucho más masiva que la Luna y el Sol es mucho más). masivo que la Tierra) no queda mucho más que triangulación (usando el método de paralaje) de la posición de la Luna contra el fondo. Para que este método funcione, nuestros antepasados ​​tendrían que asumir que el fondo (por ejemplo, las estrellas o el Sol, como veremos más adelante) están a una distancia infinita o al menos mucho más grande de la Tierra que la Luna.

Así es como Hipparcus lo hizo en el 2do. siglo aC (fuente: medición de distancias por método de paralaje):

El método de paralaje se usó primero en astronomía para determinar la distancia a la Luna. Hiparco realizó una medición exitosa ya en el siglo II a. C. Utilizó observaciones del eclipse solar del 14 de marzo de 189 a. C. Testigos que viven cerca Hellespont, el estrecho estrecho del noroeste de Turquía, informó que el eclipse fue total. Sin embargo, los observadores en Alejandría vieron solo cuatro quintas partes del sol oscurecido por el disco lunar. Hipparchus asumió que el Sol está lo suficientemente distante como para que durante varios minutos de eclipse máximo, ella sirvió como un marcador estacionario contra el cual se podía calibrar el paralaje de la Luna. Así que aproximadamente 1/5 del diámetro del Sol se había desplazado porque el paralaje desde los dos puntos de observación terrestres. Vemos al Sol bajo un ángulo de aproximadamente 0.5 grados, por lo tanto, una décima de grado es el paralaje de la Luna sobre una línea de base que se extiende entre Hellespont y Alejandría. Combinando, Hipparchus dedujo de esto la distancia de la Luna: entre treinta y cinco y cuarenta y un diámetros terrestres. El verdadero valor es de aproximadamente treinta diámetros terrestres. Muy respetuoso, consideró que el trabajo se realizó hace más de 2.000 años.

Se dispara un rayo láser desde la Tierra a la luna. Está dirigido a un prisma topográfico que refleja el haz directamente de regreso a su fuente. Este reflector se colocó allí cuando los astronautas del programa APOLLO aterrizaron allí. El tiempo de retraso desde el momento en que se envió la señal hasta el momento en que regresó se mide con precisión y a partir de eso podemos calcular la distancia dentro de un cm. (1/2 “)

Cuando conoces la masa de un cuerpo, conoces el radio de sus satélites orbitales desde su período. El período de la órbita de la luna es un poco menos de 28 días, por lo que nos da su distancia media aproximada. Al determinar la masa del planeta a través de una cuidadosa medición de su densidad y la determinación de la constante gravitacional, puede determinar la distancia promedio a cualquier satélite. Hay muchos refinamientos para este cálculo, pero para una buena aproximación general funciona sin necesidad de medir nada sobre la luna, excepto el momento de sus fases.

Láseres!

Experimento de rango láser lunar – Wikipedia

¡Con una cinta métrica muy larga!

En serio, los astronautas del Apolo colocaron reflectores láser en sus lugares de aterrizaje. Una vez que los astronautas regresaron, se disparó un láser al reflector y se midió el tiempo junto con la velocidad de la luz. La distancia se puede encontrar,

Deberíamos darle algo de crédito a Aristarco de Samos, el antiguo astrónomo griego que descubrió la distancia entre la Tierra y la Luna. Aristarco usó el método simple de proporciones geométricas , un método que se usa para hacer que las construcciones sean iguales. Aunque sus estimaciones originales eran crudas, el método de las proporciones geométricas es sólido.

Hoy, la misma astronomía antigua que fue utilizada por Aristarco, puede usarse para ayudar a los astrónomos modernos a calcular y calibrar distancias astronómicas. Por ejemplo, sabemos que el radio del Sol es 6.96 x 10 ^ 8 m; la distancia Sol / Tierra es 1.52 x 10 ^ 11 m; el radio de la luna es 1.74 x 10 ^ 6 m; y el radio del agujero negro de Sagitario A es 1.21 x 10 ^ 10m. Entonces, podemos encontrar: 1) la distancia a la Luna. 2) la distancia al choque del arco solar. 3) la distancia a las estrellas más cercanas que rodean el agujero negro de Sagitario A, ubicado en el centro de la galaxia de la Vía Láctea de la siguiente manera:

Como la distancia Sol / Tierra es geométricamente proporcional a 218. 39 a 1, las soluciones son:

1) La distancia a la Luna = (218.39) x (1.74 x 10 ^ 6 m) o 3.8 x 10 ^ 8 m.
Eso significa 3.8 x 10 ^ 8 m / 1.74 x 10 ^ 6 m = 218.39 / 1.
2) La distancia a la descarga del arco solar = (218.39) x (1.52 x 10 ^ 11 m) o 3.319 x 10 ^ 13 m.
3) La distancia a las estrellas más cercanas que rodean el agujero negro de Sagitario A = (218.39) x (1.21 x 10 ^ 10 m) = 2.6425 x 10 ^ 12 metros o 17.66 au.

Por lo tanto, al usar proporciones geométricas, podemos calcular la distancia entre la Tierra y la Luna y más.

  1. Ve a la luna
  2. Revisa google maps
  3. Date cuenta de que tu viaje a la luna fue una pérdida de tiempo
  4. Da las gracias al líder supremo
  5. ¡Éxito!

Gallelio usó una linterna para calcular la velocidad de la luz. La linterna estaba colocada en una colina y él mismo fue a otra colina. Dado que la luna está muy lejos, es imposible hacer el experimento de la linterna, por lo tanto, no hay manera posible. Algunos físicos sugieren usar espejo n trignometría pero no es efectivo

Ya lo hemos hecho, amigo mío, el cálculo de distancias entre objetos que se encuentran a grandes distancias es por el método de paralaje, es cuánto cambia el paralaje del cuerpo en media revolución o 6 meses.

Todo lo que necesitas son tus ojos, un cielo despejado y alguien más dispuesto a estar afuera toda la noche contigo.
Hay dos formas de medir la distancia de la tierra a la luna por su cuenta: ¡usando un eclipse lunar y usando paralaje!

La forma de alta tecnología es hacer rebotar un rayo láser de los espejos que se plantaron allí durante las misiones Apolo. Darán la distancia dentro de un metro. De lo contrario, uno debe hacerlo a la antigua usanza newtoniana.

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