¿Qué tan lejos de la Tierra debería estar la luna para sentir una atracción gravitacional igual del sol como la de nuestro planeta?

Hay dos formas de responder esta pregunta, dependiendo de lo que quiera que suceda. Si solo está buscando un punto donde la Luna se equilibraría gravitacionalmente entre el Sol y la Tierra, suponiendo que ninguno de los cuerpos se moviera con respecto al otro, entonces la distancia es de aproximadamente 268,000 km de la Tierra. Señalaré que esta distancia está realmente más cerca de la Tierra que la Luna actualmente.

Sin embargo, esta distancia no tiene sentido porque la Tierra se mueve alrededor del Sol. Es posible colocar un objeto en la línea Tierra-Sol a aproximadamente 1,5 millones de kilómetros de la Tierra y hacer que permanezca allí … al menos por un tiempo. Esto se llama el punto L1. En el punto L1, un objeto puede moverse en una trayectoria circular alrededor del Sol en la misma cantidad de tiempo que la Tierra, a pesar de estar más cerca del Sol que la Tierra. Esto se debe a que la gravedad de la Tierra contrarresta parcialmente la gravedad del Sol, haciendo que parezca que la gravedad del Sol es más débil.

Permítanme ser claro: el punto L1 no representa el punto en el espacio donde la atracción gravitacional del Sol sobre un objeto es numéricamente igual a la atracción gravitacional de la Tierra. Representa un punto donde la gravedad del Sol y de la Tierra establece un equilibrio casi estable en cualquier objeto colocado entre ellos, de modo que el objeto pueda orbitar al Sol sin moverse ni más cerca ni más lejos de la Tierra. El punto L1 no funcionaría si la Tierra fuera de alguna manera estacionaria con respecto al Sol.

Descargo de responsabilidad: es posible que haya cometido un error en el cálculo.

Si la luna orbitara la Tierra a unos 258,000 km (eso es 126,400 km más cerca de la Tierra de lo que está ahora), la atracción gravitacional del sol sería igual a la de la Tierra en dos puntos en su órbita alrededor de la Tierra. Esta es solo una distancia arbitraria a la que funciona la ecuación y hay algo de espacio hacia arriba y hacia abajo (aunque no mucho). Era demasiado vago para resolver la ecuación para los valores mínimos y máximos.