Nehmen wir an, Sie hinterlegen einen Astronomen, der mit unserem derzeitigen Wissen über die Orbitalmechanik ausgerüstet ist, auf einer Kuppel auf der anderen Seite des Mondes, damit die Erde für immer vor ihnen verborgen bleibt.
(Und nehmen Sie natürlich an, dass diese Person kein spezifisches Wissen über das System hat, in dem sie sich befindet. Stellen Sie sich vor, sie hat alle unsere modernen Umlaufbahnmechaniken und die dazugehörige Physik in alpha centauri gelernt und dann wurde zu unserem Mond teleportiert.)
Nun ist zu erwarten, dass diese Person aus Beobachtungen des Himmels schließen kann, dass der Körper, auf dem sie sich befinden, eine Hälfte eines binären Systems ist, und dass sie in der Lage sein sollte, die Umlaufbahnmerkmale (Halb-Hauptachse, Elliptizität, Neigung) sowie die Position des Schwerpunkts (viel näher am anderen Körper, entsprechend einem massereicheren Partner). Welche Beobachtungen sind erforderlich, um dies abzuleiten? Welches Maß an Beobachtungsgenauigkeit ist für diese Beobachtungen erforderlich und welcher historischen Epoche entspricht es? (Wäre Tycho Brahes Ausrüstung ausreichend gewesen? Wäre Galileos? Wären die alten Griechen? Oder würde dies ein Observatorium aus dem späten 19. Jahrhundert (oder sogar später) erfordern?)
(Wie in der Antwort von Martin V ausgeführt, fällt es unserem Astronomen möglicherweise schwer, zwischen Situationen mit einem umlaufenden Paar und einem einzelnen riesigen Körper zu unterscheiden. Wenn es also zweckmäßig ist, können Sie davon ausgehen, dass sich unser Astronom auf kurzen Streifzügen von ~ 100 km von der Kuppel entfernt befindet können den Mondradius durch Messen der Sonnenneigung an verschiedenen Punkten mit bekannten Abständen messen, à la Erathostenes .)
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Antworten:
Ein Körperflut- Seismometer auf der Mondfernseite würde sowohl die Sonnenflut als auch die von der Erde verursachte 20-Zoll-Körperverzerrung aufzeichnen . Während der Mond "gezeitengesperrt" ist, befindet er sich nicht in einer perfekt kreisförmigen Umlaufbahn und wackelt auch ein wenig. Kalibrierung . Ihr Seismometer sollte beide Effekte erfassen.
Die Parallaxe des Mars-Zyklus alle 28 Tage zu beobachten, wie in den obigen Kommentaren vorgeschlagen, könnte ein einfacherer Weg sein.
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Das ist eine wirklich gute Frage - und ziemlich subtil.
TL; DR;
Die früheste Möglichkeit könnte sein, dass Änderungen der Sternparallaxe der Sonne zwischen den Monaten zu dem Schluss führen, dass entweder i) der Mond ein einzelner, sehr großer, rotierender Körper ist oder ii) er Teil einer Mehrkörper-Koexistenz ist. rotierendes System. I) scheint jedoch mit einem nahen und stark gekrümmten Horizont unvereinbar zu sein.
Wenn nicht, dann sicherlich, wenn wir ein quantitatives Modell der Orbitalmechanik entwickeln, das Masse und Schwerkraft einbezieht
Ich glaube nicht, dass eine Sternparallaxe uns direkt helfen würde, da sie uns (in der heutigen Zeit) nur sagt, dass wir uns in einer Umlaufbahn um die Sonne befinden und wenig über das Erde-Mond-System selbst.
Schauen wir uns an, wie ein Ptolemäus-Äquivalent auf dem Mond (nenne ihn Mond-Ptolemäus) es sehen könnte. Er hätte keine Möglichkeit, das Erde-Mond-System von seiner Annahme zu unterscheiden, dass er nur auf einem festen Objekt im Zentrum der Schöpfung sitzt. Natürlich würde er keinen "Mond" in seiner Umlaufbahn sehen, aber er würde die Sonne, die Sterne und die großen Planeten sehen. Stellare Parallaxe (für ihn würde sich die Sonne "durch den Tierkreis bewegen") ihm nur sagen, dass sich die Sonne um seinen Mond dreht, ebenso wie die Planeten. Die Existenz planetarischer Epizyklen wäre eine Neugier, die erforderlich wäre, um sein Modell zum Laufen zu bringen - aber das tut es Arbeit und er hat keine Ahnung von der Erde
Moon-Galileo könnte (oder könnte nicht) in der Lage sein, das heliozentrische Modell zu entwickeln - er verpasst eine wichtige Erkenntnis, die Earth-Galileo hatte: Dass die Erde nichts Besonderes war, weil andere Planeten auch Monde hatten. Moon-Galileo würde das Jupiter-Orbitalsystem interessant finden, aber keine Schlüsselerkenntnis, sodass er das neue Modell möglicherweise nicht entwickeln würde. Trotzdem würde es jemand anderes tun.
Dennoch würde es in einer qualitativ wissenschaftlichen Welt nichts geben, was dem Mondbeobachter helfen könnte, die Existenz der Erde hinter dem Horizont zu erschließen.
Ich vermute, die Wahrheit würde unvermeidlich werden, wenn sich die Umlaufbahnmechanik so weit entwickelt, dass Masse und Schwerkraft in die Berechnung einbezogen werden. Es könnte um die Zeit von Moon-Kepler gewesen sein.
Ich bin mir nicht sicher, ob ich mit den Kommentaren einverstanden bin, die Beobachtungen der Planeten betrachten. Ich verstehe nicht, wie sie dazu beitragen, ein Erde-Mond-System von einem einfachen, sehr großen, rotierenden Mondkörper ohne Co-Orbiter zu unterscheiden. was natürlich anzunehmen wäre). Sogar die monatlichen Änderungen der Parallaxe, die durch die Rotation des Mondes um die Erde verursacht werden, könnten durch die Andeutung der einfachen Rotation eines viel größeren Mondkörpers weggeweht werden - obwohl unser Held sicherlich die Vereinbarkeit dieser mit der scheinbaren Krümmung und Entfernung zu ihrem Körper in Frage stellen könnte Mond Horizont.
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Ein Beobachter auf der anderen Seite des Mondes würde es schwer haben zu erklären, dass er auf einem einzigen Planeten steht, weil sich das auffälligste am Himmel bewegt: die Sonne!
Aufgrund der Exzentrizität der Mondbahn um die Erde hängt die Tageslänge, dh die "Geschwindigkeit der Sonne am Himmel", davon ab, wo Sie sich in Ihrer Mondbahn befinden.
Und aufgrund von Beobachtungen, die sie machen kann, z. B. andere Planeten, die im Sonnensystem nahezu perfekt rund sind (und aus bekannten Gründen), sollte sie gezwungen sein, die Hypothese "Ich stehe auf einem elliptischen einzelnen Himmelskörper" auszuschließen.
Ich kann die Variation der Tageslänge auf der anderen Seite des Mondes nicht in angemessener Zeit berechnen.
Ein weiterer Effekt, den ich mit Wikipedia-Bildern veranschaulichen möchte: Die Höhe der Sonnenbahn am Himmel würde sich von Jahr zu Jahr ändern (Zyklus: zwischen 8 und 9 Erdbewohnerjahren), da der Mond eine Apsidalpräzession aufweist und seine Umlaufbahn geneigt ist:
Von Rfassbind - Eigene Arbeit., Public Domain, Link
Von Geologe, Homunculus 2 - aus der englischen Wikipedia, CC BY 3.0 , Link
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