Jeśli mieszkałeś po drugiej stronie Księżyca, jak mógłbyś wnioskować o istnieniu Ziemi?

Załóżmy, że umieścisz astronoma uzbrojonego w naszą aktualną wiedzę na temat mechaniki orbity na kopułę po drugiej stronie Księżyca, aby Ziemia była przed nimi wiecznie ukryta.

(I oczywiście załóżmy, że ta osoba nie ma konkretnej wiedzy na temat układu, w którym się znajduje, poza tym, co może zebrać z obserwacji. Jeśli tak, wyobraź sobie, że nauczył się całej naszej nowoczesnej mechaniki orbitalnej i związanej z nią fizyki w alfa centauri, i następnie teleportowano się na nasz Księżyc.)

Teraz można oczekiwać, że osoba ta będzie w stanie wywnioskować z obserwacji nieba, że ​​ciało, na którym się znajduje, stanowi połowę układu podwójnego i powinna być w stanie zmierzyć cechy orbity (pół-główna oś, eliptyczność, nachylenie), a także położenie środka ciężkości (znacznie bliżej drugiego ciała, co odpowiada znacznie bardziej masywnemu partnerowi). Jakie obserwacje są potrzebne, aby to wywnioskować? Jaki poziom dokładności obserwacji jest potrzebny do tych obserwacji i jakiej epoce historycznej to odpowiada? (Tj. Zestaw Tycho Brahe'a byłby wystarczający? Czy Galileusza? Czy starożytni Grecy? Czy to wymagałoby obserwatorium z końca XIX wieku (a nawet później)?)

(Jak wskazano w odpowiedzi MartinV, nasz astronom może mieć trudności z rozróżnieniem sytuacji z parą orbitującą w porównaniu z jednym pojedynczym ogromnym ciałem. Zatem, jeśli jest to dogodne, można założyć, że w odległości około 100 km od kopuły nasz astronom jest w stanie zmierzyć promień księżycowy poprzez pomiar nachylenia Słońca w różnych punktach ze znanymi odległościami między nimi, à la Erathostenes .)

Fala ciało sejsmometr na drugiej stronie Księżyca by podnieść zarówno falę słonecznego, a zniekształcenia ciała 20-calowy wytwarzanej przez Ziemię . Księżyc „zablokowany pod względem pływów” nie znajduje się na idealnie okrągłej orbicie i również lekko się kołysze; Libracja . Twój sejsmometr powinien wychwycić oba efekty.

Oglądanie paralaksy cyklu Marsa co 28 dni, jak sugerowano w komentarzach powyżej, może być prostszym sposobem.

To naprawdę dobre pytanie - i dość subtelne.

TL; DR;

Najwcześniejsza okazja może być taka, że ​​zmiany międzygwiezdne w gwiezdnej paralaksie Słońca mogą doprowadzić obserwatora do wniosku, że albo: i) Księżyc jest pojedynczym, bardzo dużym, obracającym się ciałem, lub ii) jest częścią współdziałającego z wieloma ciałami system obrotowy. Jednak i) wydaje się być niezgodna z bliskim i mocno zakrzywionym horyzontem.

Jeśli nie, to z pewnością, kiedy opracujemy ilościowy model mechaniki orbity obejmujący masę i grawitację

Nie sądzę, aby gwiezdna paralaksa pomogła nam bezpośrednio, ponieważ (w dzisiejszych czasach) po prostu mówi nam, że jesteśmy na orbicie wokół Słońca, a niewiele o samym układzie Ziemia-Księżyc.

Spójrzmy, jak może go zobaczyć odpowiednik Ptolemeusza na Księżycu (nazwij go Księżyc-Ptolemeusz). Nie byłby w stanie odróżnić układu Ziemia-Księżyc od jego założenia, że ​​po prostu siedzi na solidnym obiekcie w centrum stworzenia. Oczywiście nie widziałby „księżyca” na orbicie wokół niego, ale widziałby Słońce, gwiazdy i większe planety. Gwiezdna paralaksa (dla niego Słońce „poruszające się przez Zodiak”) powiedziałoby mu po prostu, że Słońce obraca się wokół swojego Księżyca, podobnie jak planety. Istnienie epicyklów planetarnych byłoby ciekawością wymaganą, aby jego model działał - ale tak się dzieje pracować, a on nie ma pojęcia o Ziemi

Moon-Galileo mógł (ale nie musi) być w stanie rozwinąć model heliocentryczny - brakuje mu jednego kluczowego wglądu, jaki posiadała Ziemia-Galileusz: że Ziemia nie była wyjątkowa, ponieważ inne planety również miały księżyce. Moon-Galileo uznałby układ orbitalny Jowisza za interesujący, ale nie kluczowy wgląd, więc może nie opracować nowego modelu. Mimo to ktoś inny by to zrobił.

Niemniej jednak w jakościowym świecie naukowym nadal nie byłoby nic, co pomogłoby obserwatorowi Księżyca wydedukować istnienie Ziemi za horyzontem.

Podejrzewam, że prawda stałaby się nieunikniona, gdy mechanizmy orbitalne rozwinęły się wystarczająco, aby uwzględnić masę i grawitację w obliczeniach. To mogło być mniej więcej w czasie Moon-Keplera.

Nie jestem pewien, czy zgadzam się z komentarzami dotyczącymi obserwacji planet - nie rozumiem, w jaki sposób pomagają odróżnić układ Ziemia-Księżyc w przeciwieństwie do prostego, bardzo dużego, obracającego się ciała Księżyca bez współokręgu ( co byłoby naturalnym założeniem). Nawet comiesięczne zmiany paralaksy spowodowane obrotem Księżyca wokół Ziemi mogą zostać usunięte, sugerując prosty obrót znacznie większego ciała Księżyca - chociaż nasz bohater z pewnością może kwestionować zgodność tego z pozorną krzywizną i odległością do ich Horyzont księżyca.

Obserwator po drugiej stronie księżyca miałby trudności z wyjaśnieniem, że stoi na jednej planecie, z powodu ruchu najbardziej zauważalnej rzeczy na niebie: słońca!

Rzeczywiście, z powodu mimośrodowości orbity Księżyca wokół Ziemi, długość dnia, tj. „Prędkość Słońca na niebie”, zależy od tego, gdzie stoisz na swojej orbicie księżycowej.

Z obserwacji można to zrobić, np. Na innych planetach, które są prawie idealnie okrągłe w Układzie Słonecznym (iz dobrze znanych powodów), powinna zostać zmuszona do wykluczenia hipotezy „Stoję na eliptycznym pojedynczym ciele niebieskim”.

Nie mogę obliczyć zmiany długości dnia po drugiej stronie Księżyca w rozsądnym czasie, przepraszam za to.

Kolejny efekt, który spróbuję zilustrować obrazami Wikipedii: wysokość trajektorii Słońca na niebie zmieniałaby się rok po roku (cykl: od 8 do 9 lat ziemskich), z powodu apsydalnej precesji Księżyca i jego pochylonego planu orbity:

Przez Rfassbind - Praca własna., Domena publiczna, Link

Autor: Geolog, Homunculus 2 - z angielskiej Wikipedii, CC BY 3.0 , link