もしあなたが月の向こう側に住んでいたとしたら、どうやって地球の存在を推測できますか？

地球が恒久的に隠されるように、現在の軌道力学の知識を備えた天文学者を月の向こう側のドームに預けたとします。

（そしてもちろん、この人は観測から収集できる範囲を超えたシステムについての特定の知識を持っていないと仮定します。その後、私たちの月にテレポートされました。）

さて、この人が空の観測から、自分が乗っている物体がバイナリシステムの半分であると推測でき、軌道特性（半長軸、楕円率、傾斜）、および重心の位置（他の体にはるかに近い、はるかに大きなパートナーに対応）。これを推測するにはどのような観察が必要ですか？それらの観測にはどのレベルの観測精度が必要であり、どの歴史的時代に対応していますか？（つまり、ティコ・ブラーエのキットで十分だったのでしょうか？ガリレオのキットでしょうか？古代ギリシア人のキットでしょうか？それとも、19世紀後半（またはそれ以降）の天文台が必要でしょうか？）

（MartinVの答えで指摘されているように、私たちの天文学者は、軌道ペアと1つの巨大な物体の状況を区別するのが難しいと感じるかもしれません。Erathostenesのように、既知の距離で異なるポイントで太陽の傾きを測定することにより、月の半径を測定できます。

— エミリオ・ピサンティ
ソース

恒星視差は間違いなく長い道のりを助けるでしょう。それは19世紀です。

@ LucJ.Bourhis Stellar視差、または少なくともその先頭の成分は、太陽の周りの軌道半径に沿って移動し、月軌道成分はそれよりもはるかに小さいため、私には非自明な解決策のように見えます（そしてそれは19世紀の観測でも必要な精度が得られることは明らかではありません）。最も可能性の高い候補は、星の背景に対する太陽の視差（または、同様に、月の日と同期した時計に対する星の位置）であると思われますが、どのような精度（歴史的参照と比較して）を知りたいのです」 dその必要がある。

— エミリオ・ピサンティ

もちろん！これは私が念頭に置いていたものではありません。歴史的に、月が地球から見えるという事実は、地球と太陽の距離を測定するのに役立ちました。私は視差を使用してその距離を把握しようと考えていました。

それでも、半月の視差は火星のようなものに役立つかもしれません。月の軌道の直径は〜0.0026 AU、火星は〜1AUになる可能性があるため、角度は〜0.0052ラジアンまたは0.3度ですか？それらが長年の恒星視差観測とどのように比較されるかはわかりませんが、観測可能な方法で遠方の星に対する火星の位置をシフトするようです。

月の5度の傾きで十分かどうか疑問に思います。（5.14度）は、29日ごとに上下する軌道距離の約9％になります）または太陽に対して1度の1/6です。火星に近いパスで、少し少ない。火星が上下に移動するのを14日間観察しますが、一貫した方法ではありません。たとえば、上昇、下降などが最も顕著です。

— userLTK

回答:

ボディ潮月の遠い側の地震計は、太陽光、潮、そして両方拾うでしょう地球によって生成さ20インチの体の歪みを。「潮id状にロックされている」間、月は完全な円軌道ではなく、少し揺れます。秤動。地震計は両方の効果を検出するはずです。

上記のコメントで示唆されているように、28日ごとに火星サイクルの視差を見るのが、より簡単な方法かもしれません。

— 旅の見知らぬ人
ソース

これは興味深い答えです。地球は実際に月に小さな「潮」を起こし、秤動は月を動き回らせます。効果は小さくて微妙です-それ自体で、賢い科学者が宇宙に未知の見えない身体の存在を推測することができますか？

— MartinV

地震の影響はおもしろいですが、実際にそれらをどのように測定できるかはわかりません。そして、はい、視差が最も可能性の高い答えであることに同意しますが、より定量的かつ詳細なものを探していました。

— エミリオピサンティ

これは本当に良い質問です-そして非常に微妙です。

TL; DR;

最も早い機会は、太陽の恒星視差の月間変化により、観測者がi）月は単一の非常に大きな回転体である、またはii）多体共同体の一部であると結論付けることです。回転システム。しかし、i）は、近くの強く曲がった地平線と矛盾しているように思われます。

そうでない場合、質量と重力を含む軌道力学の定量的モデルを開発するとき、確かに

星の視差は、（現代では）太陽の周りの軌道にあり、地球と月のシステム自体についてはほとんど知らないというだけなので、私たちに直接役立つとは思いません。

月上のプトレマイオスの等価物（彼を月プトレマイオスと呼ぶ）がそれをどのように見るか見てみましょう。彼は、地球と月のシステムを、創造の中心にある堅固な物体の上に座っているだけだという彼の仮定と区別する方法がありません。もちろん、彼は彼の周りの軌道に「月」を見ませんが、彼は太陽、星と主要な惑星を見ます。星の視差（彼にとって、太陽は「黄道帯を移動する」）は、惑星がそうであるように、太陽が彼の月の周りを回転していることを彼に告げるでしょう。惑星エピサイクルの存在は、彼のモデルを動作させるために必要な好奇心でしょう-しかし、仕事と彼は地球の概念を持っていません

Moon-Galileoは、太陽中心モデルを開発できるかもしれません（またはできないかもしれません）-彼は、Earth-Galileoが持っていた1つの重要な洞察を逃します：他の惑星にも月があったので、地球は特別ではありませんでした。ムーン・ガリレオは木星の軌道システムを興味深いと思うが、重要な洞察は得られないため、彼は新しいモデルを開発しないかもしれない。それでも、他の誰かがそうするでしょう。

それにもかかわらず、定性的な科学の世界では、月の観測者が地平線の後ろの地球の存在を推測するのを助けるものはまだありません。

軌道力学が十分に発達して質量と重力を計算に組み込むと、真実は避けられなくなると思います。それはムーンケプラーの頃だったかもしれません。

惑星の観測に関するコメントに同意するかどうかはわかりません-共同オービターのない単純で非常に大きく、回転する月体とは対照的に、地球-月系を区別するのにどのように役立つかわかりません（これは当然の仮定です）。地球の周りの月の回転によって引き起こされる視差の毎月の変化でさえ、はるかに大きな月の体の単純な回転を示唆することによって振り払われるかもしれません-私たちのヒーローは確かにこれと彼らの見かけの曲率と距離との互換性を疑問視するかもしれませんが月の地平線。

— マーティンV
ソース

質問の意図を誤って伝えたようです。必要に応じて、軌道力学の最新の完全な知識を前提とすることができます。歴史的な比較を行うとき、概念的な進歩ではなく実験的な技術に主に興味があります。もしそうなら、あなたは状況をアルファケンタウリで現代の軌道力学のすべてを学んだ天文学者と考えることができます、そして、我々の月の表面にテレポートされました。だから、彼らはどのように重力とメカニックの仕事の完全な知識を持って、彼らはちょうど彼らがにいる特定のシステムのいずれかの事前観測の知識を持っていません。

— エミリオPisanty

しかし、あなたの月プトレマイオスが行く限り、彼は太陽のためのepicycleを含める必要がありませんか？これは、太陽中心の遠近法に切り替えると、地球と月の軌道半径に変換される恒星視差観測です。しかし、それはどれほど重要であり、測定するのはどれほど難しいでしょうか？

— エミリオピサンティ

エミリオに感謝します-ソーラーエピサイクルでは、ムーンプトレマイオスが利用できる機器を考えれば小さすぎると思います。他のコメントについて-誤解はありません。それはあなたの質問だったので、私は誤解したと思います！月に移植された近代的な機器の専門家を考えると、彼らはかなり早くそれを理解すると思います-視差のぐらつきと月の見かけのサイズの組み合わせは確かに問題を提起するでしょう。実際、専門家は小さくて岩だらけの月自体を見て、すぐに「この軌道の周りは何ですか？」という質問をします。

— MartinV

はい、私の期待は、彼らがかなり早く理解することです。問題は、どのように、どのような機器が必要かということでした。（あなたの最後の文では、岩の系外惑星の有病率を私たちがほとんど知らないことを考えると、それは自然な先入観だとは思わない。しかし、表面を見るだけで、月とセレスの違いは最小限。、その表面は必ずしも半径と表面重力、岩の表面与え、代わりにあなたが衛星にしていることを示唆していると、非常に自然の特徴であるかもしれない雰囲気の欠如しません）。

— エミリオPisanty

月の向こう側にいる観測者は、空で最も目立つもの、つまり太陽の動きのために、それが単一の惑星にあることを説明するのに苦労するでしょう！

実際、地球の周りの月の軌道の離心率のため、日長、すなわち太陽の「空の速度」は、月の軌道のどこに立つかによって異なります。

そして、例えば太陽系内でほぼ完全に円形である他の惑星（そしてよく知られた理由）から、それができる観測から、彼女は「私は楕円形の単一の天体の上に立っている」仮説を除外せざるを得ません。

月の向こう側の日長の変動を妥当な時間内に計算することはできません。ごめんなさい。

ウィキペディアの画像で説明しようとする別の効果：月の非摂動歳差運動とその傾斜軌道計画のため、空の太陽軌道の標高は年ごとに変化します（周期：8〜9地球人年）。

Rfassbind。自分の仕事、パブリックドメイン、 - リンク

地質学者、ホムンクルス2-英語版ウィキペディアより、CC BY 3.0、リンク

— J・チョメル
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