Mientras pensaba en los vuelos espaciales para mi mundo, pensé en cómo necesitarían conocer la fuerza gravitatoria de un planeta antes de poder aterrizar, y descubrí que los humanos descubrieron la gravedad de la luna usando su período orbital, mareas, etc.
Sin embargo ... la situación en la que se encuentran los astrónomos nativos es interesante, ya que la "luna" en cuestión es en realidad el gemelo binario del planeta de origen. Dado que los dos planetas tienen una masa similar, ambos planetas están bloqueados entre sí por mareas, lo que significa que, desde un punto estacionario en tierra, la luna no se movería en el cielo y no habría mareas, por lo que nuestros métodos humanos son inútiles.
¿Sería posible que los astrónomos de la era anterior al espacio descifraran la gravedad de la "luna"?
En mi opinión, una forma realmente fácil sería enviar un satélite al planeta y averiguar cuánto tarda en orbitar a distancia, pero esta pregunta supone que esa tecnología no es posible.
Además, si algo aquí es importante, los datos de los planetas son los siguientes:
Planeta de origen:
Planeta Luna:
~1,84 veces la masa de la Tierra (técnicamente, esto hace que el planeta de origen sea la luna, pero no es importante)
~1.26x Radio terrestre y gravedad
La distancia entre los planetas es de unos 129.000 km.
La duración del día (ambos planetas) es de 79,9 horas.
la luna no se movería en el cielo y no habría mareas
Equivocado. El sol también proporciona mareas (aunque más pequeñas que nuestra luna), por lo que el mar todavía sube y baja en un ciclo regular. Incluso obtendrá variaciones en la altura de la marea según los ángulos relativos del sol y su "luna", aunque no en la misma medida que las mareas de primavera en la tierra. Esto significa que aún puede ser posible usar las mareas en su planeta para calcular la masa de la luna de la manera en que se hizo históricamente aquí (vea la respuesta de quora vinculada por AlexP arriba) aunque como no soy matemático no pude decirle la técnica exacta o cuán precisa puede ser.
Establecer la distancia a la "luna". La distancia de nuestra luna se puede juzgar usando el paralaje lunar . Tendrás que observar tu luna desde dos lugares diferentes en la superficie para ver el efecto, por supuesto. Esto también te dará el tamaño de la luna, para que puedas ver que es aproximadamente del mismo tamaño que tu propio planeta , otra gran pista.
Determine dónde se encuentra el baricentro de su sistema "luna"-planeta. Creo que puedes hacer esto usando paralaje diurno , solo que en este caso tu planeta no gira solo, pero gira alrededor del baricentro de los dos cuerpos, lo que causará efectos de paralaje visibles. Sospecho que no es lo suficientemente grande como para ver las estrellas tambalearse, pero debería ser suficiente para hacer que otros planetas en el mismo sistema solar muestren algún movimiento.
Ahora que ha determinado que el baricentro de su sistema se encuentra más o menos en el punto medio de los dos mundos, esa es una gran pista de que tienen aproximadamente la misma masa, suponiendo que tenga alguna idea de la naturaleza de la gravedad.
Hay una gran pista en el bloqueo de las mareas, por supuesto... No estoy seguro de la historia de la comprensión de las fuerzas de las mareas en los objetos sólidos, o de cómo surgió la idea, pero aun así obtendrías mareas en tu mundo. no requeriría un gran salto de lógica. Si se entendieran las fuerzas de las mareas , bien se podría ver que los cuerpos quedarán bloqueados por las mareas si tienen masas similares, o si han existido lo suficiente como para perder su rotación debido a los efectos de las mareas.
Primero, determine la masa de su planeta (hay varias formas de hacer esto, vea esta respuesta SE de ciencias de la tierra , por ejemplo, pero no entraré en ellas aquí). A continuación, establece la edad de tu planeta (nuevamente, se deja como ejercicio para el lector). Debería ser posible determinar que no ha pasado suficiente tiempo para que su planeta se bloquee con un cuerpo mucho menos masivo, por lo tanto, la masa de su luna debe ser bastante similar a la masa de su planeta.
Creo. Hay muchos más saltos de lógica aquí, ¡pero no sería bueno subestimar la capacidad de las personas para resolver cosas!
Los meteoritos a veces golpearán tu luna. A veces golpean la tierra. Hay buenas razones para creer que los meteoritos pueden estar hechos del mismo material. Dado que conoce el tamaño de la luna y qué tan lejos está (ver paralaje arriba), es posible estimar la altura de los cráteres . Suponiendo que su "luna" no esté hecha de algo particularmente extraño y de ciencia ficción, será posible hacer estimaciones de la densidad de su superficie dados los tamaños de los cráteres y la dispersión de la eyección, dada cierta comprensión de la gravedad y balística.
No estoy totalmente seguro de que esto proporcione una estimación útil de la masa de su luna (porque tiene que hacer suposiciones sobre la densidad de las capas del subsuelo), pero ciertamente es una prueba que contribuye, especialmente cuando se combina con suposiciones sobre una origen común de la "luna" y el planeta del observador.
(Tenga en cuenta que esto hace algunas suposiciones sobre la naturaleza de la "luna". Una con una atmósfera espesa, una superficie líquida o cualquier otra cosa puede hacer que este análisis sea imposible)
(nota 2: hay algo útil relacionado aquí si la "luna" es un mundo rocoso, porque puede usar cráteres de impacto para ayudar a estimar su edad , que es un indicador hacia una edad común y origen común del planeta del observador y el " luna")
"¿Pueden los primeros astrónomos determinar la gravedad de la "luna" de su planeta sin tener que ir allí?" Por supuesto que pueden. Nuestros astrónomos terrestres lo hicieron, y sabemos cómo lo hicieron.
La distancia de la Tierra a la Luna y el tamaño de la Luna se conocían desde la Antigüedad. La Luna está lo suficientemente cerca como para que el método de paralaje funcione lo suficientemente bien con los instrumentos a simple vista de los antiguos.
Por ejemplo, Ptolomeo en su Almagesto da la distancia promedio entre la Tierra y la Luna como 59 radios terrestres; el valor correcto es 60,06 radios terrestres. Diría que la medida de Ptolomeo es bastante buena para el siglo II d.C.
La masa de la Tierra se midió en el siglo XVIII; en 1798, el famoso experimento de Cavendish (realizado por Henry Cavendish aplicando una idea de John Michell ) se acercó al 1% del valor real. (El mismo experimento mide la constante gravitacional).
Debido a que el sistema Tierra-Luna gira alrededor de su baricentro común, los objetos astronómicos vistos desde la Tierra muestran una paralaje mensual. Hacia fines del siglo XIX, al medir la paralaje mensual del asteroide 12 Victoria, el astrónomo británico David Gill determinó la posición del baricentro y así se determinó con gran precisión la relación entre la masa de la Tierra y la masa de la Luna. .
Dado que se conocía la masa de la Luna y su tamaño, la aceleración gravitatoria en la superficie de la Luna se podía calcular fácilmente.
Otras respuestas han discutido los métodos utilizados por los astrónomos antiguos, medievales y modernos antes de los vuelos espaciales para descubrir las distancias, los tamaños y las masas de varios cuerpos astronómicos, a partir de los cuales se podría calcular la gravedad superficial y la velocidad de escape de esos cuerpos una vez que Newton publicó su leyes de la física.
Aquí hay otro tipo de respuesta.
Cualquier biblioteca grande debe contener libros de astronomía, vuelos espaciales y ciencia ficción escritos antes de la era espacial.
He leído lo suficiente como para saber que los libros populares decían que la gravedad de la superficie de la Luna era aproximadamente una sexta parte de la de la Tierra, mientras que los libros de texto darían el valor científico real de la gravedad de la superficie de la Luna y de su velocidad de escape.
Debido a la baja gravedad de la superficie de la Luna, era común que las representaciones artísticas de la superficie de la Luna antes de la era espacial mostraran montañas muy empinadas, a diferencia de las que realmente se fotografiaron allí durante la era espacial.
Los primeros terrícolas aterrizaron en la Luna en 1969, y la primera sonda espacial desde la Tierra fue enviada a la órbita de la Luna en 1959. Y si los astrónomos de esa época no pudieran usar los datos de las observaciones desde la Tierra para proporcionar a las agencias espaciales una información razonablemente precisa las cifras de la distancia, la velocidad orbital, el tamaño, la masa, la densidad y la atracción gravitacional de la Luna, ¿cómo podrían haberse planeado los vuelos espaciales a la Luna lo suficientemente bien como para que las sondas espaciales lleguen a la Luna y, a veces, entren en órbita alrededor de la Luna? y a veces hacer aterrizajes suaves en la Luna?
El primer aterrizaje suave en la Luna fue Luna 9 , y el primer orbitador lunar fue Luna 10 , ambos en 1966.
Y he leído suficiente no ficción y ciencia ficción antes de la era espacial para saber que la baja gravedad de la superficie de la Luna era bien conocida por astrónomos aficionados y profesionales, entusiastas de los vuelos espaciales y fanáticos de la ciencia ficción, incluso en la era remota y prehistórica anterior. 1959.
La gravedad de la superficie inferior del planeta Marte era lo suficientemente conocida como para que Edgar Rice Burroughs, en A Princess of Mars (1912), hiciera que su héroe de la Tierra, John Carter, descubriera que sus músculos terrestres le otorgaban una gran ventaja en Marte:
Carter descubre que tiene una gran fuerza y una agilidad sobrehumana en este nuevo entorno como resultado de su menor gravedad y menor presión atmosférica.
https://en.wikipedia.org/wiki/A_Princess_of_Mars 1
Agregado el 4 de agosto de 2019. Las respuestas a esta pregunta deberían ser interesantes:
https://scifi.stackexchange.com/questions/216975/earliest-story-to-mention-the- different-surface-gravity-on -the-moon 2
La distancia y el tamaño de nuestra propia luna fueron calculados con una precisión sorprendente por los antiguos griegos. Eso debería hacer que sea bastante simple calcular la gravedad en relación con su propio planeta asumiendo la misma densidad.
Cabe señalar que la luna está bloqueada por las mareas para nosotros porque tiene una protuberancia en un lado, lo que hizo que su rotación fuera más lenta (por interacción con la gravedad de la tierra) hasta que la protuberancia apunta permanentemente hacia la tierra. Probablemente debería existir una formación similar en ambos planetas si están bloqueados entre sí por mareas.
hard science, por lo que probablemente debería respaldar sus comentarios con una o dos referencias.Los habitantes del planeta necesitarán, como mínimo, comprender la ley de gravitación de Newton. Una vez que tienen eso, hay muchas formas viables de calcular la masa de la luna. Aquí hay uno que involucra péndulos:
Primero, mide la distancia a la luna usando el paralaje lunar . Luego, coloque péndulos idénticos en 2 puntos de la superficie del planeta y registre la cantidad de tics que ocurren en el lapso de un día (ya sea a través de un mecanismo de relojería o mediante un tedioso conteo, dependiendo de qué tan pronto quiera que la gente se dé cuenta de esto). ). Esto, efectivamente, mide la fuerza de la gravedad en 2 puntos de la superficie del planeta.
Si eligió 2 puntos con la misma elevación, casi todas las diferencias de gravedad que registre se deberán a las diferentes distancias desde el baricentro de la Tierra a la Luna. Habrá un término de la fuerza centrífuga y otro de la gravedad de la luna. Ambos dependen solo de la masa de la luna y de parámetros conocidos (la masa de la Tierra, el radio de la Tierra, la distancia a la luna y el período de rotación/duración de un día), por lo que la masa de la luna se puede calcular fácilmente a partir de allá.
Alejandro
Mónica Celio
Foosic17
AlexP
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Ma Golding
Foosic17
Ma Golding