Làm thế nào để mọi người đo khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng?


12

Làm thế nào để mọi người đo khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng? Những phương pháp đã được sử dụng? Tôi có thể tìm dữ liệu chính thức ở đâu?

Câu trả lời:


10

Có nhiều cách và tôi không hoàn toàn chắc chắn về ý bạn là ai với "cách mọi người đo khoảng cách" (điều này có loại trừ các đài quan sát không gian như Clementine , các tàu thăm dò hiện tại trên quỹ đạo mặt trăng như ví dụ Lunar At Bầu không khí và Môi trường bụi hay còn gọi là LADEE, hoặc có công nghệ nào khác hiện có không?), nhưng một cách thú vị và cực kỳ chính xác là bằng tia laser, hướng chúng về phía một hoặc nhiều bộ thu hồi còn lại trên bề mặt Mặt trăng của tàu đổ bộ Apollo, trong cái được gọi là Mặt trăng Thí nghiệm dao động laser . Vì chúng được đặt ở phía gần Mặt trăng luôn hướng về Trái đất, các bộ thu hồi này có sẵn để đo cho bất kỳ nhà nghiên cứu nào được trang bị phù hợp, bất kể họ đến từ quốc gia nào.

Bằng cách đo thời gian để ánh sáng phản xạ trở lại, chúng ta có thể suy ra khoảng cách bằng cách nhân c ( tốc độ ánh sáng trong chân không ) với thời gian giữa tín hiệu ánh sáng được truyền và nhận và sau đó chia tất cả cho hai có được một chân của khoảng cách. Tôi sẽ cho phép bạn đọc trang Wikipedia được liên kết trên LLRE để biết thêm thông tin, nhưng nếu bạn thấy nó quá nhàm chán, thì đây là một video YouTube trên Mythbuster: Moon Hoax Retroreflector giải thích nó từ góc độ thực tế.

Về kết quả, một lần nữa trích dẫn cùng một trang Wikipedia về LLRE:

Một số phát hiện của thí nghiệm dài hạn này là:

  • Mặt trăng đang xoắn ốc cách xa Trái đất với tốc độ 3,8 cm (khoảng 1,5 inch) mỗi năm. Tỷ lệ này đã được mô tả là cao bất thường.
  • Mặt trăng có thể có lõi chất lỏng chiếm khoảng 20% ​​bán kính của Mặt trăng.
  • Lực hấp dẫn phổ quát rất ổn định. Các thí nghiệm đã đặt giới hạn trên cho sự thay đổi hằng số hấp dẫn G của Newton dưới 1 phần trong kể từ năm 1969. Khả năng xảy ra bất kỳ "hiệu ứng Nordtvedt" nào (gia tốc vi sai phụ thuộc vào thành phần của Mặt trăng và Trái đất đối với Mặt trời) đã được loại trừ với độ chính xác cao, hỗ trợ mạnh mẽ cho tính hợp lệ của Nguyên tắc Tương đương mạnh.1011
  • Thuyết hấp dẫn của Einstein (lý thuyết tương đối tổng quát) dự đoán quỹ đạo của Mặt trăng nằm trong độ chính xác của các phép đo khác nhau của laser.

Vì vậy, các phép đo khoảng cách này rất chính xác, chúng thú vị và đáng tin cậy hơn nhiều so với việc chỉ cho chúng ta biết Mặt trăng cách xa bao nhiêu. Đối với một, nó cũng thổi bất kỳ lý thuyết chơi khăm hạ cánh trên mặt trăng ra khỏi nước. Liên kết đến nhiều kết quả chính thức hơn có thể được tìm thấy trong các tài liệu tham khảo và các phần liên kết bên ngoài của Wiki trên LLRE .

Ngoài ra còn có rất nhiều cách khác để đo khoảng cách đến Mặt trăng, với các yêu cầu về độ chính xác và thiết bị khác nhau, nhưng tôi sẽ để người khác thêm một số phương pháp khác vào câu trả lời của họ. Tuy nhiên, nếu bạn có một số "người đo khoảng cách" cụ thể được trang bị các thiết bị đo cụ thể trong tâm trí, đừng quên đề cập đến câu hỏi đó. ;)


1
Thật thú vị khi bạn đặc biệt gọi c là "tốc độ ánh sáng trong chân không" - bao nhiêu điều chỉnh, nếu có, cần phải được thực hiện cho phần của chuyến đi từ trái đất đến mặt trăng vẫn còn ở Trái đất không khí?
Iszi

@Iszi Đó sẽ là một câu hỏi mới thú vị bởi vì thực tế nó phức tạp hơn nhiều (ví dụ như chuyển động tương đối của hai cơ thể bị ảnh hưởng bởi tất cả các loại chuyển động, thời tiết, v.v.), nhưng thật dễ dàng để thêm chúng điều chỉnh phương trình cho khoảng cách một khi bạn biết bất kỳ độ trễ lan truyền nào. Một phỏng đoán hoang dã, cực kỳ nhỏ và có thể không đáng bận tâm cho hầu hết các mục đích đo khoảng cách, trừ khi bạn đang ngồi trên đồng hồ nguyên tử, có thiết bị đủ chính xác và vì một lý do nào đó cần độ chính xác trong khoảng cách gần 400.000 km (tức là thử nghiệm hiệu ứng tương đối ). ;)
TildalWave
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.