¿Cómo puedo calcular cuerpo celeste características sin un conocimiento a priori?

Question

Sin ningún conocimiento a priori de la masa, la velocidad, la distancia y el tamaño de los locales de los cuerpos celestes (aparte del tamaño de la Tierra), ¿qué puedo calcular y cómo a partir de mi "patio trasero" a través de la observación?

Editar:

Mi objetivo es crear una escuela de física a nivel de proyecto que los alumnos pueden realizar en el transcurso de un año/plazo como un problema de física mezclada con un poco de astrofísica de la historia. Conceptos básicos que se incluiría la observación (dentro de lo razonable). Este no pretende ser extremadamente precisos en el trabajo (dentro de un orden de magnitud sería excelente), sino para demostrar los métodos.

Dado un montón de conocidos, es trivial encontrar una incógnita, pero estoy seguro de cómo empezar a partir de un cuadrado como los principios físicos y astrónomos hicieron en tiempos pasados.

Answer 1

1. calcular el tamaño de la tierra, por ejemplo, a través de la vertical palos (lo Erathostenes hizo) (o simplemente asumir, esto requiere de viaje)

2. medir la aceleración de la gravedad en la superficie de la tierra y calcular la masa terrestre (esto es hacer trampa, suponiendo que la ley de newton de la gravedad, el cual fue desarrollado astronómicamente)

3. suponga que la masa de la luna es pequeña y calcular su distancia a partir de su período orbital. confirmar la órbita aproximadamente circular mediante la medición de las lunas posición en un momento específico del día durante 1 mes (o menos).

4. en principio, la distancia al sol puede ser determinada mediante la medición de cuánto de la luna está iluminada en la noche, exactamente entre luna llena y luna nueva, por lo tanto la medición de los ángulos de la sol-luna-tierra del triángulo (los griegos lo hizo, pero esto es probablemente muy duro para conseguir la derecha)

5. del sol y de la luna de diámetro puede ser determinado a través de su ángulo de visión

6. masa del sol, puede ser calculado a través de la tierra del periodo orbital

Answer 2

Posiblemente la más fácil, pero a menudo se pasan por alto: la tierra misma. ¿Cómo podría usted determinar su tamaño? Hay una serie de bastante fáciles maneras de medir dentro de un oder de magnitud.

El siguiente es de la luna. Obviamente, existe la sombra de la tierra, y hemos determinado que el radio. Así que, ¿cómo es de grande la luna en comparación? Lo pesado que sería? (Es rock, usted puede asumir la misma densidad) ¿Cuál es el periodo de rotación? Su órbita?

La gran ventaja de la luna es que es bastante fácil de encontrar y observar, incluso en menos que estelar de las condiciones atmosféricas.

Answer 3

Hay una sorprendente cantidad que usted puede obtener a partir de observaciones muy básicas; básicamente, sólo mirando el brillo de algunas estrellas están a lo largo del tiempo, es decir, la medición de sus curvas de luz. Me gustaría ver en la literatura de las estrellas variables. En particular, si usted está en los Estados unidos) la AAVSO es una organización de observadores aficionados que pueden tener los recursos en su sitio web para que la gente interesada en estas cosas.

Permítanme esbozar un ejemplo prototípico. Hay una famosa clase de estrellas variables Cefeidas con una conocida relación entre la frecuencia de oscilación y su magnitud absoluta. Mediante la comparación de la magnitud absoluta de la magnitud aparente, en realidad se puede determinar la distancia a las estrellas! Las personas han utilizado este tipo de observaciones para medir las distancias de las galaxias cercanas, y es un importante paso en la escalera de las distancias cósmicas.

Por supuesto, muchas de estas relaciones entre el periodo y la luminosidad son puramente empírica, no sé de que nos entendemos en la actualidad de la astrofísica estelar lo suficientemente bien como para obtener estas relaciones a partir de cero. Pero ha sido un tiempo desde que he leído acerca de estas cosas. Si usted está más interesado en este lado de las cosas, busco libros en astrofísica estelar; aunque en el fondo lo que necesitas es bastante amplia (física nuclear, mecánica estadística y la termodinámica, el conocimiento de los procesos radiativos)...