Wenn die Entfernung von der Erde zum Mond größer wird, beträgt die übliche herumgeworfene Zahl 402.336 km (oder 250.000 Meilen). Aber haben Sie sich schon einmal gefragt, wie Astronomen zu dieser Zahl gekommen sind? Und wie genau ist es wirklich? Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Entfernung des Mondes zu messen, ohne dass Laser oder Instrumente erforderlich sind. Alles, was Sie brauchen, sind Ihre Augen, ein klarer Himmel und jemand, der bereit ist, die ganze Nacht mit Ihnen draußen zu stehen.
Es gibt zwei Möglichkeiten, die Entfernung von der Erde zum Mond selbst zu messen: mit einer Mondfinsternis und mit Parallaxe. Schauen wir uns zuerst die Finsternisse an.
Die Phasen einer Mondfinsternis. Bildnachweis: Keith Burns für NASA/JPL
Die alten Griechen nutzten Mondfinsternisse – das Phänomen, dass die Erde direkt zwischen Sonne und Mond vorbeizieht – um die Entfernung von der Erde zu ihrem Satelliten zu bestimmen. Es ist eine einfache Frage der Verfolgung und des Timings, wie lange der Erdschatten braucht, um den Mond zu überqueren.
Beginnen Sie mit den wenigen Bekannten. Wie schon die alten Griechen wissen wir, dass der Mond mit konstanter Geschwindigkeit um die Erde wandert – etwa 29 Tage pro Umdrehung. Es ist auch bekannt, dass der Durchmesser der Erde etwa 12.875 km oder 8.000 Meilen beträgt. Indem sie die Bewegung des Erdschattens über den Mond verfolgten, fanden griechische Astronomen heraus, dass der Erdschatten ungefähr das 2,5-fache der scheinbaren Größe des Mondes hatte und ungefähr drei Jahre lang dauerte Stunden vom ersten bis zum letzten Zeichen des Schattens.
Anhand dieser Messungen konnte Aristarchos (ca. 270 v. Chr.) anhand einfacher Geometrie bestimmen, dass der Mond etwa 60 Erdradien entfernt war (etwa 386.243 km). Dies ist ziemlich nahe an der derzeit akzeptierten Zahl von 60,3 Radien.
Sie können Aristarchs Methode in Ihrem eigenen Garten folgen, wenn Sie eine klare Sicht auf eine Mondfinsternis haben. Verfolgen Sie die Bewegung des Erdschattens auf dem Mond, indem Sie die Veränderungen und die Zeit der Sonnenfinsternis zeichnen. Verwenden Sie Ihre Messungen, um die Entfernung des Mondes zu bestimmen.
Mondparallaxe: Der Mond, wie er während einer Mondfinsternis gleichzeitig von Italien und China aus beobachtet wird. Bildnachweis: measurethemoon.org/wordpress
Für die zweite Methode benötigen Sie einen Freund, der Ihnen hilft. Die alten Griechen wussten auch um Parallaxe, die scheinbare Positionsänderung eines Objekts, wenn es aus zwei verschiedenen Blickwinkeln betrachtet wird. Sie können Parallaxe erleben, indem Sie einen Stift auf Armeslänge ausstrecken und ihn jeweils mit einem Auge betrachten. Wenn Sie zwischen Ihrem linken und rechten Auge wechseln, scheint sich der Stift vor und zurück zu bewegen.
Das gleiche ist in riesigem Maßstab zu sehen. Zwei Beobachter in verschiedenen Teilen der Welt (mindestens 3.200 km oder 2.000 Meilen voneinander entfernt) werden die Position des Mondes anders sehen als dort, wo er laut Berechnungen am Nachthimmel stehen sollte.
Um die Entfernung des Mondes von der Erde zu bestimmen, stehen Sie und ein Freund im Abstand von 3.200 km und machen jeweils ein Bild vom Mond zur exakt gleichen Zeit. Vergleichen Sie dann Ihre Bilder. Der Mond befindet sich an einem anderen Ort, aber die Hintergrundsterne befinden sich an derselben Stelle. Was deine Bilder dir gegeben haben, ist ein Dreieck. Sie kennen die Basis (die Entfernung zwischen Ihnen und Ihrem Freund) und können den Winkel oben finden (der Punkt des Mondes in diesem Dreieck). Die einfache Geometrie gibt Ihnen einen Wert für die Entfernung des Mondes.
Es mag etwas arbeitsintensiver sein, als im Internet zu suchen, aber die Entfernung des Mondes selbst zu bestimmen macht sicher mehr Spaß! Wenn Sie wirklich mitmachen möchten, besuchen Sie International Measure the Moon Night am 10. Dezember 2011. Schließen Sie sich Teilnehmern auf der ganzen Welt an, die ihre eigenen Veranstaltungen registrieren und ihre Bilder und Beobachtungen teilen!
Eine Grafik, die zeigt, welche Teile der Welt die besten Chancen haben, die Entfernung des Mondes mit diesen beiden Methoden zu messen. Rot markierte Regionen können vollständige Finsternisse sehen, während mit roten Balken bedeckte Regionen am besten für Messungen mit Parallaxe geeignet sind. Bildnachweis: measurethemoon.org/wordpress
