НГУ

Добрый день, уважаемые физики!

Попался интересный вопрос: Если объект находиться на Земле, сила притяжения к луне направлена к самой Луне или к "видимой" Луне?

Мне очевидно, что к самой луне, но у меня вышел спор с товарищем, которому очевидно, что к видимой. Ни я не он не профессиональные физики, но физику изучали в ВУЗе.

Помогите, пожалуйста, разобраться.

В рунете пробовал найти ответ на такой вопрос - решения не нашел.

Хороший вопрос, флеймоёмкий.

Скорость распространения гравитационного взаимодействия ещё однозначно не установлена. Есть разные теории, есть разные эксперименты с разными результатами.

Какие?

P.S. Тебя о5 не укололи?

_________________
Тут тусуются физики PhysicsOverFlow
А тут математики MathOverFlow

Виталий, спасибо за ответ!
Честно говоря, то, что может быть третий вариант, даже в голову не приходило
Если в открытом доступе есть описания экспериментов на эту тематику, был бы благодарен за информацию.

Спор был именно о Луне, потому что есть же приливной горб, учитывая скорость вращения Земли и расстояние от Земли до Луны, разница в двух случаях должна быть заметная, на взгляд не профессионала.

Дык, гугль в помощь! Начиная с экспериментов по искривлению луча света во время пересечения Юпитером луча света от квазара и кончая всякими завиральными идеями типа коэффициентов Нордтведта... Начните, скажем, с краткого обзора в Википедии.



Увы, заметной не будет. Разница между направлениями на видимое и фактическое положение Луны составляет всего 0.7 угловой секунды - это крайне мало. Приливный горб определяется прежде всего гидродинамикой, в первую очередь - вязким трением. Точность определения вершины приливного горба настолько плоха, что не позволит определить с приемлемой точностью, какая из теорий лучше подходит.

Спасибо, про интернет я знаю.




Если я правильно понимаю, то на поверхности Земли это будет порядка половины километра. Не так мало.
Есть ли информация, ставился ли такого рода эксперимент или есть ли расчеты, что он не возможен?

Очень сильно сомневаюсь, что это вообще можно уверенно выловить на фоне волн, течений, влияния изменения атмосферного давления и т.п.



У меня такой информации нет.

Виталий, это вне сферы Ваших интересов?

Возможно, я заблуждаюсь, но сила притяжения к Луне достаточна, чтобы её измерить на поверхности Земли. Не обязательно же брать океаны. Есть же озёра, в конце концов, можно достаточно тяжелое тело понаблюдать.

Если же говорить про волны, течения, атмосферу и т.д., то это измеримые вещи, кроме того частоты действия этих сил по идее отличаются от лунного. Но согласен, что это крайне сложная задача.

Слишком много входных данных будет в формуле расчета. И многие из них будут приблизительными или до конца не изученными.
Это и гравитация, причем как Луны, так и Земли, это инерция того же океана (если брать водную поверхность), это центробежные силы, ведь есть теории, что е Луна вращается вокруг ЗЕмли, а обе они вращаются вокруг общего центра масс...

Кстати, неужели в Вашем споре настолько важны те секунды, на которые отличается видимая луна от фактической?

Скажем так, я этим не занимаюсь профессионально.



Полагаю, что Вы заблуждаетесь. Измерить скалярную величину-то притяжения от Луны на поверхности Земли невероятно тяжело, а тут речь идёт про то, чтобы измерить направление на источник с точностью хотя бы 0.3 угловой секунды.



Вот именно.

ОК
Вы такой же не профессионал, как и я, получается?

В любом случае, спасибо за Ваше время.



Это Ваше мнение.



Как говориться, если я правильно ошибаюсь, то измерять надо 16.2 угловых секунды, а это уже не кажется так невыполнимо.



С точки зрения физики - ничего более важного даже в голову не приходит

Если с точки зрения физиков, то, смотрите, за РАН уже пришли, и когда "придут" за институтами, надо будет иметь что сказать. А ответ на этот вопрос - уже что-то.

Я по образованию физик (АФТИ, 93). Сейчас занимаюсь разработкой сложной электроники. Имею опыт разработки средства измерения электрических величин, внесённого в госреестр, выпускавшегося тысячами экземпляров, каждый из которых проходил государственную поверку. Так что кое-какое представление о технических трудностях, связанных с измерениями, имею. Но измерением гравитации профессионально не занимаюсь.



Неправильно. Разница между направлениями на видимое и фактическое положение Луны составляет 0.688 угловой секунды. Стало быть, чтобы успешно провести эксперимент, который бы позволил сделать выбор в пользу одной из двух альтернативных гипотез (гипотеза №1 - скорость распространения гравитации равна скорости света, гипотеза №2 - скорость распространения гравитации много больше скорости света), нужно провести измерение направления на источник гравитации (Луну) с погрешностью не больше трети от этой величины. Добавьте сюда возмущение от изменения геометрии Земли и массы приливной волны. В общем, я настроен весьма скептически.

Моё уважение.



Если можно, сверим расчеты:

За время прохождения светом расстояния от Земли до Луны 1,25 с. Предмет на поверхности земли переместиться, учитывая скорость вращения земли 1 667 км/ч = 463 м/с, на 578 м.

Отклонение на 1 километр будет

360 / 40 075 = 0,00898 градусов или 32,34 угловых секунды.
Для 578 метров отклонение будет 32,34 * 0,578 = 18,69 угловых секунды.

То есть, измерять надо будет с погрешностью, если я правильно понял, 18,69 / 3 = 6,23 угловых секунды.

В моих рассуждениях где - то есть ошибка?

Опять же, бог с ними с приливами, если я правильно считаю, то сила притяжения к луне около 3.36885 x 10 -4 на килограмм на поверхности земли. Измеримая величина.

Да.

В любой момент времени у любого предмета есть два направления - на Луну в той точке, где она находится в то время, когда производится измерение, и на Луну в той точке, где она находилась t=R/c=1.27 с назад, когда от неё были отражены фотоны, которые мы зарегистрировали (видимое положение). Будем считать, что Луна движется вокруг Земли (точнее, барицентра системы Земля-Луна) равномерно по круговой орбите с радиусом 380 000 км (что, разумеется, не совсем так, но для оценки сгодится). Полный оборот (на угол 360º) Луна делает за примерно T=2360694,7 с (сидерический период, т.е. относительно "неподвижных" звёзд). Соответственно, пока свет распространялся от Луны к Земле, Луна успела сместиться относительно того положения, из которого мы зафиксировали фотоны, на угол ф=360º t/T=0,688". Вот это и придётся измерить.

А вращалась ли при этом Земля или нет - к делу отношения не имеет.

В этом мы расходимся.

Чем движение Луны принципиально отличается от движения предмета на поверхности Земли?