L'astronomia è una disciplina perseguita a distanza. Eppure, misurare effettivamente l'ultima parola - distanza - può essere incredibilmente complicato, anche se ci avviciniamo alla distanza della Luna.
Ma ora gli astronomi dell'Università di Antioquia, in Colombia, hanno ideato un metodo intelligente che consente ai cittadini scienziati di misurare la distanza della Luna solo con la loro fotocamera digitale e smartphone.
“Oggi una pletora di dispositivi tecnologici avanzati e accessibili come smartphone, tablet, fotocamere digitali e orologi precisi, sta aprendo una nuova porta al regno della 'scienza fai-da-te' e da lì alla possibilità di misurare il Universe da soli', scrive l'autore principale Jorge Zuluaga nel suo articolo presentato di recente.
Mentre gli antichi astronomi escogitavano metodi intelligenti per misurare l'Universo locale, ci sono voluti quasi due millenni prima che riuscissimo finalmente a perfezionare la distanza dalla Luna. Ora possiamo far rimbalzare potenti laser sugli specchi posizionati sulla superficie lunare dagli astronauti dell'Apollo. Il tempo impiegato dal raggio laser per tornare sulla Terra fornisce una misurazione incredibilmente precisa della distanza della Luna, entro pochi centimetri.
Ma questa tecnica moderna è 'lontana dal regno e dalle capacità tecnologiche degli astronomi dilettanti e dei cittadini non scienziati', scrive Zuluaga. Per portare l'Universo locale nelle mani dei cittadini scienziati, Zuluaga e colleghi hanno ideato un metodo semplice per misurare la distanza dalla Luna.
Il trucco sta nell'osservare come la dimensione apparente della Luna cambia nel tempo.
Quando la luna sorge, la sua distanza da un osservatore sulla superficie della Terra si riduce leggermente.
Credito immagine: Zuluaga et al.
Mentre la Luna potrebbe sembrare più grande, e quindi più vicina, quando è all'orizzonte rispetto a quando è nel cielo, in realtà è il contrario. La distanza dalla Luna a qualsiasi osservatore sulla Terra diminuisce man mano che la Luna sorge nel cielo. È più lontano quando è all'orizzonte che quando è allo Zenith. Nota: la distanza della Luna dal centro della Terra rimane approssimativamente costante per tutta la notte.
La conseguenza diretta di ciò è che la dimensione angolare della luna è maggiore - fino all'1,7 percento - quando è allo zenit rispetto a quando è all'orizzonte. Sebbene questo cambiamento sia troppo piccolo per essere rilevato dai nostri occhi, la maggior parte delle moderne fotocamere personali ha ora raggiunto la risoluzione in grado di catturare la differenza.
Quindi con una buona fotocamera, uno smartphone e un po' di trigonometro puoi misurare tu stesso la distanza dalla Luna. Ecco come:
1.) Uscire in una notte limpida quando c'è la luna piena. Installa la fotocamera su un treppiede, puntando verso la luna.
2.) Con ogni immagine della Luna avrai bisogno di conoscere l'elevazione approssimativa della Luna. La maggior parte degli smartphone dispone di varie app che consentono di misurare l'angolo della fotocamera in base all'inclinazione del telefono. Allineando il telefono alla fotocamera è possibile misurare con precisione l'elevazione della Luna.
3.) Per ogni immagine dovrai misurare il diametro apparente della Luna in pixel, vedendo un aumento man mano che la Luna sale più in alto nel cielo.
4.) Infine, la distanza della Luna può essere misurata da solo due immagini (ovviamente più immagini ci sono, meglio si elimina qualsiasi errore) usando questa equazione relativamente semplice:
dove d(t) è la distanza dalla Luna alla tua posizione sulla Terra, REè il raggio della Terra, hT(t) è l'elevazione della Luna per la tua seconda immagine, α(t)
è la dimensione apparente relativa della Luna, o la dimensione apparente della Luna nella tua seconda immagine divisa per la dimensione apparente iniziale della Luna nella tua prima immagine e ht,0è l'elevazione iniziale della Luna per la tua prima immagine.
Quindi, con alcune immagini e un po' di matematica, puoi misurare la distanza dalla Luna.
“Il nostro obiettivo qui non è fornire una misurazione migliore di una quantità astronomica ben nota, ma piuttosto dimostrare come il pubblico potrebbe essere coinvolto in attività scientifiche e come utilizzare una strumentazione semplice e dispositivi tecnologici prontamente disponibili come smartphone e fotocamere digitali, qualsiasi una persona può misurare l'Universo locale come facevano gli antichi astronomi', scrive Zuluaga.
Il documento è stato inviato all'American Journal of Physics ed è disponibile per il download qui.