Apakah ada titik di bumi di mana bulan berada di bawah cakrawala untuk waktu yang lama?


17

Ketika saya mengajar kelas mengapa bumi memiliki musim saat ini, saya menyebutkan bagaimana kutub bumi mengalami bulan terang dan gelap. Kemudian salah satu murid saya bertanya apakah bulan juga menghilang.

Dengan menggunakan orrery dan string, kami melihat orbit bulan di sekitar bumi dan mencoba menemukan tempat di mana bulan berada di bawah cakrawala untuk seluruh orbit. Dalam upaya kami, kami tidak dapat menemukan tempat seperti itu, meskipun beberapa siswa berspekulasi bahwa jika Anda berada di tempat yang tepat pada waktu yang tepat, bulan dapat membuat orbit penuh sementara sebagian dikaburkan oleh cakrawala.

Apakah ada tempat di bumi di mana bulan tidak dapat dilihat untuk waktu yang lama, seperti matahari di lintang utara? Atau apakah fakta bahwa ia mengorbit di sekitar bumi membuat ini tidak mungkin?


Anda dapat menemukan kalender bulan terbit / bulan untuk Kutub Selatan di sini: timeanddate.com/moon/antarctica/south-pole . Anda dapat melihat bahwa bulan tidak pernah berhenti selama lebih dari beberapa minggu.
David H

Saya akan mengatakan semakin lama Anda bisa menghindarinya adalah persis setengah dari periode sidereal bulan, dan itu sekitar 13,5 hari.
harogaston

Di sebuah gua :-) Saya menyadari ini tidak menjawab "maksud" dari pertanyaan, jadi saya meninggalkannya sebagai komentar.
Jonathan

Jawaban:


11

Tergantung pada interpretasi pertanyaan Anda ... Tempat terbaik untuk tidak mengamati bulan adalah kutub utara dan selatan. Di kutub utara Anda hanya akan dapat melihat objek di atas ekuator langit. Saat bulan mengorbit Bumi dalam satu bulan, orbitnya cenderung dari ekuator langit. Kecenderungan ini hampir sama dengan kecenderungan ekliptika (jalur Matahari) dengan ekuator langit. Ekliptika melintasi garis khatulistiwa pada dua titik yang berlawanan pada bidang langit. Ini berarti bahwa untuk sekitar setengah orbitnya, Matahari, dan karena orbit bulan berada di dekat ekliptika, juga Bulan, akan berada di atas ekliptika dan karenanya terlihat dari kutub utara.

Karena itu, Bulan tidak mengikuti ekliptika persis karena orbit bulan condong dari ekliptika sekitar 5 °. Kecenderungan ekliptika adalah 23 °, sehingga selama keadaan yang sangat khusus ketinggian maksimum Bulan di atas cakrawala di kutub Utara akan menjadi 18 ° selama satu bulan. Durasi bahwa Bulan akan berada di atas cakrawala di kutub utara adalahsekitar 10 hari (tebakan) sekitar 13,6 hari (edit: lihat komentar di bawah).

Jadi jika kami menafsirkan pertanyaan Anda sebagai: Apakah ada tempat di mana Bulan akan berada di bawah cakrawala untuk jangka waktu yang lama (> 1 bulan), maka jawabannya adalah TIDAK.

Tetapi jika ini terjadi dekat Juni, maka Matahari juga akan berada di atas cakrawala di kutub utara (selama enam bulan), dan karena Bulan akan dekat dengan Matahari (karena mengikuti kurang lebih ekliptika), itu akan menjadi sangat sulit melihat Bulan selama waktu itu. Jadi jika Anda secara spesifik bertanya apakah Bulan tidak akan terlihat untuk jangka waktu yang lama, maka jawabannya adalah YA.

Dan tentu saja ada juga tempat-tempat dengan tutupan awan abadi ;-)


1
Jawaban yang bagus, tetapi saya ingin menambahkan bahwa tebakan yang Anda lakukan 10 hari salah. Orbit bulan akan selalu memotong ekuator langit pada dua titik yang berlawanan secara diametral (karena keduanya adalah lingkaran besar), dan seperti yang terlihat dari bumi, periode antara kedua titik itu akan selalu sekitar 13-14 hari (kira-kira setengah dari ~ 27,2 hari) yang merupakan periode Drakoniknya, 'kira-kira' karena eksentrisitas orbit bulan dan ukurannya berpengaruh pada naik dan terbenamnya waktu, dll.).
Takku

@Takku Ya kamu benar! Aku tidak memikirkan itu sampai selesai. Aku sudah mengedit jawabannya.
Dieudonné

Ini mengasumsikan bulan adalah titik (bukan piringan) dan tidak ada pembiasan. Jika Anda memperhitungkan keduanya, jawabannya mungkin, secara kebetulan, mendekati 10 hari.
barrycarter

5

Pada 87 derajat lintang selatan pada garis bujur utama (0 derajat bujur timur), bulan terbenam pada 0121 UTC pada 22 November 2012, dan tidak naik lagi hingga 2356 pada 6 Desember 2012, untuk periode 14 bulan tanpa bulan, 22 jam, dan 35 menit. Lihat peringatan di bawah ini.

Anda dapat "memverifikasi" perhitungan ini dengan mengunjungi http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php dan memasukkan parameter ini:

masukkan deskripsi gambar di sini

untuk mendapatkan hasil ini:


Sun or Moon Rise/Set Table for One Year
             o  ,    o  ,                                                                              Astronomical Applications Dept.
Location:  000 00, S87 00                         Rise and Set for the Moon for 2012                   U. S. Naval Observatory        
                                                                                                       Washington, DC  20392-5420     
                                                            Universal Time                                                            


       Jan.       Feb.       Mar.       Apr.       May        June       July       Aug.       Sept.      Oct.       Nov.       Dec.  
Day Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set
     h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m
01  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1821       **** ****  **** ****  **** ****       0649  ---- ----  ---- ----  ---- ----
02  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1255 0021  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
03  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
04  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1718       **** ****  **** ****  **** ****  1900 1121  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
05  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1030 0834  **** ****  **** ****  **** ****       0634  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
06  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  2356     
07  ---- ----  ---- ----  2222       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****
08  ---- ----  ---- ----  1634 0339  **** ****  **** ****  **** ****       1038  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****
09  ---- ----  2057       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  0200 0451  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0427 1338  **** ****
09                                                                                                                2341                
10  ---- ----  1425 1149  **** ****  **** ****  **** ****  2154 1518  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
11  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****       1029  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
12  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
13  2049       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0357       **** ****  **** ****
14  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****       1502  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****
15  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  0304 1024  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0824 1654  **** ****  **** ****  **** ****
16  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0325       **** ****  **** ****  **** ****
17  **** ****  **** ****  **** ****       1533  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****
18  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****
19  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0754       **** ****  **** ****  **** ****  1143 0118
19                                                                                                                                2046
20  **** ****  **** ****       2102  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----
21  **** ****  **** ****  0252 1604  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----
22  **** ****       2040  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1324 1819  **** ****  **** ****  **** ****       0121  ---- ----
23  **** ****  0810 1556  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0758       **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----
24  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----
25  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1253 2338  **** ****  **** ****  **** ****  1214 0649  ---- ----  ---- ----
26       2026  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0757       **** ****  **** ****  **** ****       0154  ---- ----  ---- ----
27  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----
28  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  1659 0645  ---- ----  ---- ----  ---- ----
29  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1303       **** ****  **** ****  **** ****       0213  ---- ----  ---- ----  ---- ----
30  ---- ----             ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
31  ---- ----             ---- ----             **** ****             **** ****  **** ****             ---- ----             ---- ----

(**** object continuously above horizon)                                                      (---- object continuously below horizon)

NOTE: BLANK SPACES IN THE TABLE INDICATE THAT A RISING OR A SETTING DID NOT OCCUR DURING THAT 24 HR INTERVAL.

Perhatikan bahwa mulai 22 November hingga 06 Desember (tidak termasuk) kenaikan dan set keduanya "----", menunjukkan "objek terus-menerus di bawah cakrawala".

Peringatan / catatan:

  • Seperti tabel di atas, saya menganggap 34 busur pembiasan di cakrawala. Itu masuk akal untuk sebagian besar lokasi, tetapi mungkin tidak masuk akal di 87 derajat lintang selatan. Jika refraksi lebih tinggi selama periode tanpa bulan yang dihitung di atas, bulan mungkin telah naik secara singkat.

  • Ini adalah periode tanpa bulan terpanjang yang bisa saya lakukan antara 2 Jan 2000 dan 12 Mar 2016, batas waktu program yang saya gunakan. Mungkin ada periode tanpa bulan lebih lama di luar interval ini.

  • Proses yang saya gunakan tidak dijamin untuk menemukan periode tanpa bulan terpanjang bahkan dalam interval di atas. Dengan kata lain, mungkin ada periode tanpa bulan yang lebih panjang yang saya lewatkan.

  • Agak mengejutkan bahwa periode tanpa bulan terpanjang terjadi sejauh ini dari kutub (yaitu, 3 derajat dari kutub selatan). Ini sebagian disebabkan oleh pembiasan dan fakta bahwa bulan memiliki diameter sudut dan bukan hanya titik geometris. Juga, ketinggian bulan bisa 3 derajat lebih rendah pada 87 derajat daripada di kutub, memungkinkan bulan untuk tetap berada di bawah cakrawala hanya sedikit lebih lama.

  • Periode tanpa bulan terpanjang di kutub selatan (dengan peringatan di atas) adalah dari 1 Juni 2013 pukul 1104 hingga 16 Juni 2013 pukul 0719, sekitar dua setengah jam kurang dari periode terpanjang keseluruhan bulan yang saya temukan.

  • Periode tanpa bulan terpanjang di kutub utara adalah dari 18 Desember 2008 pada 2311 hingga 2 Januari 2009 pada 1155, sekitar setengah jam lebih pendek dari waktu kutub selatan.

  • Program yang saya tulis membantu saya menemukan ini:

https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/bc-solve-astro-5894.c


2

Jika Anda pergi cukup jauh ke utara atau selatan, Anda akan mencapai garis lintang di mana bulan bisa berada di bawah cakrawala selama beberapa hari, seperti 'matahari tengah malam'. Itu juga bisa di atas cakrawala selama beberapa hari untuk alasan yang sama.

Di kutub utara atau selatan, bulan bisa terus menerus di atas atau di bawah cakrawala selama hampir 2 minggu sekaligus.

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.