Bisakah Anda melihat lampu buatan manusia di sisi gelap Bumi dari permukaan bulan dengan mata telanjang?

Pertanyaan ini diminta dari komentar pada jawaban ini :

Bisakah seseorang di permukaan bulan melihat lampu buatan manusia di sisi gelap Bumi dengan mata telanjang? Jika tidak, berapa banyak pembesaran yang diperlukan untuk melihatnya?

Bukti terdekat yang dapat saya temukan dari pencarian cepat adalah gambar ini dari Situs Sekolah Salt Lake City : Gambar Bumi dari bulan
Bagian gelap Bumi agak sulit untuk dilihat di sini, meskipun itu dapat dilihat dengan lebih mudah dalam gambar resolusi penuh . Anda tentu dapat melihat sesuatu ke arah tepi bawah di daerah gelap, tapi saya tidak bisa memastikan apakah itu adalah cahaya dari Asia Tenggara / Oceania atau sesuatu yang lain.

Sunting : Seperti yang ditunjukkan dalam komentar, gambar Bumi di foto ini sebenarnya tidak diambil dari bulan, tetapi dari satelit NASA Terra dan Aqua dan dikombinasikan dengan citra bulan dalam visualisasi tahun 2002 yang dibuat oleh NASA untuk memperingati ulang tahun ke 30 dari Apollo 17.

the-moon earth

— reirab
sumber

Apa sumber sebenarnya dari gambar? Agaknya NASA, tentu saja, tetapi foto itu hampir terlihat terlalu benar. - Jika nyata, itu pasti dari Apollo 14, kurasa, karena itu pasti musim panas selatan.

— Hagen von Eitzen

@HagenvonEitzen - setuju. Itu harus merupakan perkiraan yang dimaksudkan untuk ilustrasi. Ada terlalu sedikit awan dan warnanya terlalu cerah. Tampaknya menjadi versi yang sangat bersih dan diubah dari foto klasik dari Apollo 17 - commons.wikimedia.org/wiki/…

— pemegang kim

@briligg Gambar mungkin memang di-doctored, tapi bukan yang dari tautan itu. Selain rotasi, secara substansial lebih banyak Asia Timur terlihat daripada yang Anda tautkan. Ini terpusat jauh lebih jauh ke laut di Samudera Hindia, sedangkan yang berpusat di antara Afrika dan Madagaskar.

— reirab

Sayangnya, situs web sekolah SLC tidak menyebutkan sumber asli gambar tersebut, jadi ini meragukan. Saya akan tertarik jika ada yang bisa menemukan sumber aslinya. Tampaknya tidak diambil dari foto 'Earthrise' dari Apollo 8, karena foto itu berpusat di atas Atlantik di seberang pantai Afrika.

— reirab

Apa ... apa yang telah kulakukan ?!

— corsiKa

Jawaban:

Sangat diragukan Anda bisa melihat sumber cahaya normal di permukaan bumi. Menggunakan (dengan kecerahan dalam watt, dan luminositas dalam watt per meter persegi. Dan jarak ke bulan dari meter.)

brightness = \frac{luminosity}{4 π \times {distance}^{2}}

$\text{brightness} = \frac{\text{luminosity}}{4 \pi \times \text{distance}^2}$

3.84 \times 10^{8}

$3.84 \times 10^8$

Coba sumber cahaya hipotetis 100 megawatt output, semua cahaya tampak, tidak panas.

brightness = \frac{100 \times 10^{6}}{4 π \times 1.474 \times 10^{17}}

$\text{brightness} = \frac{100 \times 10^6}{4 \pi \times 1.474 \times 10^{17}}$

brightness = 5.4 \times 10^{- 11} watts per square meter

$\text{brightness} = 5.4 \times 10^{-11} \text{ watts per square meter}$ di permukaan bulan.

Itu cukup redup. Oleh, kontras sinar matahari di permukaan bumi berjalan sekitar 1.300 watt per meter persegi. Pada kenyataannya itu akan memakan waktu sekitar satu gigawatt untuk menghasilkan 100 megawatt cahaya dalam rentang yang terlihat. Itulah yang diperlukan untuk memberi daya pada kota dengan sejuta rumah. Kota-kota juga memantulkan sebagian besar cahaya yang mereka hasilkan dari tanah, yang akan memiliki albedo di suatu tempat sekitar 0,3. Jadi dengan lampu kota biasa akan membutuhkan lebih dari 3 gigawatt untuk mencapai watt per meter persegi di permukaan bulan. $5.4 \times 10^{-11}$

Anda mungkin lebih baik menggunakan laser besar . Apache Point Observatory Lunar Laser-range Operation mengambil sinyal multi-foton dari reflektor Apollo menggunakan hanya 1 gigawatt laser dan teleskop 3,5 meter. Seperti yang dinyatakan dalam artikel tersebut, sinar laser hanya mengembang dengan diameter 9,3 mil dalam perjalanan ke bulan, sehingga Anda mungkin melihatnya mengedipkan mata pada Anda.

Pada 10 parsec, matahari memiliki magnitudo 4,83 . Itu akan terlihat pada malam rata-rata. Besarannya sesuai dengan kecerahan 3X10e-10 watt per meter persegi , sekitar 5,6 kali lipat lebih terang dari sumber cahaya berdasarkan hipotesis kami. Itu menempatkan cahaya kita pada besarnya 6,5 sampai 7 . Visibilitas mata telanjang mencapai sekitar 6,0

— Orang Asing Wayfaring
sumber

Jadi sebagai perbandingan, apa kecerahan bintang berkekuatan 6?

— Nate Eldredge

Menarik. Terima kasih telah melakukan perhitungan ini! Jujur, saya tidak benar-benar memikirkan satu sumber cahaya tertentu. Saya terutama bertanya-tanya tentang bagaimana bisa melihat lampu-lampu kota pada malam hari, seperti yang dapat dilakukan dari orbit rendah, belum tentu menyelesaikan satu sumber cahaya tertentu.

— reirab

@reirab - Pada jarak bulan, kota berdiameter 100 km akan menundukkan sudut sekitar 54 arcseconds (0,015 °), jadi saya tidak berpikir ada terlalu banyak kesalahan dalam asumsi "anggap kota sebagai sumber cahaya titik" .

— Wayfaring Stranger

@Nate Eldredge 6.0 adalah tentang besarnya Uranus. Ini hampir tidak terlihat oleh mata telanjang dalam kondisi baik. Orang dahulu bisa menemukannya sebagai planet sebelum teleskop ditemukan, tetapi juga bergerak cukup lambat di langit. Bahkan Tycho Brahe tidak menyadarinya.

— LocalFluff

@reirab melihat dari orbit sangat berbeda dari bulan, karena Anda dapat dengan mudah menyesuaikan mata dengan gelap. Selanjutnya, sebagian besar foto malam hari dari Bumi adalah eksposur yang lebih lama (sekitar 1/10 detik) pada pengaturan sensitivitas tinggi. Mereka tidak akan mewakili apa yang akan dilihat oleh mata telanjang.

— Mitch Goshorn

Bahkan jika kita mengasumsikan mata manusia yang disesuaikan gelap pada prinsipnya dapat membedakan lampu buatan di sisi malam Bumi, ada masalah bahwa mata Anda tidak akan disesuaikan gelap karena sisi hari akan jauh, jauh lebih terang daripada malam sisi. Tidak ada rentang dinamis yang cukup di mata untuk merasakan perbedaan kecerahan semacam itu sekaligus.

Dan jika Anda akan melihat ketika Bumi baru, jadi tidak ada sisi hari yang terlihat, Anda akan memiliki masalah yang lebih buruk: Matahari akan berada di bidang pandang Anda. Gerhana matahari (gerhana bulan seperti yang terlihat dari Bumi) akan menjadi pilihan terbaik Anda - kecuali bahwa atmosfer akan membentuk cincin cemerlang di sekitar Bumi yang gelap ...

— JohannesD
sumber

Ada berbagai fase (tidak persis bulan purnama) ketika Bumi terlihat sebagian besar dalam kegelapan. Dan - selalu, tetapi hanya di bulan purnama - beberapa lokasi bulan dekat menikmati malam. Bahkan selama fase ½ bulan dimungkinkan untuk melihat Bumi dari sisi-malam Bulan jika Matahari dan Bumi dipisahkan di langit Bulan oleh beberapa derajat sudut (sudut minimal berbeda dari satu konjungsi ke yang lain).

— Incnis Mrsi