La respuesta corta es que la distancia promedio a la Luna es de 384,403 km (238,857 millas). Esto se refiere al hecho de que la Luna orbita alrededor de la Tierra en un patrón elíptico, lo que significa que en ciertos momentos, estará lejos; mientras que en otros, estará más cerca.
Por lo tanto, el número 384.403 km, es una distancia promedio que los astrónomos llaman el eje semi-mayor. En su punto más cercano (conocido como perigeo), la Luna está a solo 363.104 km (225.622 millas) de distancia. Y en su punto más distante (llamado apogeo), la Luna llega a una distancia de 406,696 km (252,088 millas).
Esto significa que la distancia de la Tierra a la Luna puede variar en 43,592 km. Esa es una gran diferencia, y puede hacer que la Luna parezca dramáticamente diferente en tamaño dependiendo de dónde se encuentre en su órbita. Por ejemplo, el tamaño de la Luna puede variar en más del 15% desde el momento en que está más cerca hasta el punto más distante.
También puede tener un efecto dramático sobre qué tan brillante aparece la luna cuando está en su fase completa. Como cabría esperar, las lunas llenas más brillantes se producen cuando la Luna está más cerca, que suelen ser un 30% más brillantes que cuando está más lejos. Cuando es una luna llena, y es una luna cercana, se conoce como una superluna; que también se conoce por su nombre técnico: perigee-syzygy.
Para tener una idea de cómo se ve todo esto, consulte la animación anterior que fue lanzada por el Estudio de Visualización Científica Goddard Space Flight Center en 2011. La animación muestra la fase geocéntrica, la libración, el ángulo de posición del eje y el diámetro aparente de la luna durante todo el año, a intervalos de una hora.
En este punto, una buena pregunta sería: ¿cómo sabemos qué tan lejos está la Luna? Bueno, eso depende de cuando Estaban Hablando. En los días de la antigua Grecia, los astrónomos confiaban en la geometría simple, el diámetro de la Tierra, que ya habían calculado como el equivalente a 12,875 km (u 8000 millas), y las mediciones de las sombras para hacer la primera (relativamente) precisa estimados.
Habiendo observado y registrado cómo funcionan las sombras durante un largo período de la historia, los antiguos griegos habían determinado que cuando un objeto se coloca frente al Sol, la longitud de una sombra que esto genera siempre será 108 veces el diámetro del objeto mismo. Entonces, una bola que mide 2.5 cm (1 pulgada) de ancho y se coloca en un palo entre el Sol y el suelo creará una sombra triangular que se extiende por 270 cm (108 pulgadas).
Este razonamiento se aplicó luego a los fenómenos de los eclipses lunares y solares.
En el primero, descubrieron que la Luna estaba imperfectamente bloqueada por la sombra de la Tierra, y que la sombra era aproximadamente 2.5 veces el ancho de la Luna. En este último, notaron que la Luna era de suficiente tamaño y distancia para bloquear el Sol. Además, la sombra que crearía terminaba en la Tierra y terminaría en el mismo ángulo que la sombra de la Tierra, lo que las convierte en versiones de diferente tamaño del mismo triángulo.
Usando los cálculos sobre el diámetro de la Tierra, los griegos razonaron que el triángulo más grande mediría un diámetro de la Tierra en su base (12,875 km / 8000 millas) y tendría 1,390,000 km (864,000 millas) de largo. El otro triángulo sería el equivalente a 2.5 diámetros de Luna de ancho y, dado que los triángulos son proporcionales, 2.5 órbitas de Luna de alto.
Agregar los dos triángulos juntos produciría el equivalente a 3.5 órbitas lunares, lo que crearía el triángulo más grande y daría la medición (nuevamente, relativamente) precisa de la distancia entre la Tierra y la Luna. En otras palabras, la distancia es de 1.39 millones de km (864,000 millas) dividida por 3.5, lo que equivale a alrededor de 397,500 km (247,000 millas). ¡No exactamente golpear, pero no está mal para los pueblos antiguos!
Hoy, las mediciones de precisión milimétrica de la distancia lunar se realizan midiendo el tiempo que tarda la luz en viajar entre las estaciones LIDAR aquí en la Tierra y los retroreflectores colocados en la Luna. Este proceso se conoce como el experimento Lunar Laser Ranging, un proceso que fue posible gracias a los esfuerzos de las misiones Apollo.
Cuando los astronautas visitaron la Luna hace más de cuarenta años, dejaron una serie de espejos retrorreflectantes en la superficie lunar. Cuando los científicos aquí en la Tierra disparan un láser a la Luna, la luz del láser se refleja directamente en ellos desde uno de estos dispositivos. Por cada 100 billones de fotones disparados a la Luna, solo un puñado regresa, pero eso es suficiente para obtener una evaluación precisa.
Dado que la luz se mueve a casi 300,000 kilómetros (186,411 millas) por segundo, toma un poco más de un segundo realizar el viaje. Y luego toma otro segundo más o menos para regresar. Al calcular la cantidad exacta de tiempo que tarda la luz en hacer el viaje, los astrónomos pueden saber exactamente qué tan lejos está la Luna en cualquier momento, hasta una precisión milimétrica.
A partir de esta técnica, los astrónomos también descubrieron que la Luna se aleja lentamente de nosotros, a una velocidad glacial de 3,8 cm (1,5 pulgadas) al año. Millones de años en el futuro, la Luna parecerá más pequeña en el cielo que hoy. Y dentro de mil millones de años más o menos, la Luna será visualmente más pequeña que el Sol y ya no experimentaremos eclipses solares totales.
Hemos escrito muchos artículos sobre la revista Moon for Space. Aquí hay un artículo sobre cómo LCROSS descubrió cubos de agua en la Luna, y aquí hay un artículo sobre cuánto tiempo lleva llegar a la Luna.
Si desea obtener más información sobre la Luna, consulte la Guía de exploración del sistema solar de la NASA en la Luna, y aquí hay un enlace a la página de Ciencia lunar y planetaria de la NASA.
Hemos grabado varios episodios de Astronomy Cast about the Moon. Aquí hay uno bueno, Episodio 113: La Luna, Parte 1.
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