Teoria lunar

La teoria lunar intenta seguir dels moviments de la Lluna. Hi ha moltes irregularitats (o pertorbacions) en el moviment de la Lluna, i s'han proposat diverses respostes a aquests moviments. Després de segles de ser problemàtic, els moviments lunars són avui dia modelats amb un molt alt grau de precisió.

La teoria lunar inclou:

el fons de la teoria general; incloent tècniques matemàtiques utilitzades per analitzar el moviment de la Lluna i per generar fórmules i algorismes per predir els seus moviments; i també
fórmules quantitatives, algoritmes i diagrames geomètrics que es poden utilitzar per calcular la posició de la Lluna durant un temps donat; sovint amb l'ajuda de taules basades en els algorismes.

La teoria lunar té una història de més de 2000 anys d'investigació. Els seus desenvolupaments més moderns s'han utilitzat en els últims tres segles amb fins científics i tecnològics fonamentals, i estan sent utilitzats d'aquesta manera.

Aplicacions

Les aplicacions de la teoria lunar han inclòs el següent:-

Al segle xviii, la comparació entre la teoria lunar i l'observació ha estat emprada per a provar la llei de la gravitació universal de Newton amb el moviment de l'apogeu lunar.
Als segles xviii i xix, les taules de navegació basades en la teoria lunar, inicialment al Nautical Almanac, van ser molt usats per a la determinació de la longitud del mar per part del mètode de distàncies lunars.
A principis del segle xx, la comparació entre la teoria lunar i l'observació es va utilitzar en una altra prova de la teoria gravitacional, per provar (i descartar) el suggeriment de Simon Newcomb que una coneguda discrepància al moviment del periheli de Mercuri podria explicar-se per un ajust fraccionat de la potència -2 en la llei quadrada inversa de Newton de la gravitació^[1] (la discrepància va ser posteriorment explicada amb èxit per la teoria de la relativitat general).
A mitjans del segle xx, abans del desenvolupament dels rellotges atòmics, la teoria lunar i l'observació es van usar en combinació per implementar una escala de temps astronòmica (temps d'efemèrides) lliure de les irregularitats del temps solar mitjà.
A finals del segle XX i principis del XXI, els desenvolupaments moderns de la teoria lunar s'estan utilitzant a la sèrie de models del sistema solar de la Jet Propulsion Laboratory Development Ephemeris, en conjunció amb les observacions d'alta precisió, per posar a prova l'exactitud de les relacions físiques associades amb la teoria de la relativitat general, incloent el principi d'equivalència fort, gravitació relativista, precessió geodèsica, i la constància de la constant de la gravitació.^[2]

Història

La Lluna s'ha observat durant mil·lennis. Al llarg d'aquestes edats, s'han aconseguit diversos nivells d'atenció i precisió, segons les tècniques d'observació disponibles de cada època. Hi ha una llarga història de teories lunars: s'estén des dels temps dels astrònoms babilònics i grecs, fins a l'actual làser lunar.

Entre els astrònoms i matemàtics notables al llarg dels segles, els noms estan associats amb les teories lunars, alguns dels quals són --

Babiloni/Caldeà:- Naburimannu, Kidinnu, Soudines
Grec/hel·lenístic:- Hiparc, Ptolemeu
Àrab:- Ibn al-Shatir
Europeu, segles XVI a principis de XX:-
Tycho Brahe
Johannes Kepler
Jeremiah Horrocks
Ismaël Bullialdus
John Flamsteed
Isaac Newton
Leonhard Euler
Alexis Clairaut
Jean d'Alembert
Tobias Mayer
Johann Tobias Bürg
Pierre-Simon Laplace
Johann Karl Burckhardt
Peter Andreas Hansen
Charles-Eugène Delaunay
Ernest William Brown
Wallace John Eckert
Jean Chapront i Michelle Chapront-Touzé

i altres notables astrònoms matemàtics també van fer importants contribucions, incloent: Edmond Halley; Philippe Gustave le Doulcet, Comte de Pontécoulant; John Couch Adams; George William Hill; i Simon Newcomb.

La història es pot considerar que es divideix en tres parts: des de l'antiguitat fins a Newton; el període de la física clàssica (newtoniana); i els desenvolupaments moderns.

Bibliografia

'AE 1871': "Nautical Almanac & Astronomical Ephemeris" for 1871, (London, 1867).
E W Brown (1896), "An Introductory Treatise on the Lunar Theory", (Cambridge University Press, 1896).
E W Brown (1897), "Theory of the Motion of the Moon", Memoirs of the Royal Astronomical Society, 53 (1897), 39-116.
E W Brown (1899), "Theory of the Motion of the Moon", Memoirs of the Royal Astronomical Society, 53 (1899), 163-202.
E W Brown (1900), "Theory of the Motion of the Moon", Memoirs of the Royal Astronomical Society, 54 (1900), 1-63.
E W Brown (1903), "On the verification of the Newtonian law", Monthly Notes of the Royal Astronomical Society 63 (1903), 396-397.
E W Brown (1905), "Theory of the Motion of the Moon", Memoirs of the Royal Astronomical Society, 57 (1905), 51-145.
E W Brown (1908), "Theory of the Motion of the Moon", Memoirs of the Royal Astronomical Society, 59 (1908), 1-103.
E W Brown (1919), "Tables of the Motion of the Moon", (New Haven, 1919).
M Chapront-Touzé & J Chapront: "The lunar ephemeris ELP-2000", Astronomy & Astrophysics 124 (1983), 50..62.
M Chapront-Touzé & J Chapront: "ELP2000-85: a semi-analytical lunar ephemeris adequate for historical times", Astronomy & Astrophysics 190 (1988), 342..352.
M Chapront-Touzé & J Chapront, Analytical Ephemerides of the Moon in the 20th Century^{[Enllaç no actiu]} (Observatoire de Paris, 2002).
J Chapront, M Chapront-Touzé, G Francou: "A new determination of lunar orbital parameters, precession constant and tidal acceleration from LLR measurements", Astronomy & Astrophysics 387 (2002), 700..709.
J Chapront & G Francou: "The lunar theory ELP revisited. Introduction of new planetary perturbations", Astronomy & Astrophysics 404 (2003), 735..742.
I B Cohen and Anne Whitman (1999), "Isaac Newton: The Principia, a new translation", University of California Press, 1999. (For bibliographic details but no text, see external link.)
J O Dickey, P L Bender, J E Faller, and others, "Lunar Laser Ranging: A Continuing Legacy of the Apollo Program", Science 265 (1994), pp. 482–490.
J L E Dreyer (1906), "A History of Astronomy from Thales to Kepler", (Cambridge University Press, 1906) (later republished under the modified title "History of the Planetary Systems from Thales to Kepler").
W J Eckert et al., Improved Lunar Ephemeris 1952–1959: A Joint Supplement to the American Ephemeris and the (British) Nautical Almanac, (US Government Printing Office, 1954).
J Epping & J N Strassmaier (1881), "Zur Entzifferung der astronomischen Tafeln der Chaldaer" ("On the deciphering of Chaldaean astronomical tables"), Stimmen aus Maria Laach, vol.21 (1881), pp. 277–292.
'ESAE 1961': 'Explanatory Supplement to the Astronomical Ephemeris and the American Ephemeris and Nautical Almanac' ('prepared jointly by the Nautical Almanac Offices of the United Kingdom and the United States of America'), London (HMSO), 1961.
K Garthwaite, D B Holdridge & J D Mulholland (1970), "A preliminary special perturbation theory for the lunar motion", Astronomical Journal 75 (1970), 1133.
H Godfray (1885), "Elementary Treatise on the Lunar Theory", (London, 1885, (4th ed.)).
Andrew Motte (1729a) (translator), "The Mathematical Principles of Natural Philosophy, by Sir Isaac Newton, translated into English", Volume I, containing Book 1.
Andrew Motte (1729b) (translator), "The Mathematical Principles of Natural Philosophy, by Sir Isaac Newton, translated into English", Volume II, containing Books 2 and 3 (with Index, Appendix containing additional (Newtonian) proofs, and "The Laws of the Moon's Motion according to Gravity", by John Machin).
J D Mulholland & P J Shelus (1973), "Improvement of the numerical lunar ephemeris with laser ranging data", Moon 8 (1973), 532.
O Neugebauer (1975), "A History of Ancient Mathematical Astronomy", (in 3 volumes), (New York (Springer), 1975).
X X Newhall, E M Standish, J G Williams (1983), "DE102: A numerically integrated ephemeris of the Moon and planets spanning forty-four centuries", Astronomy and Astrophysics 125 (1983), 150.
U S Naval Observatory (2009), History of the Astronomical Almanac Arxivat 2009-03-05 a Wayback Machine..
J G Williams et al. (1972) 'Making solutions from lunar laser ranging data', Bulletin of the American Astronomical Society (1972), 4Q, 267.
J.G.Williams, S.G.Turyshev, and D.H.Boggs, "Progress in Lunar Laser Ranging Tests of Relativistic Gravity" Arxivat 2009-02-20 a Wayback Machine., Physical Review Letters, 93 (2004), 261101.

[Brown1903-1] E W Brown (1903).

[Willm2004-2] J.G.Williams et al., (2004).

[1]

[2]