Você pode ver luzes artificiais no lado escuro da Terra a partir da superfície da lua a olho nu?

Esta pergunta é solicitada a partir de um comentário nesta resposta :

Uma pessoa na superfície da lua podia ver luzes artificiais no lado escuro da Terra a olho nu? Caso contrário, quanta ampliação seria necessária para vê-los?

A evidência mais próxima que pude encontrar em uma pesquisa rápida foi esta foto do site das escolas de Salt Lake City : Imagem da Terra da Lua
A parte escura da Terra é um pouco difícil de ver aqui, embora possa ser vista com mais facilidade na imagem em resolução máxima . Você certamente pode ver algo na borda inferior na área escura, mas não sei ao certo se são luzes do sudeste da Ásia / Oceania ou algo mais.

Edit : Como apontado nos comentários, a imagem da Terra nesta foto não foi realmente tirada da lua, mas dos satélites Terra e Aqua da NASA e combinada com as imagens lunares em uma visualização de 2002 criada pela NASA para comemorar o 30º aniversário do Apollo 17.

the-moon earth

— reirab
fonte

Qual é a verdadeira fonte da imagem? Presumivelmente a NASA, é claro, mas quase parece photoshopada demais para ser verdade. - Se real, deve ser da Apollo 14, eu acho, porque deve ser no verão do sul.

— Hagen von Eitzen

@HagenvonEitzen - concordou. Tem que ser uma aproximação destinada à ilustração. Há muito poucas nuvens e as cores são muito brilhantes. Parece ser uma versão muito limpa e alterada da foto clássica da Apollo 17 - commons.wikimedia.org/wiki/…

— kim holder

@briligg A imagem pode realmente ser manipulada, mas não é a desse link. Além da rotação, substancialmente mais da Ásia Oriental é visível do que a que você vinculou. Está centrado substancialmente mais longe no mar no Oceano Índico, enquanto aquele está centrado entre a África e Madagascar.

— precisa

Infelizmente, o site das escolas da SLC não indica a fonte original da imagem, por isso é duvidosa. Eu estaria interessado se alguém puder encontrar a fonte original. Não parece ter sido tirada da foto do 'Earthrise' da Apollo 8, pois ela está centrada sobre o Atlântico, na costa oposta da África.

— reirab

O que ... o que eu fiz ?!

— CorsiKa /

Respostas:

É altamente duvidoso que você possa ver qualquer fonte de luz normal na superfície da Terra. Usando (com brilho em watts e luminosidade em watts por metro quadrado. E distância à lua de metros.)

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

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

3.84 \times 10^{8}

$3.84 \times 10^8$

Tente uma fonte de luz hipotética de 100 megawatts de saída, toda a luz visível, sem calor.

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

$\text{brightness} = 5.4 \times 10^{-11} \text{ watts per square meter}$ na superfície lunar.

Isso é bem escuro. Em contraste, a luz solar na superfície da Terra gira em torno de 1300 watts por metro quadrado. Na realidade, seriam necessários cerca de um gigawatt para produzir 100 megawatts de luz na faixa visível. É o que é preciso para alimentar uma cidade com um milhão de casas. As cidades também refletem a maior parte da luz que produzem, que terá um albedo em torno de 0,3. Assim, com as luzes comuns da cidade, são necessários mais de 3 gigawatts para atingir watts por metro quadrado na superfície lunar. $5.4 \times 10^{-11}$

Você pode se sair melhor com um grande laser. A operação de alcance a laser lunar do Observatório Apache Point capta sinais de vários fótons dos retrorrefletores Apollo usando apenas um laser de 1 gigawatt e um telescópio de 3,5 metros. Como o artigo afirma, o raio laser se expande apenas para 15 km de diâmetro a caminho da lua, então você pode vê-lo piscar para você.

A 10 parsecs, o sol tem uma magnitude de 4,83 . Seria visível em uma noite média. Essa magnitude corresponde a um brilho de 3X10e-10 watts por metro quadrado , cerca de 5,6 vezes mais brilhante que a nossa hipotética fonte de luz terrestre. Isso coloca nossa luz entre 6,5 e 7 . A visibilidade dos olhos nus chega a cerca de 6,0

— Wayfaring Stranger
fonte

Então, para comparação, qual é o brilho de uma estrela de 6ª magnitude?

— Nate Eldredge

Interessante. Obrigado por fazer as contas sobre isso! Honestamente, eu realmente não estava pensando em uma fonte de luz específica. Eu estava pensando principalmente em poder ver as luzes das cidades à noite, como pode ser feito em órbita baixa, não necessariamente resolvendo uma fonte de luz específica.

— Reirab

@reirab - Na distância da Lua, uma cidade diâmetro 100 km vai subtende um ângulo de cerca de 54 segundos de arco (0,015 °), então eu não acho que há também muitos erros na "considerar a cidade como uma fonte de luz pontual" suposição .

— Wayfaring Stranger

@Nate Eldredge 6.0 é sobre a magnitude de Urano. É pouco visível a olho nu em boas condições. Os antigos poderiam tê-lo descoberto como um planeta antes de o telescópio ser inventado, mas ele também se move muito lentamente pelo céu. Nem Tycho Brahe percebeu.

— LocalFluff

A visualização @reirab da órbita é muito diferente da lua, pois você pode ajustar os olhos com relativa facilidade para o escuro. Além disso, a maioria das fotos noturnas da Terra são exposições mais longas (cerca de 1/10 de segundo) em configurações de alta sensibilidade. Eles não seriam muito representativos do que o olho nu veria.

— Mitch Goshorn

Mesmo se assumirmos que um olho humano ajustado à escuridão pode, em princípio, discernir luzes artificiais no lado noturno da Terra, existe o problema de que seus olhos não serão ajustados para o escuro porque o lado do dia será muito, muito mais brilhante que a noite lado. Não há alcance dinâmico suficiente nos olhos para perceber essa diferença de brilho ao mesmo tempo.

E se você estivesse olhando quando a Terra é nova, então não há lado do dia visível, você teria um problema ainda pior: o Sol estaria no seu campo de visão. Um eclipse solar (um eclipse lunar visto da Terra) seria sua melhor aposta - exceto que a atmosfera formaria um anel brilhante ao redor da Terra escura ...

— JohannesD
fonte

Há uma gama considerável de fases (não exatamente a lua cheia) quando a Terra é vista principalmente na escuridão. E - sempre, mas apenas durante a lua cheia - alguns locais lunares próximos desfrutam da noite. Mesmo durante exatamente a fase da ½ lua, é possível ver a Terra da Lua noturna se o Sol e a Terra estiverem separados no céu da Lua por um par de graus de ângulo (o ângulo mínimo difere de uma conjunção para outra).

— Incnis MRSI