เดาขนาดดวงจันทร์จากสุริยุปราคา

มันน่าแปลกใจที่ดวงจันทร์บังดวงอาทิตย์ได้พอดีๆ
สมมุติว่าดวงจันทร์บังดวงอาทิตย์พอดีเป๊ะ ไม่ใหญ่ไป ไม่เล็กไป ขนาดของดวงจันทร์ควรจะเป็นเท่าไร
ผมมีข้อมูลหยาบๆติดอยู่ในหัวดังนี้
1. ดวงอาทิตย์ห่างจากโลกประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร (150 Mkm)
2. ดวงจันทร์ห่างจากโลกประมาณ 4 แสนกิโลเมตร (0.4 Mkm)
3. ดวงอาทิตย์มีขนาด (เส้นผ่าศูนย์กลาง) ใหญกว่าโลกประมาณ 100 เท่า
4. ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และโลกมีรูปร่างเกือบเป็นทรงกลม แม้ว่าจะอ้วนตรงพุงนิดหน่อยจากการหมุน
5. วงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ และ ดวงจันทร์รอบโลก เป็นวงรีที่รีน้อยมากจนมองเหมือนวงกลม
ถ้าเราลากเส้นตรงจากตาเราไปยังขอบของดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์ เราก็จะเห็นสามเหลี่ยมที่เป็นสัดส่วนกัน และอัตราส่วน ขนาดดวงอาทิตย์/ระยะทางไปดวงอาทิตย์ จะเท่ากับ ขนาดดวงจันทร์/ระยะทางไปดวงจันทร์
ดังนั้น (100 เท่าขนาดโลก/ 150 Mkm) = (ขนาดดวงจันทร์/ 0.4 Mkm)
หรือ ขนาดดวงจันทร์ = (100 เท่าขนาดโลก 0.4 Mkm / 150 Mkm) = 0.27 เท่าขนาดโลก
ข้อมูลหยาบๆที่ติดในหัวอีกอันคือโลกมีเส้นรอบวงประมาณ 40,000 กิโลเมตร ดังนั้น เส้นผ่าศูนย์กลางโลก = 40,000 km/Pi = 40,000 km / 3.14159… = 12,732 km
ดังนั้นเส้นผ่าศูนย์กลางดวงจันทร์ = (0.27)(12,732 km) = 3400 กิโลเมตร
มาดูว่าการเดาครั้งนี้ผิดแค่ไหน:


ข้อมูลประมาณ

ข้อมูลละเอียด

ผิดไป

ระยะทางโลก-ดวงอาทิตย์ (ล้านก.ม.)

150

149.6

0.27%

ระยะทางโลก-ดวงจันทร์ (ล้านก.ม.)

0.4

0.38

4.17%

เส้นผ่าศูนย์กลางโลก (ก.ม.)

12,732

12,742

-0.08%

เส้นผ่าศูนย์กลางดวงอาทิตย์ (ก.ม.)

1,273,200

1,392,000

-8.53%

ขนาดดวงอาทิตย์/ขนาดโลก

100

109.25

-8.46%

เส้นผ่าศูนย์กลางดวงจันทร์ (ก.ม.)

3,400

3,474

-2.14%

ขนาดดวงจันทร์/ขนาดโลก

0.27

0.273

-2.06%

ตกลงเราเดาได้ใกล้กับความเป็นจริง ผิดไปสองเปอร์เซนต์เท่านั้น และ ผมก็ยังแปลกใจอยู่ว่าขนาดและระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ มีความพอดีกันมาก จนเรามีสุริยุปราคาแบบเต็มดวง ถ้าดวงจันทร์เล็กลงหน่อยหรือห่างจากโลกมากขึ้น ก็จะบังดวงอาทิตย์ไม่มิด (แต่ถ้าใหญ่ขึ้นหรือใกล้โลกมากขึ้นก็จะบังมากขึ้นไปอีกจนอาจไม่เห็นขอบแสงจากดวงอาทิตย์เลย)

What We Know About Giant Monsters


Here is a very informative essay about how basic mathematics, physics, and biology allow us to deduce what is and is not possible for giant monsters in movies.

Here is a paper arguing that the largest dinosaurs with wings could not actually fly based on similar scaling arguments.

An Interesting Page About Fibonacci Numbers And Nature

Fibonacci numbers are 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, … where the next number is the sum of the previous two numbers (2 = 1+1, 3= 2+1, 5 = 2+3, etc.)

We found Fibonacci numbers in many things in nature (due to growth and efficient packing of parts.) This is a page that lists many interesting things about the numbers and activities that adults and kids can do for fun.

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)