Този урок е изготвен от Local Solar System Член на екипа на Фондацията и може да бъде подобрен от квалифициран рецензент. Квалифициран ли сте в тази област? Предложете редакция
Разходка по скалите
Отваряне на цялата страницаВсичко тук е в истински мащаб: размерите и разстоянията са в еднаква пропорция, а всеки пиксел, който превъртате, ви носи навсякъде. 3000 км.
Всяка снимка, която сте виждали на Слънчевата система, е изтласкала тази празнота навън.
Меркурий е по-напред, където слънчевата светлина е почти седем пъти по-силна от тази на Земята.
Все още нищо. Ти си преминал 16,8 милиона km от Живак.
Слънчевата светлина, която минаваше покрай теб сега напусна слънцето 5 мин 5 сек преди.
Земята е напред. Вижте колко малък дом се оказва.
Март все още е 58,8 милиона km напред.
За да достигне до Марс, радиосъобщението от Земята трябва да изчака между 3 и 22 минути в зависимост от това къде се намират двете планети.
Можеш да се подредиш 4611 Земи една до друга в пространството, което си прекосил оттогава Земя.
Вие сте 14% от пътя от Март до Церера.
Все още нищо. Ти си преминал 53,1 милиона km от Март.
Слънчевата светлина, която минаваше покрай теб сега напусна слънцето 17 мин 6 сек преди.
Церера все още е 79,6 милиона km напред.
Влизате в астероидния пояс, ударихте ли нещо? Средно астероидите са на около милион километра разстояние един от друг.
Можеш да се подредиш 12 497 Земи една до друга в пространството, което си прекосил оттогава Март.
Вие сте 17% от пътя от Церера до Юпитер.
Все още нищо. Ти си преминал 122 милиона km от Церера.
Слънчевата светлина, която минаваше покрай теб сега напусна слънцето 33 мин 8 сек преди.
Юпитер все още е 122 милиона km напред.
Можеш да се подредиш 23 846 Земи една до друга в пространството, което си прекосил оттогава Церера.
Вие сте 10% от пътя от Юпитер до Сатурн.
Все още нищо. Ти си преминал 130 милиона km от Юпитер.
Слънчевата светлина, която минаваше покрай теб сега напусна слънцето 54 мин 5 сек преди.
Сатурн все още е 389 милиона km напред.
Вояджър 1 отне около 20 месеца, за да прелети от Юпитер до Сатурн.
Можеш да се подредиш 30 529 Земи една до друга в пространството, което си прекосил оттогава Юпитер.
Вие сте 70% от пътя от Юпитер до Сатурн.
Все още нищо. Ти си преминал 519 милиона km от Юпитер.
Слънчевата светлина, която минаваше покрай теб сега напусна слънцето 1 ч 16 мин преди.
Уран все още е 1,31 милиарда km напред.
Можеш да се подредиш 20 605 Земи една до друга в пространството, което си прекосил оттогава Сатурн.
Вие сте 27% от пътя от Сатурн до Уран.
Все още нищо. Ти си преминал 525 милиона km от Сатурн.
Уран е два пъти по-далеч от Слънцето, отколкото Сатурн и колкото повече се отдалечавате, толкова по-празно става.
Слънчевата светлина, която минаваше покрай теб сега напусна слънцето 2 ч 3 мин преди.
Уран все още е 525 милиона km напред.
Можеш да се подредиш 82 418 Земи една до друга в пространството, което си прекосил оттогава Сатурн.
Вие сте 82% от пътя от Сатурн до Уран.
Все още нищо. Ти си преминал 1,31 милиарда km от Сатурн.
Слънчевата светлина, която минаваше покрай теб сега напусна слънцето 2 ч 48 мин преди.
Нептун все още е 1,33 милиарда km напред.
Можеш да се подредиш 34 840 Земи една до друга в пространството, което си прекосил оттогава Уран.
Вие сте 36% от пътя от Уран до Нептун.
Все още нищо. Ти си преминал 740 милиона km от Уран.
Вояджър 2 е преминал през тази пролука за около три години и половина, от Уран през 1986 г. до Нептун през 1989 г.
Слънчевата светлина, която минаваше покрай теб сега напусна слънцето 3 ч 37 мин преди.
Нептун все още е 444 милиона km напред.
Можеш да се подредиш 104 519 Земи една до друга в пространството, което си прекосил оттогава Уран.
Вие сте 91% от пътя от Уран до Нептун.
Все още нищо. Ти си преминал 129 милиона km от Нептун.
Слънчевата светлина, която минаваше покрай теб сега напусна слънцето 4 ч 24 мин преди.
Поясът на Кайпер: пръстен от ледени светове, толкова разпръснати, че след Плутон, Нови хоризонти е прелетял близо до само един от тях.
Плутон все още е 906 милиона km напред.
Можеш да се подредиш 50 798 Земи една до друга в пространството, което си прекосил оттогава Нептун.
Вие сте 55% от пътя от Нептун до Плутон.
Все още нищо. Ти си преминал 906 милиона km от Нептун.
Новият хоризонт, един от най-бързо изстрелваните космически апарати, е достигнал Плутон за девет години и половина, а слънчевата светлина достига средното разстояние на Плутон за около пет часа и половина.
Слънчевата светлина, която минаваше покрай теб сега напусна слънцето 5 ч 15 мин преди.
Плутон все още е 129 милиона km напред.
Превъртете надолу в рамката, за да летят навън, или стартирате автопилота по-долу.
Краят на пътуването
Погледни назад. Тази ярка звезда е Слънцето.
Таблица с данни (алтернативен текст)
| Светът | Диаметър | Разстояние от Слънцето | Време за пътуване на светлината от Слънцето | пиксела |
|---|---|---|---|---|
| Живак | 4879 km | 0,387 или | 3 мин 13 сек | 19 303 |
| Венера | 12 104 km | 0,723 или | 6 мин 1 сек | 36 070 |
| Земя | 12 742 km | 1 или | 8 мин 19 сек | 49 866 |
| Март | 6779 km | 1,52 или | 12 мин 40 сек | 75 981 |
| Церера | 939 km | 2,77 или | 23 мин 0 сек | 137 907 |
| Юпитер | 139 822 km | 5,2 или | 43 мин 16 сек | 259 447 |
| Сатурн | 116 464 km | 9,54 или | 1 ч 19 мин | 475 555 |
| Уран | 50 724 km | 19,2 или | 2 ч 40 мин | 956 886 |
| Нептун | 49 244 km | 30,1 или | 4 ч 10 мин | 1 499 465 |
| Плутон | 2377 km | 39,6 или | 5 ч 29 мин | 1 974 125 |
Почти всяка снимка на Слънчевата система лъже. За да се поберат на една страница, планетите са притиснати заедно и взривени по размер. Разходете се из него в истински мащаб и ще откриете истинската звезда на шоуто: празното пространство.
Слънчевата система е предимно празно пространство и тази празнота е цялата история.
Вижте.
Повечето снимки на слънчевата система притискат планетите като мъниста на низ и ги рисуват твърде големи. Те трябва да: в истински мащаб, една страница ще бъде почти напълно празна.
Познайте първо: ако Слънцето беше плажна топка, колко далеч би била Земята? Една стъпка? Стая?
На улицата. With the Sun as a 1-metre ball, Earth is a 9 mm pea about 107 metres away: roughly the length of a football pitch. Дръжте тази картина в ума си, докато пътувате.
Скалната разходка по-горе е изчертана на истински мащаб: размери и разстояния в еднаква пропорция. Всеки пиксел, който превъртите, ви отвежда на 3000 км. Превъртете вътре в рамката, натиснете Следващият свят, или докоснете планета на картата за пътуване в горната част.
- Картата на пътуването също трябва да се мащабира. Белият маркер си ти. Забележете как Слънцето и четирите вътрешни планети се събират в най-лявата част.
-
- Да. километраж брои километрите и времето, необходимо на слънчевата светлина да стигне до мястото, където се намирате.
- Когато спрете близо до свят, камерата се заключва и се навежда (увеличението е показано до лентата за мащабиране), а карта ви казва къде сте.
- Earth, a globe 12,742 km across, is almost 50,000 scrolled pixels from the Sun. Neptune is about 1.5 million pixels away.
Забележете колко голяма част от пътуването е просто черно, с няколко реда разказ, които се носят. Това е истинската слънчева система: малки светове, разделени от огромна празнота.
Разбирам.
Всяка дължина се дели на същото число. Тук числото е 3000: 3000 км реално пространство става 1 пиксел.
| Светът | Реалният диаметър | Диаметър при 1 пиксел = 3000 км | Разстояние от Слънцето | В този мащаб |
|---|---|---|---|---|
| Слънце | 1,391,400 км | 464 пиксела | 0 | 0 |
| Земя | 12,742 км | 4 пиксела | 149,6 милиона км | 49,866 пиксела |
| Юпитер | 139,822 км | 47 пиксела | 778,3 милиона км | 259,437 пиксела |
| Нептун | 49,244 км | 16 пиксела | 4,498 милиона км | 1,499,000 пиксела |
Едно удобно сравнение използва Слънцето като 1-метрова топка. Разделете всичко на диаметъра на Слънцето (1,39 милиона км):
- Земята е 9 мм грах, на 107 м.
- Юпитер е 10 см грейпфрут, на 560 м.
- Нептун е 3,5 см мраморно тяло, на 3,2 км.
- The nearest star, Proxima Centauri, would be another ball about 29,000 km away: more than two thirds of the way around the real Earth.
Опитайте автопилота с 1×, истинската скорост на светлината. Премествате 100 пиксела в секунда, което се усеща бавно на екрана. Истинската слънчева светлина наистина се нуждае от 8 минути, за да достигне Земята и повече от 4 часа, за да достигне Нептун. По-бързите настройки компресират времето, а не разстоянието: автопилотът все още спира и прави пауза във всеки свят.
Познайте първо: превъртане с колело на мишката, вие се движите по-бързо или по-бавно от светлината?
Много по-бързо. Бързото превъртане ви отвежда на милиони километри в секунда, често десет или повече пъти по-бързо от скоростта на светлината; показанието за скорост под километража показва това. Дори и така, достигането на външните планети отнема много време. Толкова са големи разстоянията.
Господарю.
Две отделни компресии изкривяват нормалните диаграми: мащабът на размер и мащабът на разстояние. The ratio of the Sun-Neptune distance (4.5 × 10⁹ km) to Earth’s diameter (1.27 × 10⁴ km) is about 350,000. Екран с височина 1000 пиксела може да разграничи обхват от около 1000, така че никое едно статично изображение не може да покаже и планетите, и тяхното разстояние. Интерактивното мащабиране, логаритмичните оси или моделът с дължина на превъртане като този са единствените честни опции.
Това е и причината, поради която на този сайт се предлагат два режима. Четещият мащаб компресира разстоянието с квадратен корен (р_екран ∝ √р) и изчертава планетите при фиксирани четливи размери. Истинският мащаб е линеен както по размер, така и по разстояние, така че планетите се свиват до субпикселни точки.
Празнотата има последици за космическите полети. Пътуването между планетите не е като шофирането между градовете: планетите се движат, разстоянията са огромни и цената на енергията зависи много повече от промените в скоростта, отколкото от разстоянието. Тази идея, делта-v, е в сърцето на пътя на Навигатора.
Един последен мащабен факт: Пояс от астероиди, често изобразяван като претъпкано поле от скали, е толкова рядък, че космическите кораби го пресичат без никакви специални маневри. Поясът на Кайпер отвъд Нептун е още по-празнен.
Опитай го!
Настройте скоростта на автопилота на 1 и натиснете Гледайте часовника, докато достигате Земята: около 8 минути и 20 секунди. Преди да погледнете таблицата, помислете колко време ще отнеме същото пътуване до Нептун, след което проверете.
Предизвикателствата са там, където се залепва ученето.
Бърз тест
3 Изберете отговор, за да видите дали сте прави.
-
Ако Слънцето беше топка с ширина 1 метър, колко голяма щеше да е Земята?
- A Футболна топка
- B Грейпфрут.
- C Около 9 милиметра, като грах
- D Около 1 милиметър
Покажи отговора
C. Около 9 милиметра, като грах Слънцето е около 109 пъти по-широко от Земята, така че 1 m ÷ 109 ≈ 9 мм.
-
At that same scale, how far away would Earth be from the 1-metre Sun?
- A Около 1 метър
- B Около 10 метра
- C Около 107 метра
- D Около 1 километър
Покажи отговора
C. Около 107 метра 1 а.е. е около 107,5 слънчеви диаметъра, така че Земята би била грах на разстояние от около футболно игрище.
-
Защо повечето рисунки на Слънчевата система показват планетите близо една до друга?
- A Защото те наистина са близки
- B Защото в истински мащаб планетите биха били твърде малки, за да се видят на страницата
- C Защото рисунките показват планетите в най-близкото им приближаване
- D Поради светлинното замърсяване
Покажи отговора
B. Защото в истински мащаб планетите биха били твърде малки, за да се видят на страницата
Финалната линия
- Игра с интерактивните
- Прочетете урока
- Приемете предизвикателството
- Направих теста
Маркирайте урока завършен, за да го запазите в напредъка си на това устройство.
Урокът е завършен.
Следваща. Дни и години на всеки святДуми в този урок
Източници
- NASA NSSDCA Planetary Fact Sheet (diameters, distances)
- JPL SSD: Approximate Positions of the Planets (semi-major axes)
- NASA NSSDCA: Schoolyard Solar System scale model
Този урок е лицензиран CC BY-SA 4.0.