Этот урок был составлен Local Solar System Член группы по созданию Фонда, и его можно улучшить с помощью квалифицированного рецензента. Вы компетентны в этом вопросе? Предложить редактирование
Скала
Открыть полную страницуЗдесь все в истинном масштабе: размеры и расстояния в одинаковой пропорции. Каждый пиксель, который вы прокрутите, переносит вас 3 000 км.
Продолжайте прокручивание. Каждая картина, которую вы видели из солнечной системы, выжимала эту пустоту.
Меркурий идет впереди, где солнечный свет почти в семь раз сильнее, чем на Земле.
Вы пересекли 16,8 миллиона км с момента Меркурий.
Солнечный свет, проходящий через вас сейчас, покинул Солнце 5 мин 5 с лет назад.
Земля впереди. Смотрите, как маленький дом оказывается быть.
Марс все еще впереди 58,8 миллиона км.
Радиосообщение с Земли достигает Марса за 3-22 минуты, в зависимости от того, где находятся две планеты.
Вы могли бы выстроить 4 611 Земли рядом друг с другом в пространстве, которое вы пересекли с Земля.
Вы находитесь на 14% пути от Марс до Церера.
Вы пересекли 53,1 миллиона км с момента Марс.
Солнечный свет, проходящий через вас сейчас, покинул Солнце 17 мин 6 с лет назад.
Церера все еще впереди 79,6 миллиона км.
Вы находитесь внутри пояса астероидов. Ударили ли вы что-нибудь? В среднем, астероиды расположены на расстоянии около миллиона километров друг от друга.
Вы могли бы выстроить 12 497 Земли рядом друг с другом в пространстве, которое вы пересекли с Марс.
Вы находитесь на 17% пути от Церера до Юпитер.
Вы пересекли 122 миллиона км с момента Церера.
Солнечный свет, проходящий через вас сейчас, покинул Солнце 33 мин 8 с лет назад.
Юпитер все еще впереди 122 миллиона км.
Вы могли бы выстроить 23 846 Земли рядом друг с другом в пространстве, которое вы пересекли с Церера.
Вы находитесь на 10% пути от Юпитер до Сатурн.
Вы пересекли 130 миллионов км с момента Юпитер.
Солнечный свет, проходящий через вас сейчас, покинул Солнце 54 мин 5 с лет назад.
Сатурн все еще впереди 389 миллионов км.
«Вояджеру-1» потребовалось около 20 месяцев, чтобы пролететь от Юпитера до Сатурна.
Вы могли бы выстроить 30 529 Земли рядом друг с другом в пространстве, которое вы пересекли с Юпитер.
Вы находитесь на 70% пути от Юпитер до Сатурн.
Вы пересекли 519 миллионов км с момента Юпитер.
Солнечный свет, проходящий через вас сейчас, покинул Солнце 1 ч 16 мин лет назад.
Уран все еще впереди 1,31 миллиарда км.
Вы могли бы выстроить 20 605 Земли рядом друг с другом в пространстве, которое вы пересекли с Сатурн.
Вы находитесь на 27% пути от Сатурн до Уран.
Вы пересекли 525 миллионов км с момента Сатурн.
Уран обращается в два раза дальше от Солнца, чем Сатурн. Чем дальше вы идете, тем пуще он становится.
Солнечный свет, проходящий через вас сейчас, покинул Солнце 2 ч 3 мин лет назад.
Уран все еще впереди 525 миллионов км.
Вы могли бы выстроить 82 418 Земли рядом друг с другом в пространстве, которое вы пересекли с Сатурн.
Вы находитесь на 82% пути от Сатурн до Уран.
Вы пересекли 1,31 миллиарда км с момента Сатурн.
Солнечный свет, проходящий через вас сейчас, покинул Солнце 2 ч 48 мин лет назад.
Нептун все еще впереди 1,33 миллиарда км.
Вы могли бы выстроить 34 840 Земли рядом друг с другом в пространстве, которое вы пересекли с Уран.
Вы находитесь на 36% пути от Уран до Нептун.
Вы пересекли 740 миллионов км с момента Уран.
«Вояджеру-2» потребовалось около трёх с половиной лет, чтобы преодолеть этот разрыв, от Урана в 1986 году до Нептуна в 1989 году.
Солнечный свет, проходящий через вас сейчас, покинул Солнце 3 ч 37 мин лет назад.
Нептун все еще впереди 444 миллиона км.
Вы могли бы выстроить 104 519 Земли рядом друг с другом в пространстве, которое вы пересекли с Уран.
Вы находитесь на 91% пути от Уран до Нептун.
Вы пересекли 129 миллионов км с момента Нептун.
Солнечный свет, проходящий через вас сейчас, покинул Солнце 4 ч 24 мин лет назад.
Пояс Койпера: кольцо ледяных миров, настолько распространённое, что после Плутона «Новые горизонты» пролетел вблизи только одного из них.
Плутон все еще впереди 906 миллионов км.
Вы могли бы выстроить 50 798 Земли рядом друг с другом в пространстве, которое вы пересекли с Нептун.
Вы находитесь на 55% пути от Нептун до Плутон.
Вы пересекли 906 миллионов км с момента Нептун.
Новые горизонты, один из самых быстрых космических аппаратов когда-либо запущен, занял девять с половиной лет, чтобы достичь Плутона. Солнечный свет доходит до среднего расстояния Плутона в течение примерно пяти с половиной часов.
Солнечный свет, проходящий через вас сейчас, покинул Солнце 5 ч 15 мин лет назад.
Плутон все еще впереди 129 миллионов км.
Прокрутите вниз внутри рамки, чтобы лететь наружу, или запустите автопилот ниже.
Конец путешествия
Посмотри назад. Эта яркая звезда - Солнце.
Таблица данных (альтернативный текст)
| Мировой | Диаметр | Расстояние от Солнца | Время путешествия света от Солнца | пикселей |
|---|---|---|---|---|
| Меркурий | 4 879 км | 0,387 или | 3 мин 13 с | 19 303 |
| Венера | 12 104 км | 0,723 или | 6 мин 1 с | 36 070 |
| Земля | 12 742 км | 1 или | 8 мин 19 с | 49 866 |
| Марс | 6 779 км | 1,52 или | 12 мин 40 с | 75 981 |
| Церера | 939 км | 2,77 или | 23 мин 0 с | 137 907 |
| Юпитер | 139 822 км | 5,2 или | 43 мин 16 с | 259 447 |
| Сатурн | 116 464 км | 9,54 или | 1 ч 19 мин | 475 555 |
| Уран | 50 724 км | 19,2 или | 2 ч 40 мин | 956 886 |
| Нептун | 49 244 км | 30,1 или | 4 ч 10 мин | 1 499 465 |
| Плутон | 2 377 км | 39,6 или | 5 ч 29 мин | 1 974 125 |
Почти каждая картина солнечной системы лжет. Чтобы поместить их на одну страницу, планеты сжимаются вместе и увеличиваются в размерах. Прогуляйтесь по нему в полном масштабе и вы обнаружите настоящую звезду шоу: пустоты.
Солнечная система состоит в основном из пустого пространства, и эта пустота является всей историей.
Посмотри.
Большинство картинок солнечной системы сжимают планеты вместе, как бусины на нити, и рисуют их слишком большими. Они должны: в истинном масштабе страница была бы почти полностью пустой.
Сначала угадайте: если бы Солнце было пляжным мячом, как далеко была бы от него Земля? Шаг? Комната? Улица?
Улица. Если взять Солнце в виде 1-метрового шара, то Земля представляет собой горошек размером 9 мм на расстоянии около 107 метров: это примерно длина футбольного поля. Держите эту картину в уме, когда вы путешествуете.
Приведенная выше Масштабная Прогулка нарисована в истинном масштабе: размеры и расстояния в равной пропорции. Каждый пиксель, который вы прокручиваете, переносит вас на расстояние 3000 км. Прокрутите экран, нажмите Следующий мир или нажмите планету на карте путешествия вверху.
- Карта пути также должна быть масштабирована. Белый маркер - это ты. Обратите внимание, как Солнце и четыре внутренние планеты собрались вместе слева.
- Счетчик пробега подсчитывает километры и время, которое потребовалось солнечному свету, чтобы добраться до места, где вы находитесь.
- Когда вы останавливаетесь рядом с миром, камера блокируется и наклоняется вперед (увеличение показано рядом со строкой масштаба), а карта говорит вам, где вы находитесь.
- Earth, глобус диаметром 12,742 км, находится почти в 50,000 прокрученных пикселях от Солнца. Neptune находится на расстоянии около 1.5 миллионов пикселей.
Обратите внимание, какая часть путешествия просто черная, с лишь несколькими строками повествования, дрейфующими мимо. Это настоящая солнечная система: крошечные миры, разделенные огромной пустотой.
Понимаю
Масштабная модель делит каждую длину на то же число. Здесь число 3000: 3000 км реального пространства становится 1 пикселем.
| Мировой | Реальный диаметр | Диаметр в точке 1 px = 3,000 км | Расстояние от Солнца | В этом масштабе |
|---|---|---|---|---|
| Солнце | 1,391,400 км | 464 пикселей | 0 | 0 |
| Земля | 12,742 км | 4 пикселя | 149,6 млн. км | 49,866 пикселей |
| Юпитер | 139,822 км | 47 пикселей | 778,3 млн. км | 259,437 пикселей |
| Нептун | 49,244 км | 16 пикселей | 4,498 млн. км | 1,499,000 пикселей |
Удобное сравнение использует Солнце как 1-метровый шар. Разделите все на диаметр Солнца (1,39 миллиона км):
- Земля - это горох 9 мм, на расстоянии 107 м.
- Юпитер - это 10 см грейпфрут, на расстоянии 560 м.
- Нептун - это 3,5-сантиметровый мрамор на расстоянии 3,2 км.
- Ближайшая звезда, Проксима Центавра, будет еще одним шаром на расстоянии около 29000 км: более двух третей пути вокруг реальной Земли.
Попробуйте автопилот на 1 ×, реальная скорость света. Вы перемещаетесь со скоростью 100 пикселей в секунду, что на экране выглядит медленно. Настоящему солнечному свету действительно требуется 8 минут, чтобы достичь Земли и более 4 часов, чтобы достичь Нептуна. Более быстрые настройки сжимают время, а не расстояние: автопилот все еще тормозит и останавливает в каждом мире.
Угадайте первым: прокручивая с помощью колеса мыши, вы двигаетесь быстрее или медленнее света?
Гораздо быстрее. Быстрый поворот переносит вас на миллионы километров в секунду, часто в десять и более раз быстрее скорости света; показания скорости под счетчиком показывают это. Даже так, внешние планеты занимают много времени для достижения. Вот насколько велики расстояния.
Мастер
Два отдельных сжатия искажают нормальные диаграммы: масштаб размер и масштаб расстояние. Отношение расстояния Солнце-Нептун (4.5 × 10⁹ км) к диаметру Земли (1.27 × 10⁴ км) составляет около 350,000. Экран высотой 1000 пикселей может разрешить диапазон около 1000, так что ни одно статическое изображение не может показать и планеты, и их расстояния. Интерактивное увеличение, логарифмические оси или модель длины прокрутки, как эта, являются единственными честными вариантами.
Это также причина, по которой на этом сайте предлагаются два режима. Readable scale сжимает расстояние квадратным корнем (r_screen ∝ √r) и рисует планеты в фиксированных читаемых размерах. True scale является линейным как по размеру, так и по расстоянию, поэтому планеты уменьшаются до субпиксельных точек.
Пустота имеет последствия для космических полетов. Путешествие между планетами не похоже на поездку между городами: планеты движутся, расстояния огромны, а стоимость энергии зависит гораздо больше от изменения скорости, чем от расстояния. Эта идея, delta-v, лежит в основе пути Навигатора.
И последний факт: пояс астероидов, зачастую изображаемая в виде переполненного поля камней, настолько разрежена, что космические аппараты могут проходить через нее без каких-либо специальных маневров. Пояс Койпера за пределами Нептуна еще более пуст.
Попробуйте
Установите скорость автопилота на 1× и нажмите "Путешествие со скоростью света". Смотрите на световые часы, когда вы достигаете Земли: около 8 минут 20 секунд. Перед тем как посмотреть в таблицу, угадайте, сколько времени займет то же самое путешествие до Нептуна, а затем проверьте.
Отлично. Проблемы - это то, где обучение прилипает.
Быстрый тест
3 быстрые вопросы. Выберите ответ, чтобы увидеть, если вы правы.
-
Если бы Солнце было шаром шириной в 1 метр, то насколько большая была бы Земля?
- A Футбол
- B Грейпфрут
- C Около 9 мм, как горох
- D Около 1 мм
Показать ответ
C. Около 9 мм, как горох Солнце примерно в 109 раз шире Земли, так что 1 м ÷ 109 ≈ 9 мм.
-
В таком же масштабе, насколько далеко будет находиться Земля от 1-метрового Солнца?
- A Около 1 метра
- B Около 10 метров
- C Около 107 метров
- D Около 1 км
Показать ответ
C. Около 107 метров 1 а.е. равняется примерно 107,5 диаметрам Солнца, так что Земля была бы горошком на расстоянии футбольного поля.
-
Почему на большинстве рисунков Солнечной системы планеты показаны близко друг к другу?
- A Потому что они близки
- B Потому что в истинном масштабе планеты были бы слишком малы, чтобы видеть на странице
- C Потому что рисунки показывают планеты в их ближайшем приближении
- D Из-за светового загрязнения
Показать ответ
B. Потому что в истинном масштабе планеты были бы слишком малы, чтобы видеть на странице
Финальная линия
- Играл с интерактивным
- Прочитайте урок
- Сделал вызов
- Сдал тест
Пометьте урок завершенным, чтобы сохранить его в вашем прогрессе на этом устройстве.
Урок закончен.
Далее Дни и годы в каждом миреСлова в этом уроке
Источники
- NASA NSSDCA Planetary Fact Sheet (diameters, distances)
- JPL SSD: Approximate Positions of the Planets (semi-major axes)
- NASA NSSDCA: Schoolyard Solar System scale model
Этот урок лицензирован CC BY-SA 4.0.