Цей урок був написаний членом команди Local Solar System Foundation і може бути покращений кваліфікованим рецензентом. Чи ви маєте кваліфікацію з цієї теми? Запропонуйте редагування
Шлях масштабу
Відкрити всю сторінкуТут все показано у справжньому масштабі: розміри і відстані пропорційно. Кожен піксель, який ви прокрутите, перенесе вас на 3 000 км.
Прокручуй далі. Кожне зображення сонячної системи, яке ти бачив, витісняло цю порожнечу.
Меркурій йде вперед, де сонячне світло майже в сім разів сильніше, ніж на Землі.
Ще нічого. Ви перетнули 16,8 мільйона км з Меркурій.
Сонячне світло, що проходить через вас, залишило Сонце 5 хв 5 с років тому.
Земля впереді, дивись, яким маленьким виявляється дім.
Марс все ще 58,8 мільйона км вперед.
Радіоповідомлення з Землі досягає Марса за 3-22 хвилини, залежно від того, де знаходяться дві планети.
Ви можете вирівняти 4 611 Землі поруч одна з одною в просторі, який ви перетнули з Земля.
Ви знаходитесь на 14% шляху від Марс до Церера.
Ще нічого. Ви перетнули 53,1 мільйона км з Марс.
Сонячне світло, що проходить через вас, залишило Сонце 17 хв 6 с років тому.
Церера все ще 79,6 мільйона км вперед.
Ви знаходитесь всередині поясу астероїдів. Чи ви вдарили що-небудь? У середньому, відстань між астероїдами становить близько мільйона кілометрів.
Ви можете вирівняти 12 497 Землі поруч одна з одною в просторі, який ви перетнули з Марс.
Ви знаходитесь на 17% шляху від Церера до Юпітер.
Ще нічого. Ви перетнули 122 мільйони км з Церера.
Сонячне світло, що проходить через вас, залишило Сонце 33 хв 8 с років тому.
Юпітер все ще 122 мільйони км вперед.
Ви можете вирівняти 23 846 Землі поруч одна з одною в просторі, який ви перетнули з Церера.
Ви знаходитесь на 10% шляху від Юпітер до Сатурн.
Ще нічого. Ви перетнули 130 мільйонів км з Юпітер.
Сонячне світло, що проходить через вас, залишило Сонце 54 хв 5 с років тому.
Сатурн все ще 389 мільйонів км вперед.
Вояджер-1 провів близько 20 місяців у подорожі від Юпітера до Сатурна.
Ви можете вирівняти 30 529 Землі поруч одна з одною в просторі, який ви перетнули з Юпітер.
Ви знаходитесь на 70% шляху від Юпітер до Сатурн.
Ще нічого. Ви перетнули 519 мільйонів км з Юпітер.
Сонячне світло, що проходить через вас, залишило Сонце 1 год 16 хв років тому.
Уран все ще 1,31 мільярда км вперед.
Ви можете вирівняти 20 605 Землі поруч одна з одною в просторі, який ви перетнули з Сатурн.
Ви знаходитесь на 27% шляху від Сатурн до Уран.
Ще нічого. Ви перетнули 525 мільйонів км з Сатурн.
Уран обертається на відстані, вдвічі більшій за відстань від Сонця, ніж Сатурн. Чим далі ви віддаляєтесь від планети, тим більше вона порожня.
Сонячне світло, що проходить через вас, залишило Сонце 2 год 3 хв років тому.
Уран все ще 525 мільйонів км вперед.
Ви можете вирівняти 82 418 Землі поруч одна з одною в просторі, який ви перетнули з Сатурн.
Ви знаходитесь на 82% шляху від Сатурн до Уран.
Ще нічого. Ви перетнули 1,31 мільярда км з Сатурн.
Сонячне світло, що проходить через вас, залишило Сонце 2 год 48 хв років тому.
Нептун все ще 1,33 мільярда км вперед.
Ви можете вирівняти 34 840 Землі поруч одна з одною в просторі, який ви перетнули з Уран.
Ви знаходитесь на 36% шляху від Уран до Нептун.
Ще нічого. Ви перетнули 740 мільйонів км з Уран.
«Вояджеру-2» знадобилося близько трьох з половиною років, щоб перетнути цю відстань, від Урана в 1986 році до Нептуна в 1989 році.
Сонячне світло, що проходить через вас, залишило Сонце 3 год 37 хв років тому.
Нептун все ще 444 мільйони км вперед.
Ви можете вирівняти 104 519 Землі поруч одна з одною в просторі, який ви перетнули з Уран.
Ви знаходитесь на 91% шляху від Уран до Нептун.
Ще нічого. Ви перетнули 129 мільйонів км з Нептун.
Сонячне світло, що проходить через вас, залишило Сонце 4 год 24 хв років тому.
Пояс Койпера: кільце льодяних світів настільки розкидане, що після Плутона, New Horizons пролетів близько лише до одного з них.
Плутон все ще 906 мільйонів км вперед.
Ви можете вирівняти 50 798 Землі поруч одна з одною в просторі, який ви перетнули з Нептун.
Ви знаходитесь на 55% шляху від Нептун до Плутон.
Ще нічого. Ви перетнули 906 мільйонів км з Нептун.
"Нові горизонти", один з найшвидших космічних апаратів, що коли-небудь запускалися, досяг Плутона дев' ять з половиною років тому. Сонячне світло досягає середньої відстані Плутона приблизно за п' ять з половиною годин.
Сонячне світло, що проходить через вас, залишило Сонце 5 год 15 хв років тому.
Плутон все ще 129 мільйонів км вперед.
Прокрутіть вниз у рамку, щоб полетіти назовні або запустити автопілот нижче.
Кінець подорожі
Поглянь назад. Ця яскрава зірка - це Сонце.
Таблиця даних (альтернатива тексту)
| Світ | Діаметр | Відстань від Сонця | Час руху світла від Сонця | пікселів |
|---|---|---|---|---|
| Меркурій | 4 879 км | 0,387 або | 3 хв 13 с | 19 303 |
| Венера | 12 104 км | 0,723 або | 6 хв 1 с | 36 070 |
| Земля | 12 742 км | 1 або | 8 хв 19 с | 49 866 |
| Марс | 6 779 км | 1,52 або | 12 хв 40 с | 75 981 |
| Церера | 939 км | 2,77 або | 23 хв 0 с | 137 907 |
| Юпітер | 139 822 км | 5,2 або | 43 хв 16 с | 259 447 |
| Сатурн | 116 464 км | 9,54 або | 1 год 19 хв | 475 555 |
| Уран | 50 724 км | 19,2 або | 2 год 40 хв | 956 886 |
| Нептун | 49 244 км | 30,1 або | 4 год 10 хв | 1 499 465 |
| Плутон | 2 377 км | 39,6 або | 5 год 29 хв | 1 974 125 |
Майже кожна картинка сонячної системи брехлива. Щоб вмістити їх на сторінку, планети стиснуті разом і роздроблені. Прогуляйтесь по нему в справжньому масштабі і ви відкриєте справжню зірку шоу: порожній простір.
Сонячна система в основному порожній простір, і ця порожнеча є всею історією.
Дивіться.
Більшість картинок сонячної системи стиснуть планети разом, як бусинки на нитки, і намалюють їх надто великими. Вони повинні: в реальному масштабі, сторінка була б майже повністю порожньою.
Спочатку вгадайте: якби Сонце було пляжним м' ячем, наскільки далеко була б Земля? Крок? Кімната? Вулиця?
Вулиця. З Сонцем як 1-метровим м’ячем, Земля є 9-міліметровим горошком на відстані близько 107 метрів: приблизно довжина футбольного поля. Не забудьте про це, коли будете подорожувати.
Наведену вище схему « Прогулянка за масштабом » було намальовано у справжньому масштабі: розміри і відстані в однакових пропорціях. Кожен піксель, який ви прокручуєте, переносить вас на 3000 км. Прокрутіть рамку, натисніть Наступний світ або клацніть планету на карті подорожі у верхній частині.
- карта подорожі також має масштаб. Білий маркер - це ти. Зауважте, як Сонце і чотири внутрішні планети зібралися разом на крайньому ліво.
- Одометр підраховує кілометри і час, який знадобився сонячному світлу для того, щоб дістатися до місця, де ви перебуваєте.
- Коли ви зупинитеся біля світу, камера буде заблоковано і нахилено (рівень збільшення буде показано поряд зі смужкою масштабування), а карта покаже вам місце, де ви знаходитесь.
- Earth, глобус 12,742 км в діаметрі, майже 50,000 прокручених пікселів від Сонця. Neptune знаходиться на відстані близько 1.5 мільйонів пікселів.
Зауважте, як багато з подорожі просто чорно, з лише декількома рядками оповідання дрейфують. Це справжня сонячна система: маленькі світи, відокремлені величезною порожнечею.
Розумію
Модель масштабу ділить кожну довжину на одне й те саме число. Тут число 3000: 3000 км реального простору стає 1 піксель.
| Світ | Справжній діаметр | Діаметр на 1 піксель = 3000 км | Відстань від Сонця | У цьому масштабі |
|---|---|---|---|---|
| Сонце | 1,391,400 km | 464 пікселів | 0 | 0 |
| Земля | 12,742 км | 4 пк | 149.6 million km | 49866 пікселів |
| Юпітер | 139,822 км | 47 пк | 778.3 million km | 259437 пікселів |
| Нептун | 49,244 km | 16 пк | 4,498 million km | 1,499,000 px |
Зручне порівняння використовує Сонце як 1-метровий м’яч. Поділити всі значення на діаметр Сонця (1.39 мільйонів км):
- Земля - це 9-міліметровий горох, на відстані 107 метрів.
- Юпітер - це 10-сантиметровий грейпфрут, на відстані 560 метрів.
- Нептун - це 3,5-сантиметровий шар на відстані 3,2 км.
- Найближча зірка, Проксима Центавра, була б іншою кулею на відстані близько 29000 км: більше двох третин шляху навколо реальної Землі.
Спробуйте автопілот на 1x, справжньої швидкості світла. Ви рухаєтеся зі швидкістю 100 пікселів за секунду, що на екрані виглядає повільно. Справжньому сонячному світлу дійсно потрібно 8 хвилин, щоб дістатися до Землі і більше 4 годин, щоб дістатися Нептуна. Швидші параметри стискають час, а не відстань: автопілот все ще гальмує і паузує на кожному світі.
Спочатку вгадайте: якщо прокручувати коліщатко мишки, ви рухаєтеся швидше або повільніше за швидкість світла?
Набагато швидше. Швидкий прокат переносить вас на мільйони кілометрів за секунду, часто в десять і більше разів швидше світла; показник швидкості під одометром це показує. Але навіть тоді, зовнішні планети потребують багато часу для досягнення. Так великі відстані.
Майстер
Два окремі стиснення спотворюють нормальні діаграми: масштаб розмір і масштаб відстань. Відношення відстані Сонце-Нептун (4.5 × 10⁹ км) до діаметра Землі (1.27 × 10⁴ км) становить близько 350,000. Екран висотою 1000 пікселів може розрізняти діапазон близько 1000, отже жодне статичне зображення не може показувати планети і їх відстань. Інтерактивне збільшення, логарифмічні осі або модель довжини прокрутки, як ця, є єдиними чесними варіантами.
Саме тому на цьому сайті пропонується два режими. Читабельний масштаб стискає відстань за квадратним коренем (r_ screen ∝ √r) і показує планети у фіксованих читабельних розмірах. Справжній масштаб є лінійним як за розміром, так і за відстанню, отже планети зменшуються до субпіксельних точок.
Порожнеча має наслідки для космічних польотів. Подорожування між планетами не схоже на пересування між містами: планети рухаються, відстані величезні, а вартість енергії залежить набагато більше від змін швидкості, ніж від відстані. Ця ідея, delta-v, лежить в основі шляху Навігатора.
Останній факт: пояс астероїдів, часто зображується як переповнене поле каменів, настільки розріджене, що космічні кораблі проходять через нього без особливих маневрів. Пояс Койпера за межами Нептуна ще порожній.
Попробуй.
Встановіть швидкість автопілота на 1× і натисніть « Подорожувати зі швидкістю світла ». Дивитися на годинник за світловим часом, коли ви досягнете Землі: приблизно 8 хвилин 20 секунд. Перед тим як подивитися на таблицю, вгадайте, скільки часу знадобиться для такої ж подорожі до Нептуна, а потім перевірте.
Виклики - це те, що тримає учня на плаву.
Швидкий тест
3 швидкі питання. Виберіть відповідь, щоб перевірити, чи ви правильні.
-
Якщо б Сонце було кулею завширшки 1 метр, наскільки велика була б Земля?
- A Футбольний м'яч
- B Грейпфрут.
- C Приблизно 9 мм, як горох.
- D Близько 1 міліметра
Показати відповідь
C. Приблизно 9 мм, як горох. Сонце приблизно в 109 разів ширше, ніж Земля, тому 1 м ÷ 109 ≈ 9 мм.
-
У цьому ж масштабі, наскільки далеко Земля буде від 1-метрового Сонця?
- A Приблизно 1 метр
- B Близько 10 метрів.
- C Близько 107 метрів.
- D Приблизно 1 кілометр.
Показати відповідь
C. Близько 107 метрів. 1 а. о. це приблизно 107,5 діаметрів Сонця, тому Земля була б горошком на відстані футбольного поля.
-
Чому на більшості малюнків Сонячної системи планети зображені поруч?
- A Бо вони дійсно близькі.
- B Тому що в реальному масштабі планети були б занадто малими, щоб їх було видно на сторінці.
- C Тому що на малюнках зображені планети в найближчому до них місці.
- D Через світлове забруднення
Показати відповідь
B. Тому що в реальному масштабі планети були б занадто малими, щоб їх було видно на сторінці.
Рядок завершення
- Грали з інтерактивним
- Прочитати урок
- Я зробив виклик
- Здав тест
Позначити урок завершеним, щоб зберегти його у вашому прогресі на цьому пристрої.
Урок завершено.
Наступний вгору Дні і роки на кожному світіСлова в цьому уроку
Джерела
- NASA NSSDCA Planetary Fact Sheet (diameters, distances)
- JPL SSD: Approximate Positions of the Planets (semi-major axes)
- NASA NSSDCA: Schoolyard Solar System scale model
Цей урок ліцензований CC BY-SA 4.0.