Bài học này được soạn thảo bởi một thành viên của nhóm Local Solar System Foundation và có thể được cải thiện bởi một người đánh giá có năng lực. Anh có đủ năng lực trong lĩnh vực này không?
Đi theo thang
Mở toàn trangMọi thứ ở đây đều có kích thước thực: kích cỡ và khoảng cách theo cùng tỷ lệ. Mỗi điểm ảnh bạn cuộn sẽ mang đến cho bạn 3.000 km.
Mỗi bức ảnh mà các bạn đã thấy về hệ mặt trời đều đẩy cái khoảng trống này ra.
Sao Thủy đang dẫn đầu, nơi ánh sáng mặt trời mạnh gấp gần bảy lần so với Trái Đất.
Vẫn không có gì. Bạn đã vượt 16,8 triệu km kể từ Sao Thủy.
Ánh sáng mặt trời đang đi qua bạn giờ đã rời Mặt Trời 5 phút 5 giây trước.
Trái đất đang đi trước, xem nhà nhỏ của chúng ta ra sao.
Sao Hỏa vẫn còn 58,8 triệu km phía trước.
Một thông điệp vô tuyến từ Trái Đất mất khoảng 3 đến 22 phút để tới được Sao Hỏa, tùy thuộc vào vị trí của hai hành tinh.
Bạn có thể xếp 4.611 Trái Đất cạnh nhau trong không gian bạn đã vượt qua kể từ Trái Đất.
Bạn là 14% của con đường từ Sao Hỏa đến Ceres.
Vẫn không có gì. Bạn đã vượt 53,1 triệu km kể từ Sao Hỏa.
Ánh sáng mặt trời đang đi qua bạn giờ đã rời Mặt Trời 17 phút 6 giây trước.
Ceres vẫn còn 79,6 triệu km phía trước.
Anh đang ở trong vành đai tiểu hành tinh. Anh có đụng gì không? Trung bình các tiểu hành tinh cách nhau khoảng một triệu kilômét.
Bạn có thể xếp 12.497 Trái Đất cạnh nhau trong không gian bạn đã vượt qua kể từ Sao Hỏa.
Bạn là 17% của con đường từ Ceres đến Sao Mộc.
Vẫn không có gì. Bạn đã vượt 122 triệu km kể từ Ceres.
Ánh sáng mặt trời đang đi qua bạn giờ đã rời Mặt Trời 33 phút 8 giây trước.
Sao Mộc vẫn còn 122 triệu km phía trước.
Bạn có thể xếp 23.846 Trái Đất cạnh nhau trong không gian bạn đã vượt qua kể từ Ceres.
Bạn là 10% của con đường từ Sao Mộc đến Sao Thổ.
Vẫn không có gì. Bạn đã vượt 130 triệu km kể từ Sao Mộc.
Ánh sáng mặt trời đang đi qua bạn giờ đã rời Mặt Trời 54 phút 5 giây trước.
Sao Thổ vẫn còn 389 triệu km phía trước.
Voyager 1 mất khoảng 20 tháng để bay từ Sao Mộc đến Sao Thổ.
Bạn có thể xếp 30.529 Trái Đất cạnh nhau trong không gian bạn đã vượt qua kể từ Sao Mộc.
Bạn là 70% của con đường từ Sao Mộc đến Sao Thổ.
Vẫn không có gì. Bạn đã vượt 519 triệu km kể từ Sao Mộc.
Ánh sáng mặt trời đang đi qua bạn giờ đã rời Mặt Trời 1 giờ 16 phút trước.
Sao Thiên Vương vẫn còn 1,31 tỷ km phía trước.
Bạn có thể xếp 20.605 Trái Đất cạnh nhau trong không gian bạn đã vượt qua kể từ Sao Thổ.
Bạn là 27% của con đường từ Sao Thổ đến Sao Thiên Vương.
Vẫn không có gì. Bạn đã vượt 525 triệu km kể từ Sao Thổ.
Sao Thiên Vương cách Mặt Trời gấp đôi Sao Thổ, và càng đi xa thì nó càng trống rỗng.
Ánh sáng mặt trời đang đi qua bạn giờ đã rời Mặt Trời 2 giờ 3 phút trước.
Sao Thiên Vương vẫn còn 525 triệu km phía trước.
Bạn có thể xếp 82.418 Trái Đất cạnh nhau trong không gian bạn đã vượt qua kể từ Sao Thổ.
Bạn là 82% của con đường từ Sao Thổ đến Sao Thiên Vương.
Vẫn không có gì. Bạn đã vượt 1,31 tỷ km kể từ Sao Thổ.
Ánh sáng mặt trời đang đi qua bạn giờ đã rời Mặt Trời 2 giờ 48 phút trước.
Sao Hải Vương vẫn còn 1,33 tỷ km phía trước.
Bạn có thể xếp 34.840 Trái Đất cạnh nhau trong không gian bạn đã vượt qua kể từ Sao Thiên Vương.
Bạn là 36% của con đường từ Sao Thiên Vương đến Sao Hải Vương.
Vẫn không có gì. Bạn đã vượt 740 triệu km kể từ Sao Thiên Vương.
Voyager 2 mất khoảng ba năm rưỡi để vượt qua khoảng cách này, từ Sao Thiên Vương vào năm 1986 đến Sao Hải Vương vào năm 1989.
Ánh sáng mặt trời đang đi qua bạn giờ đã rời Mặt Trời 3 giờ 37 phút trước.
Sao Hải Vương vẫn còn 444 triệu km phía trước.
Bạn có thể xếp 104.519 Trái Đất cạnh nhau trong không gian bạn đã vượt qua kể từ Sao Thiên Vương.
Bạn là 91% của con đường từ Sao Thiên Vương đến Sao Hải Vương.
Vẫn không có gì. Bạn đã vượt 129 triệu km kể từ Sao Hải Vương.
Ánh sáng mặt trời đang đi qua bạn giờ đã rời Mặt Trời 4 giờ 24 phút trước.
Vành đai Kuiper: một vành đai các thế giới băng tan chảy đến nỗi sau Pluto, New Horizons chỉ bay gần một trong số chúng.
Sao Diêm Vương vẫn còn 906 triệu km phía trước.
Bạn có thể xếp 50.798 Trái Đất cạnh nhau trong không gian bạn đã vượt qua kể từ Sao Hải Vương.
Bạn là 55% của con đường từ Sao Hải Vương đến Sao Diêm Vương.
Vẫn không có gì. Bạn đã vượt 906 triệu km kể từ Sao Hải Vương.
New Horizons, một trong những tàu vũ trụ nhanh nhất từng được phóng lên, mất chín năm rưỡi để đến Pluto. Ánh sáng mặt trời đến khoảng cách trung bình của Sao Diêm Vương trong khoảng năm giờ rưỡi.
Ánh sáng mặt trời đang đi qua bạn giờ đã rời Mặt Trời 5 giờ 15 phút trước.
Sao Diêm Vương vẫn còn 129 triệu km phía trước.
Chuyển xuống bên trong khung để bay ra ngoài, hoặc khởi động phi công tự động ở dưới.
Cuối hành trình
Nhìn lại, ngôi sao sáng đó là Mặt Trời.
Bảng dữ liệu (đơn vị thay thế)
| Thế giới | Đường kính | Khoảng cách từ Mặt Trời | Thời gian đi của ánh sáng từ Mặt Trời | px |
|---|---|---|---|---|
| Sao Thủy | 4.879 km | 0,387 hoặc | 3 phút 13 giây | 19.303 |
| Sao Kim | 12.104 km | 0,723 hoặc | 6 phút 1 giây | 36.070 |
| Trái Đất | 12.742 km | 1 hoặc | 8 phút 19 giây | 49.866 |
| Sao Hỏa | 6.779 km | 1,52 hoặc | 12 phút 40 giây | 75.981 |
| Ceres | 939 km | 2,77 hoặc | 23 phút 0 giây | 137.907 |
| Sao Mộc | 139.822 km | 5,2 hoặc | 43 phút 16 giây | 259.447 |
| Sao Thổ | 116.464 km | 9,54 hoặc | 1 giờ 19 phút | 475.555 |
| Sao Thiên Vương | 50.724 km | 19,2 hoặc | 2 giờ 40 phút | 956.886 |
| Sao Hải Vương | 49.244 km | 30,1 hoặc | 4 giờ 10 phút | 1.499.465 |
| Sao Diêm Vương | 2.377 km | 39,6 hoặc | 5 giờ 29 phút | 1.974.125 |
Hầu hết mọi bức ảnh về hệ mặt trời đều nói dối. Để phù hợp với một trang, các hành tinh được ép chặt lại và kích thước của chúng được tăng lên. Đi bộ qua nó theo tỉ lệ thật và bạn sẽ khám phá ra ngôi sao thực sự của chương trình: không gian trống rỗng.
Hệ Mặt Trời chủ yếu là không gian trống rỗng, và sự trống rỗng đó chính là toàn bộ câu chuyện.
Nhìn kìa.
Hầu hết các bức ảnh về hệ mặt trời nhấn mạnh các hành tinh như những hạt trên một sợi dây, và vẽ chúng quá lớn. Chúng phải: ở quy mô thực, một trang sẽ gần như hoàn toàn trống.
Đoán xem trước: nếu Mặt Trời là một quả bóng biển, Trái Đất sẽ cách xa bao nhiêu?
Một con phố. Với Mặt Trời là một quả bóng 1 mét, Trái Đất là một viên đậu xanh 9 mm cách khoảng 107 mét: xấp xỉ chiều dài của một sân bóng đá. Hãy nhớ bức ảnh đó khi đi du lịch.
Scale Walk ở trên được vẽ tại tỷ lệ thực: kích thước và khoảng cách theo cùng tỷ lệ. Mỗi điểm ảnh mà bạn cuộn sẽ đưa bạn 3000 km. Chuyển bên trong khung, nhấn Next world, hoặc nhấn một hành tinh trên bản đồ chuyến đi ở phía trên.
- Bản đồ hành trình cũng phải được quy mô hóa. Điểm trắng là anh. Nhìn xem Mặt Trời và bốn hành tinh bên trong tụ tập lại ở phía xa bên trái.
-
- Đúng vậy. Kiểm tra Đếm khoảng cách và thời gian ánh sáng mặt trời cần để đến nơi anh đang ở.
- Khi bạn dừng gần một thế giới, máy ảnh khóa và nghiêng về phía trước (tầm nhìn được hiển thị bên cạnh thanh thang), và một thẻ cho biết bạn đang ở đâu.
- Trái Đất, một quả cầu đường kính 12.742 km, cách Mặt Trời gần 50.000 điểm ảnh cuộn. Sao Hải Vương cách khoảng 1,5 triệu điểm ảnh.
Nhìn xem phần lớn chuyến đi chỉ là đen tối, với chỉ vài dòng kể chuyện trôi qua. Đó là hệ mặt trời thật: những thế giới nhỏ tách biệt bởi sự trống rỗng khổng lồ.
Hiểu rồi.
Một mô hình quy mô chia mỗi chiều dài bằng cùng một số. Ở đây con số là 3.000: 3.000 km không gian thực trở thành 1 pixel.
| Thế giới | Đường kính thực | Đường kính tại 1 px = 3000 km | Khoảng cách từ Mặt Trời | Với quy mô này |
|---|---|---|---|---|
| Mặt Trời | 1.391.400 km | 464 px | 0 | 0 |
| Trái Đất | 12,742 km | 4 px | 149,6 triệu km | 49,866 px |
| Sao Mộc | 139,822 km | 47 điểm | 778,3 triệu km | 259,437 px |
| Sao Hải Vương | 49,244 km | 16 px | 4,498 triệu km | 1.499.000 điểm ảnh |
Một so sánh dễ dàng sử dụng Mặt Trời như một quả bóng 1 mét. Chia mọi thứ bằng đường kính Mặt Trời (1,39 triệu km):
- Trái Đất là một hạt đậu 9mm, cách xa 107m.
- Sao Mộc là một quả bưởi 10 cm, cách xa 560 m.
- Sao Hải Vương là một viên đá cẩm thạch 3,5 cm, cách xa 3,2 km.
- Ngôi sao gần nhất, Proxima Centauri, sẽ là một quả cầu khác cách khoảng 29.000 km: hơn hai phần ba đường đi quanh Trái Đất thực sự.
Thử điều khiển tự động ở tốc độ 1x, tốc độ ánh sáng thực sự. Bạn di chuyển 100 điểm ảnh trên giây, cảm giác chậm trên màn hình. Ánh sáng mặt trời thực sự cần 8 phút để đến Trái Đất và hơn 4 giờ để đến Sao Hải Vương. Các cài đặt nhanh hơn nén thời gian, không phải khoảng cách: phi công tự động vẫn phanh và tạm dừng ở mỗi thế giới.
Đoán trước đi: cuộn với bánh xe chuột, bạn đang di chuyển nhanh hơn hay chậm hơn ánh sáng?
Nhanh hơn nhiều. Một cuộn nhanh chóng mang bạn hàng triệu kilômét mỗi giây, thường là mười lần hoặc nhiều hơn tốc độ ánh sáng; tốc độ đọc dưới dải đo km cho thấy nó. Dù sao thì, các hành tinh bên ngoài cũng mất rất nhiều thời gian để đến được. Khoảng cách lớn đến thế.
Thầy
Hai nén riêng biệt làm biến dạng các biểu đồ bình thường: quy mô size và quy mô distance. Tỷ lệ khoảng cách Mặt Trời-Hải Vương Tinh (4,5 × 10⁹ km) với đường kính Trái Đất (1,27 × 10⁴ km) là khoảng 350.000. Một màn hình cao 1.000 điểm ảnh có thể giải quyết một phạm vi khoảng 1.000, vì vậy không có một bức ảnh tĩnh nào có thể cho thấy cả các hành tinh và khoảng cách của chúng. Zoom tương tác, trục logarit hay một mô hình cuộn dài như thế này là những lựa chọn trung thực duy nhất.
Đây cũng là lý do tại sao trang web này cung cấp hai chế độ. Mức độ đọc được nén khoảng cách với một căn bậc hai (r_screen ∝ √r) và vẽ các hành tinh ở kích thước đọc được cố định. Mức độ thực sự là tuyến tính cả về kích thước lẫn khoảng cách, vì vậy các hành tinh thu nhỏ thành các chấm sub-pixel.
Sự trống rỗng có hậu quả cho chuyến bay không gian. Du lịch giữa các hành tinh không giống như lái xe giữa các thành phố: các hành tinh di chuyển, khoảng cách rất lớn, và chi phí năng lượng phụ thuộc nhiều hơn vào sự thay đổi tốc độ hơn là khoảng cách. Ý tưởng đó, delta-v, là trung tâm của con đường Navigator.
Một sự thật cuối cùng: vành đai tiểu hành tinh, thường được vẽ như một cánh đồng đá đông đúc, là rất rải rác mà tàu vũ trụ đi qua nó không có bất kỳ động tác đặc biệt nào. Vành đai Kuiper bên ngoài Sao Hải Vương còn trống rỗng hơn.
Thử đi.
Đặt tốc độ lái tự động lên 1× và nhấn 'Du hành với tốc độ ánh sáng'. Xem đồng hồ thời gian ánh sáng khi bạn đến Trái đất: khoảng 8 phút 20 giây. Trước khi xem bảng, đoán xem chuyến đi tới Sao Hải Vương mất bao lâu, rồi kiểm tra lại.
Thử thách là nơi mà việc học tập được giữ lại.
Thử thách nhanh
3 câu hỏi nhanh. Chọn một câu trả lời để xem bạn có đúng không.
-
Nếu Mặt Trời là một quả bóng rộng 1 mét, Trái Đất sẽ lớn cỡ nào?
- A Một quả bóng
- B Một quả bưởi.
- C Khoảng 9mm, như một quả đậu
- D Khoảng 1 milimet.
Hiện câu trả lời
C. Khoảng 9mm, như một quả đậu Mặt Trời rộng hơn Trái Đất khoảng 109 lần, vì vậy 1 m ÷ 109 ≈ 9 mm.
-
Với cùng một quy mô, Trái Đất sẽ cách xa Mặt Trời bao nhiêu 1-mét?
- A Khoảng 1m.
- B Khoảng 10m.
- C Khoảng 107 mét.
- D Khoảng 1 km.
Hiện câu trả lời
C. Khoảng 107 mét. 1 AU là khoảng 107,5 đường kính Mặt Trời, vì vậy Trái Đất sẽ là một quả đậu tương đương với chiều dài của một sân bóng đá.
-
Tại sao hầu hết các bức vẽ về hệ mặt trời đều cho thấy các hành tinh gần nhau?
- A Bởi vì họ thật sự gần nhau.
- B Vì ở kích thước thật các hành tinh sẽ quá nhỏ để thấy được trên trang giấy.
- C Bởi vì những bức tranh cho thấy các hành tinh đang tiến gần nhất
- D Bởi vì ô nhiễm ánh sáng
Hiện câu trả lời
B. Vì ở kích thước thật các hành tinh sẽ quá nhỏ để thấy được trên trang giấy.
Đường kết thúc
- Đã chơi với trò chơi tương tác
- Đọc bài học đi.
- Đã thử thách rồi
- Đã trả lời câu hỏi rồi.
Dấu bài học đã hoàn thành để lưu nó vào tiến trình của bạn trên thiết bị này.
Bài học xong rồi.
Tiếp theo Ngày và năm trên mỗi thế giớiTừ trong bài học này
Nguồn
- NASA NSSDCA Planetary Fact Sheet (diameters, distances)
- JPL SSD: Approximate Positions of the Planets (semi-major axes)
- NASA NSSDCA: Schoolyard Solar System scale model
Bài học này được cấp phép CC BY-SA 4.0.