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从太阳走到海王星
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探险家号 · 模块 2

从太阳走到海王星

几乎每张太阳系的图片都有错误的比例。 以真实的比例走过去,感受空间是多么的空虚。

10 分钟

NASA

这个课程是由一个 Local Solar System 基金会团队成员,可以由合格的审查者改进。 你是否有资格在这个主题? 建议编辑

斯卡爾步道

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这里的一切都是真实比例:大小和距离的比例相同。 您滚动的每个像素都带给您 3,000 公里。

小行星带
柯伊伯带
1光分:太阳光需要1分钟才能到达这里
5光分:太阳光需要5分钟才能到达这里
10光分:太阳光需要10分钟才能到达这里
20光分:太阳光需要20分钟才能到达这里
30光分:太阳光需要30分钟才能到达这里
40光分:太阳光需要40分钟才能到达这里
50光分:太阳光需要50分钟才能到达这里
1光时:太阳光需要1小时才能到达这里
70光分:太阳光需要70分钟才能到达这里
80光分:太阳光需要80分钟才能到达这里
90光分:太阳光需要90分钟才能到达这里
100光分:太阳光需要100分钟才能到达这里
110光分:太阳光需要110分钟才能到达这里
2 光照小时:太阳光需要花费 2 小时才能到达这里
130光分:太阳光需要130分钟才能到达这里
140光分:太阳光需要140分钟才能到达这里
150光分:太阳光需要150分钟才能到达这里
160光分:太阳光需要160分钟才能到达这里
170光分:太阳光需要170分钟才能到达这里
3 光照小时:太阳光需要花费 3 小时才能到达这里
190光分:太阳光需要190分钟才能到达这里
200光分:太阳光需要200分钟才能到达这里
210光分:太阳光需要210分钟才能到达这里
220光分:太阳光需要220分钟才能到达这里
230光分:太阳光需要230分钟才能到达这里
4 光照小时:太阳光需要花费 4 小时才能到达这里
250光分:太阳光需要250分钟才能到达这里
260光分:太阳光需要260分钟才能到达这里
270光分:太阳光需要270分钟才能到达这里
280光分:太阳光需要280分钟才能到达这里
290光分:太阳光需要290分钟才能到达这里
5 光照小时:太阳光需要花费 5 小时才能到达这里
310光分:太阳光需要310分钟才能到达这里
320光分:太阳光需要320分钟才能到达这里
330光分:太阳光需要330分钟才能到达这里
340光分:太阳光需要340分钟才能到达这里
水星 4,879公里 · 0.387 至 · 3分钟 13秒
金星 12,104公里 · 0.723 至 · 6分钟 1秒
地球 12,742公里 · 1 至 · 8分钟 19秒
火星 6,779公里 · 1.52 至 · 12分钟 40秒
谷神星 939公里 · 2.77 至 · 23分钟 0秒
木星 139,822公里 · 5.2 至 · 43分钟 16秒
土星 116,464公里 · 9.54 至 · 1小时 19分钟
天王星 50,724公里 · 19.2 至 · 2小时 40分钟
海王星 49,244公里 · 30.1 至 · 4小时 10分钟
冥王星 2,377公里 · 39.6 至 · 5小时 29分钟
里程碑 Parker Solar Probe's closest pass, 6.1 million km above the Sun's surface in December 2024: the closest any spacecraft has been to the Sun.
里程碑 哈雷彗星在经过海王星之后,会向太阳靠近。 它每隔76年左右就会回来一次,下次将于2061年。
里程碑 这里的阳光比地球上的暗淡100倍。
里程碑 这里的阳光比地球上的暗淡1000倍,但仍然远远超过满月。
里程碑 哈雷彗星在这里绕行,距离太阳35倍于地球,然后再回落。

继续滚动。 你们所看到的太阳系图片都挤出了这种空虚。

水星在前面,那里的阳光强度几乎是地球的七倍。

从水星开始,你已经越过了1680万公里。

现在经过你的太阳光在5分钟 5秒年前离开了太阳。

地球在前面。 看看家是多么小。

火星 仍然在 5880万公里 之前。

从地球发出的无线电信息需要3到22分钟才能到达火星,这取决于两个行星所在的位置。

你可以在你从 地球 开始穿越的空间里,将 4,611 地球并排排列起来。

从火星到谷神星的路径中,你是14%。

从火星开始,你已经越过了5310万公里。

现在经过你的太阳光在17分钟 6秒年前离开了太阳。

谷神星 仍然在 7960万公里 之前。

你在小行星带里面,你碰到什么了吗? 平均而言,小行星之间的距离大约是百万公里。

你可以在你从 火星 开始穿越的空间里,将 12,497 地球并排排列起来。

从谷神星到木星的路径中,你是17%。

从谷神星开始,你已经越过了1.22亿公里。

现在经过你的太阳光在33分钟 8秒年前离开了太阳。

木星 仍然在 1.22亿公里 之前。

你可以在你从 谷神星 开始穿越的空间里,将 23,846 地球并排排列起来。

从木星到土星的路径中,你是10%。

从木星开始,你已经越过了1.3亿公里。

现在经过你的太阳光在54分钟 5秒年前离开了太阳。

土星 仍然在 3.89亿公里 之前。

旅行者1号从木星飞到土星花了大约20个月。

你可以在你从 木星 开始穿越的空间里,将 30,529 地球并排排列起来。

从木星到土星的路径中,你是70%。

从木星开始,你已经越过了5.19亿公里。

现在经过你的太阳光在1小时 16分钟年前离开了太阳。

天王星 仍然在 13.1亿公里 之前。

你可以在你从 土星 开始穿越的空间里,将 20,605 地球并排排列起来。

从土星到天王星的路径中,你是27%。

从土星开始,你已经越过了5.25亿公里。

天王星离太阳的距离是土星的两倍,越远就越空。

现在经过你的太阳光在2小时 3分钟年前离开了太阳。

天王星 仍然在 5.25亿公里 之前。

你可以在你从 土星 开始穿越的空间里,将 82,418 地球并排排列起来。

从土星到天王星的路径中,你是82%。

从土星开始,你已经越过了13.1亿公里。

现在经过你的太阳光在2小时 48分钟年前离开了太阳。

海王星 仍然在 13.3亿公里 之前。

你可以在你从 天王星 开始穿越的空间里,将 34,840 地球并排排列起来。

从天王星到海王星的路径中,你是36%。

从天王星开始,你已经越过了7.4亿公里。

旅行者2号在1986年从天王星飞越海王星,到1989年再飞越海王星,大约花了三年半的时间才能穿过这一距离。

现在经过你的太阳光在3小时 37分钟年前离开了太阳。

海王星 仍然在 4.44亿公里 之前。

你可以在你从 天王星 开始穿越的空间里,将 104,519 地球并排排列起来。

从天王星到海王星的路径中,你是91%。

从海王星开始,你已经越过了1.29亿公里。

现在经过你的太阳光在4小时 24分钟年前离开了太阳。

柯伊伯带:一个由冰天雪地的行星环绕着,在冥王星之后,新视野号只飞过其中的一颗。

冥王星 仍然在 9.06亿公里 之前。

你可以在你从 海王星 开始穿越的空间里,将 50,798 地球并排排列起来。

从海王星到冥王星的路径中,你是55%。

从海王星开始,你已经越过了9.06亿公里。

作为有史以来飞行速度最快的航天器之一,新视野号用了九年半时间才到达冥王星。 太阳光在五个半小时内就能到达冥王星的平均距离。

现在经过你的太阳光在5小时 15分钟年前离开了太阳。

冥王星 仍然在 1.29亿公里 之前。

0公里 0 至 · 光已经旅行了 0 s
自动驾驶飞行器速度

数据表(替代文本)
世界直径从太阳的距离距离太阳的光速px
水星4,879公里0.387 至3分钟 13秒19,303
金星12,104公里0.723 至6分钟 1秒36,070
地球12,742公里1 至8分钟 19秒49,866
火星6,779公里1.52 至12分钟 40秒75,981
谷神星939公里2.77 至23分钟 0秒137,907
木星139,822公里5.2 至43分钟 16秒259,447
土星116,464公里9.54 至1小时 19分钟475,555
天王星50,724公里19.2 至2小时 40分钟956,886
海王星49,244公里30.1 至4小时 10分钟1,499,465
冥王星2,377公里39.6 至5小时 29分钟1,974,125

几乎每张太阳系的图片都是谎言。 为了适合在一页上,行星被挤压在一起并且大小被扩大。 走在它的真实比例,你会发现真正的明星的表演:空间。

海王星的一个薄新月在黑色空间。
海王星,最遥远的行星,由旅行者2号在离开星际空间时看到。 Credit: NASA/JPL

太阳系大部分是空的,而这种空虚就是整个故事。

看

大多数太阳系的图片把行星挤在一起,就像一条绳子上的珠子一样,并且画得太大了。 他们必须:在真实比例,一页几乎是完全空白的。

先猜一下:如果太阳是一个沙滩球,那么地球离它有多远? 一步? 一间房? 一条街?

一条街 假设太阳是一个1米的球,那么地球就是一个9毫米的豌豆,距离大约是107米:大概相当于一个足球场的长度。 当你旅行时,记住这张照片。

上面的比例步行是以真实比例绘制的:大小和距离在相同的比例。 你滚动的每一个像素都带你走了3000公里。 滚动到框架内,按 下一个世界,或点击顶部旅程地图上的行星。

  • journey map 也要缩放。 白色的标记是你。 请注意太阳和四个内行星是如何在最左边聚集在一起的。
  • 里程表 计算公里和太阳光需要的时间来到你所在的地方。
  • 当您在世界附近停下来时,相机会锁定并向内倾斜(缩放值显示在比例栏旁边 ) , 一张地图将告诉您您所在的位置。
  • Earth,一个直径为12,742公里的球体,距离太阳几乎有50,000个滚动像素。Neptune 距离大约1.5百万像素。

注意到旅程的大部分是黑色的,只有几行叙述漂浮在过去。 这就是真正的太阳系:由巨大的空虚隔开的微小世界。

理解

比例模型将每个长度除以相同的数字。 这里的数字是3000: 3000公里的实际空间成为1像素。

世界实际直径1像素的直径=3,000公里距离太阳在这一规模下
太阳1,391,400公里464像素00
地球12.742公里4像素1.496亿公里49,866像素
木星139.822公里47像素7.783亿公里259,437像素
海王星49.244公里16像素44.98亿公里1,499,000像素

一个方便的比较使用 太阳作为一个1米的球. 把所有的数字除以太阳直径(139万公里 ) :

  • 地球是一个9毫米的豌豆,距离107米。
  • 木星是一个10厘米的葡萄柚,560米远。
  • 海王星是一个3.5厘米的大理石,距离3.2公里。
  • 最近的恒星,比邻星半人马座,将是另一个球约29000公里:超过三分之二的路程围绕真正的地球。

试试自动驾驶在1×,真正的光速。 你每秒移动 100 像素,这在屏幕上感觉很慢。 真正的阳光真的需要8分钟才能到达地球,超过4小时才能到达海王星。 更快的设置压缩时间,而不是距离:自动驾驶仍然在每个世界制动和暂停。

先猜一下:用鼠标滚轮滚动,你移动的速度比光快还是慢?

快得多 一个快速的滚动带你每秒数百万公里,通常是光速的十倍或更多;里程表下方的速度读数显示。 即使如此,外行星需要很长的时间才能到达。 这就是距离有多大。

硕士

两个单独的压缩会扭曲正态图:大小尺度和距离尺度。 太阳-海王星距离(4.5 × 10⁹公里)与地球直径(1.27 × 10⁴公里)的比例约为350,000。 一个1000像素高的屏幕可以分辨约1000像素的范围,因此没有单一的静态图像能够同时显示行星和它们之间的距离。 交互式缩放、对数轴或像这样的滚动长度模型是唯一诚实的选择。

这也是为什么这个网站上的表格提供了两种模式。 可读的尺度用平方根(r_screen ∝ √r)压缩距离,并以固定的可读大小绘制行星。 真实的尺度在大小和距离上都是线性的,所以行星缩小到次像素点。

空虚对航天飞行有影响。 行星之间的旅行不像在城市之间开车:行星移动,距离很大,能源成本更多地取决于速度变化而不是距离。 delta-v 这个想法是 Navigator 路径的核心。

最后一个尺度事实: 小行星带,通常被描绘成一个拥挤的岩石领域,是如此稀少,航天器穿过它没有任何特殊的机动。 海王星以外的柯伊伯带更为空虚。

试试看

将自动驾驶器速度设置为1倍,然后按下"以光速旅行 " 。 当你到达地球时,看看光时钟:大约8分20秒。 在你看表格之前,猜测同样的航程要花多少时间才能到达海王星,然后检查一下。

快速测验

3 快速的问题。 选择一个答案,看看你是否正确。

  1. 如果太阳是一个1米宽的球,地球会有多大?

    1. A 足球
    2. B 葡萄柚
    3. C 大约9毫米,像豌豆
    4. D 约1毫米
    显示答案

    C. 大约9毫米,像豌豆 太阳大约是地球的109倍宽,所以1米÷109≈9毫米。

  2. 按照同样的比例,地球离1米大的太阳有多远?

    1. A 约1米
    2. B 约10米
    3. C 约107米
    4. D 约1公里
    显示答案

    C. 约107米 1天文单位大约是太阳直径的107.5倍,所以地球就像一颗豌豆,距离它只有一个足球场的长度。

  3. 为什么大多数太阳系的图画都把行星放在一起?

    1. A 因为他们真的很亲近
    2. B 因为在真实的比例上,行星会太小,看不到页面
    3. C 因为这些图片显示了行星最接近地球的时候
    4. D 因为光污染
    显示答案

    B. 因为在真实的比例上,行星会太小,看不到页面

终点线

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  • 完成了挑战
  • 参加了测验

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