Лоша Астрономия

Мащабиране на Слънчевата система

2024

От време на време в интервюта и в социалните медии ми задават интересен въпрос: Ако има нещо, което бихте искали хората да разберат по -добре за астрономията, какво би било то?

Моят отговор е прост: мащаб.

Нещата в космоса са много, много , много далеч. Най -близкият до нас естествен обект, Луната, е на близо 400 000 километра от Земята. Ракетата Saturn V, все още най -мощната ракета, която някога е била използвана успешно, пое контрола три дни да хвърлят астронавти на Луната. Три дни пресичане само на празен залив.

И това е само Луната. Достигането до Марс и Венера, двете най -близки планети, отнема месеци пътуване. Юпитер е на най -близкото разстояние 600 милиона километра. Знаете ли, че Сатурн е два пъти по -далеч от Юпитер, а Уран - два пъти по -далеч от Сатурн?

The слънчева система поправено е.

Невероятно трудно е да увиете главата си около тези везни. По -лошото е, че аналогиите са склонни да се провалят. Пример: Ще отнеме почти два века, за да стигнете до Слънцето, ако имаше път до него (и прозорците ви бяха затворени наистина ли плътно). Визуализира ли това колко далеч е всъщност?

Влошава се, ако се опитате да използвате планетни размери за сравнение. Планетите са малки в сравнение с разстоянията, които ги разделят. Земята е с диаметър малко под 13 000 километра, но е 150 милион км от Слънцето. Над 11 000 Земи биха могли да се поберат между Земята и Слънцето. Оф.

Но има полезен модел: мащабен модел. По целия свят има доста модели на Слънчевата система и те са доста големи. Сетих се за това, когато видях това видео , където режисьорът Уайли Овърстрийт създаде мащабен модел на Слънчевата система в пустинята Невада.

Впечатляващо! И ми напомни за нещо ...

Преди бях част от образователна и информационна група в държавния университет на Сонома . Имахме стипендии на НАСА, за да съберем образователни материали за основни математика и наука. Моят партньор в работата Сара Силва и щях да ходя в класните стаи и да говоря с деца и един ден решихме да се заемем с този въпрос. Взехме по -старо упражнение, наречено въжето на Слънчевата система (можете да намерите много негови вариации онлайн) и го променихме според нашите нужди. По принцип той използва 20- или 30-метрово въже, което представлява разстоянието от Слънцето до Нептун (или Плутон). Маркирахме го, за да покажем къде са планетите. Бихме имали едно дете да бъде Слънцето и да държим единия край, след това друго да бъде Меркурий (отпечатвахме снимки на планетите и Слънцето, за да могат те също да държат) и да държим въжето на правилното място и т.н.

кошмар преди Коледа здравомислещи медии

Когато свършиха, беше доста невероятно: Меркурий, Венера, Земята и Марс са тесни и се скупчват на метър или повече от Слънцето, но външните планети бяха waaaaaay далеч. Това свърши чудесна работа, като им направи впечатление колко голяма е Слънчевата система и защо на сондата New Horizons беше необходимо почти десетилетие, за да стигне до Плутон.

Но когато го настройвахме за първи път, постоянно се озовавах да правя математика отново и отново, за да оправя мащаба на модела. Ако Слънцето беше с диаметър един сантиметър, колко голяма беше Слънчевата система? Ами ако Земята беше толкова голяма?

След няколко минути от това ми омръзна, затова направих нещо безпрецедентно^*: Създадох електронна таблица с всички необходими числа в нея, кодирайки я с размерите на планетите и Слънцето, техните разстояния и т.н. Всичко, което трябва да направите, е да поставите желания от вас размер на Слънцето и той изчислява размера на модела.

Използвайки това, можете да създадете мащабен модел на слънчевата система според всяка спецификация, която искате. И сега, от акт на чисто великодушие, Предоставям ви това безплатно ! Поставих го в Google Документи, за да се забиете; там е само за четене, но можете да го изтеглите и да го адаптирате според желанието на сърцето си.

Увеличавам

Моментна снимка на електронната таблица с мащабен модел на слънчевата система, използваща размера на Слънцето по подразбиране от 100 см (1 метър). Кредит: Фил Плейт

Не е нужно да знаете много за електронните таблици, за да работите. Първата колона е името на обекта. Вторият и третият са радиусите и диаметрите в километри. В третата колона разделих диаметрите на диаметъра на Слънцето, така че сега ги имате всички по отношение на размера на Слънцето. Слънцето е с един диаметър на Слънцето, Земята е 0,00918. Следващата колона е разстоянието от Слънцето в км, след това същото разстояние, разделено на диаметъра на Слънцето.

мисия невъзможна fallout здрав разум медии

Седмата колона е размерът на Слънцето във вашия мащабен модел. По подразбиране е 100 сантиметра (1 метър). Следващата колона мащабира размерите на планетите до тази, а последната колона е разстоянието, което вашата планета е от Слънцето. Лесно мазилка^†.

Ако искате по -малко Слънце, заменете 100 см в колона G с нещо по -малко. Обърнете внимание колко по -малък става мащабният модел. Можете да го регулирате, за да получите размер на планетата, който искате; ако искате Земята да е с диаметър 30 см, да речем, играйте с размера на Слънцето, докато не се получи така (отговорът: Слънцето би било с диаметър около 3300 см; 33 метра. Това е ОГРОМНО).

Сега се върнете и проверете отново видеомащабния модел на слънчевата система. При петминутната маркировка Слънцето изгрява и те сравняват размера на Слънцето и модела на Слънцето, видяно от модела Земя ... и работи! Слънцето им беше с ширина над метър, а Земята беше малко по -голяма от сантиметър и на 176 метра от Слънцето. Ако проверите електронната ми таблица, това съвпада.

Още нещо: от любопитство добавих Cooper Belt до електронната таблица и дори разстоянието до Алфа Кентавър , най -близката звездна система. Ако мащабирате модела до нещо разумно, колко далеч е Alpha Cen? Много добър начин. Дотолкова, че дори и с мащабен модел е трудно да се запази това разстояние на самата Земя: Ако Слънцето е на метър в диаметър, Alpha Cen е на почти 30 000 км разстояние! Това е почти толкова високо, колкото действителните геосинхронни спътници над Земята^**.

Удивително. Ако сте педагог, аз наистина ли препоръчайте въжената дейност. Интересно е, кара децата нагоре и навън (или в много дълъг коридор), кинестетично е и най -вече забавно! Децата наистина ще се радват да бъдат част от него.

И това е смисълът, нали? Всички сме част от Слънчевата система и трябва да отделим минута, за да оценим това. Може да сме малки - твърде малки, за да ги видим в мащабния модел! - но фактът, че можем да разберем всичко това, ни прави големи.

^* Безпрецедентно за мен, т.е. Мразя електронни таблици. Мразя ги. Омраза. Иска ми се да мога да ги прогоня всички до края на въжето на Слънчевата система, освен да не се мащабира.

^†Лимон изцеден.

** Да! Направих преобразуването неправилно в оригиналния текст, като казах, че е 300 000 км. Виждате ли? Ето защо мразя електронните таблици. :)