Huono Tähtitiede

Aurinkokunnan skaalaus

2024

Aina silloin tällöin haastatteluissa ja sosiaalisessa mediassa minulta kysytään mielenkiintoinen kysymys: Jos joku asia, jonka toivoisit ihmisten ymmärtävän paremmin tähtitieteestä, mikä se olisi?

Vastaukseni on yksinkertainen: mittakaava.

Avaruudessa asiat ovat hyvin erittäin , erittäin kaukana. Meitä lähin luonnonkohde, Kuu, on lähes 400 000 kilometrin päässä Maasta. Saturn V -raketti, joka on edelleen tehokkain koskaan käytetty raketti, otti vallan kolme päivää astronauttien kuljettamiseen Kuuhun. Kolme päivää ylittänyt vain tyhjän kuilun.

Ja se on vain kuu. Pääsy Marsiin ja Venukseen, kaksi lähintä planeettaa, kestää kuukausia. Lähin Jupiter on 600 miljoonan kilometrin päässä. Tiesitkö, että Saturnus on kaksi kertaa kauempana kuin Jupiter ja Uranus kaksi kertaa Saturnusta?

aurinkokunta on korjattu.

On uskomattoman vaikeaa kääriä päätäsi näiden vaakojen ympärille. Vielä pahempaa on, että analogiat putoavat tasaisesti. Esimerkki: Auringolle ajaminen kesti lähes kaksi vuosisataa, jos siihen oli tie (ja ikkunat suljettiin) Todella tiukasti). Näyttääkö se kuinka kaukana se todella on?

jään ja tulen laulu valtaistuimien peli

Se pahenee, jos yrität käyttää planeettakokoja vertailuun. Planeetat ovat pieniä verrattuna niiden väliseen etäisyyteen. Maan halkaisija on hieman alle 13 000 kilometriä, mutta se on 150 miljoonaa kilometrin päässä auringosta. Yli 11 000 maata mahtuu maan ja auringon väliin. Oho.

Mutta on olemassa hyödyllinen malli: pienoismalli. Kaikkialla maailmassa on melko vähän aurinkokunnan malleja, ja ne ovat yleensä melko suuria. Tämä tuli mieleen, kun näin Tämä video , jossa elokuvantekijä Wylie Overstreet loi pienoismallin aurinkokunnasta Nevadan autiomaassa.

Vaikuttava! Ja se muistutti jotain ...

Ennen olin osa koulutus- ja tiedotusryhmä Sonoma State Universityssä . Meillä oli NASA: n apurahoja matematiikan ja luonnontieteiden perusmateriaalien kokoamiseen. Työkumppanini Sarah Silva ja menisin luokkahuoneisiin ja puhuin lapsille, ja eräänä päivänä päätimme käsitellä tätä ongelmaa. Otimme vanhemman harjoituksen, nimeltään Solar System Rope (löydät monia muunnelmia siitä verkossa) ja muokannut sitä tarpeidemme mukaan. Pohjimmiltaan se käyttää 20 tai 30 metrin köyttä, joka edustaa etäisyyttä auringosta Neptunukseen (tai Plutoon). Merkitsimme sen osoittamaan, missä planeetat olivat. Meillä olisi yksi lapsi aurinko ja pidä toinen pää kiinni, sitten toinen olisi elohopea (tulostimme kuvia planeetoista ja auringosta, jotta ne myös pitäisivät) ja pitäisimme köyttä oikeassa paikassa jne.

Kun ne olivat valmiita, se oli melko hämmästyttävää: Merkurius, Venus, Maa ja Mars ovat kaikki ahtaita ja kokoonpantuna metrin etäisyydellä Auringosta, mutta ulkoiset planeetat olivat waaaaaay kaukana. Se teki hienoa työtä, joka teki heihin vaikutuksen siitä, kuinka suuri aurinkokunta oli, ja miksi New Horizons -luotaimella kesti lähes vuosikymmen päästä Plutoon.

lego star wars voima herättää pelejä

Mutta kun asetimme sitä ensimmäistä kertaa, huomasin jatkuvasti tekeväni matematiikkaa uudestaan ja uudestaan saadakseni mallin asteikon oikeaan. Jos aurinko oli senttimetrin kokoinen, kuinka suuri aurinkokunta oli? Mitä jos maapallo olisi niin suuri?

Muutaman minuutin kuluttua kyllästyin siihen, joten tein jotain ennennäkemätöntä^*: Tein laskentataulukon, jossa oli kaikki tarvittavat numerot ja koodaan sen planeettojen ja auringon koon, niiden etäisyyksien ja niin edelleen. Sinun tarvitsee vain asettaa haluamasi auringon koko ja se laskee mallin koon.

Tämän avulla voit luoda aurinkokunnan pienoismallin haluamallesi määritykselle. Ja nyt puhtaasta suuruudesta, Annan tämän sinulle ilmaiseksi ! Laitoin sen Google -dokumentteihin, jotta voit kurkistaa; se on vain luku -tilassa, mutta voit ladata sen ja muokata sitä sydämesi toiveen mukaan.

Lähennä

Tilannekuva aurinkokunnan mittakaavan laskentataulukosta käyttämällä auringon oletuskokoa 100 cm (1 metri). Luotto: Phil Plait

Sinun ei tarvitse tietää paljon laskentataulukoista, jotta voit käyttää sitä. Ensimmäinen sarake on objektin nimi. Toinen ja kolmas ovat säteet ja halkaisijat kilometreinä. Kolmannessa sarakkeessa jaoin halkaisijat auringon halkaisijalla, joten nyt sinulla on ne kaikki auringon koon mukaan. Aurinko on halkaisijaltaan yksi aurinko, maa on 0,00918. Seuraava sarake on etäisyys auringosta kilometreinä, sitten sama etäisyys jaettuna auringon halkaisijalla.

kuinka koulutat lohikäärme 2 -luokitusta

Seitsemäs sarake on Auringon koko mittakaavamallissasi. Oletusarvo on 100 senttimetriä (1 metri). Seuraava sarake skaalaa planeettojen koot siihen, ja viimeinen sarake on planeettasi etäisyys Auringosta. Helppo peasey^†.

Jos haluat pienemmän auringon, korvaa 100 cm sarakkeessa G jollakin pienemmällä. Huomaa, kuinka pieneksi pienoismalli tulee. Voit säätää sitä saadaksesi myös haluamasi planeetan koon; Jos haluat, että maapallo on 30 cm halkaisijaltaan, leiki Auringon koolla, kunnes se toimii niin (vastaus: Auringon halkaisija on noin 3300 cm; 33 metriä. Se on valtava).

Palaa nyt ja tarkista aurinkokunnan pienoismallivideo uudelleen. Viiden minuutin kohdalla aurinko nousee ja he vertaavat Auringon ja niiden mallin Aurinkoa Maa-mallista katsottuna ... ja se toimii! Heidän aurinkonsa oli yli metrin leveä ja Maa oli hieman senttimetriä suurempi ja 176 metrin päässä Auringosta. Jos tarkistat laskentataulukkoni, se vastaa.

missä punainen saniainen kasvaa kirja

Vielä yksi asia: uteliaisuudesta lisäsin Cooper -vyö laskentataulukkoon ja jopa etäisyys Alpha Centauri , lähin tähtijärjestelmä. Jos skaalaat mallin johonkin järkevään, kuinka kaukana Alpha Cen on? Hurjan pitkä tapa. Niin pitkälle, että jopa pienoismallilla on vaikea pitää tätä etäisyyttä maan päällä: Jos aurinko on metrin halkaisija, Alpha Cen on lähes 30000 km päässä! Se on lähes yhtä korkea kuin todelliset geosynkroniset satelliitit maan yläpuolella^**.

Hämmästyttävä. Jos olet opettaja, minä Todella suositella köysitoimintaa. Se on mielenkiintoista, se saa lapset ylös ja ulos (tai hyvin pitkälle käytävälle), se on kinesteettistä ja ennen kaikkea hauskaa! Lapset todella nauttivat olevansa osa sitä.

Ja se on pointti, eikö niin? Olemme kaikki osa aurinkokuntaa, ja meidän pitäisi käyttää hetki arvostaa sitä. Saatamme olla pieniä - liian pieniä nähdäksemme pienoismallissa! - mutta se, että voimme selvittää kaiken tämän, tekee meistä suuria.

^* Ennennäkemätön minulle. Inhoan laskentataulukoita. Vihaa heitä. Vihaa. Toivon, että voisin karkottaa ne kaikki aurinkokunnan köyden loppuun, paitsi mittakaavassa.

^†Sitruunamaista.

** Voi! Tein muunnoksen väärin alkuperäisessä tekstissä sanoen, että se oli 300 000 km. Näetkö? Siksi vihaan laskentataulukoita. :)