Zlá Astronómia

Zmena veľkosti slnečnej sústavy

2024

Každú chvíľu, v rozhovoroch a na sociálnych médiách, sa ma pýta zaujímavá otázka: Ak by ste chceli jednu vec, ktorú by ľudia chceli lepšie porozumieť astronómii, čo by to bolo?

Moja odpoveď je jednoduchá: mierka.

Veci vo vesmíre sú veľmi veľmi , veľmi ďaleko. Najbližší prírodný objekt k nám, Mesiac, je od Zeme vzdialený takmer 400 000 kilometrov. Prevzala raketa Saturn V, stále najsilnejšia raketa, aká kedy bola úspešne použitá tri dni vrhnúť astronautov na Mesiac. Tri dni kríženia ničoho, len prázdneho zálivu.

A to je len Mesiac. Cesta na Mars a Venušu, dve najbližšie planéty, trvá mesiace cesty. Jupiter je vzdialený 600 miliónov km. Vedeli ste, že Saturn je dvakrát tak ďaleko ako Jupiter a Urán dvakrát tak ďaleko ako Saturn?

The slnečná sústava je pevná.

Omotať hlavu okolo týchto váh je neskutočne ťažké. Horšie je, že analógie majú tendenciu stagnovať. Príklad: Cesta k Slnku by trvala takmer dve storočia, keby k nemu existovala cesta (a vaše okná boli zatvorené naozaj tesne). Vizualizuje to, ako ďaleko je to skutočne?

prečo je koruna hodnotená tv ma

Horšie to bude, ak sa pokúsite použiť na porovnanie planetárne veľkosti. Planéty sú malé v porovnaní so vzdialenosťami, ktoré ich delia. Zem má priemer necelých 13 000 kilometrov, ale je to 150 milión km od Slnka. Medzi Zemou a Slnkom sa zmestilo viac ako 11 000 Zeme. Uff.

Existuje však užitočný model: zmenšený model. Po celom svete existuje niekoľko modelov slnečnej sústavy a bývajú dosť veľké. Pripomenul som si to, keď som to uvidel toto video , kde filmár Wylie Overstreet vytvoril zmenšený model slnečnej sústavy v nevadskej púšti.

Pôsobivé! A niečo mi to pripomínalo ...

Býval som súčasťou skupina pre vzdelávanie a dosah na Štátnej univerzite v Sonoma . Mali sme granty NASA na zostavenie vzdelávacích materiálov o základnej matematike a vede. Môj pracovný partner Sarah Silva a ja by som išiel do tried a porozprával sa s deťmi a jedného dňa sme sa rozhodli riešiť tento problém. Vykonali sme staršie cvičenie s názvom Lano slnečnej sústavy (nájdete jeho veľa variácií online) a upravili ho tak, aby vyhovoval našim potrebám. V zásade používa 20- alebo 30-metrové lano, ktoré predstavuje vzdialenosť od Slnka k Neptúnu (alebo Plutu). Označili sme to, aby sme ukázali, kde sa planéty nachádzajú. Nechali by sme jedno dieťa byť Slnkom a držať jeden koniec, potom druhé Merkúr (vytlačili sme obrázky planét a Slnka, aby ich držali aj oni) a držať lano na správnom mieste atď.

Keď boli hotoví, bolo to celkom úžasné: Ortuť, Venuša, Zem a Mars sú stiesnené a schúlené do jedného metra od Slnka, ale vonkajšie planéty boli waaaaaay ďaleko. Urobilo to úžasnú prácu, keď na nich zapôsobilo, aká veľká bola slnečná sústava, a prečo sonde New Horizons trvalo takmer desať rokov, kým sa dostala k Plutu.

Ale keď sme to nastavovali prvýkrát, neustále som zistil, že robím matematiku znova a znova, aby som správne upravil mierku modelu. Ak by malo Slnko priemer jeden centimeter, akú veľkú slnečnú sústavu? Čo keby bola Zem taká veľká?

Po niekoľkých minútach ma to unavilo, a tak som urobil niečo nevídané^*: Vytvoril som tabuľku so všetkými potrebnými číslami, kódujúc ju podľa veľkosti planét a Slnka, ich vzdialeností a podobne. Stačí zadať požadovanú veľkosť Slnka a tá vypočíta veľkosť modelu.

Pomocou toho môžete vytvoriť zmenšený model slnečnej sústavy podľa akejkoľvek požadovanej špecifikácie. A teraz, z činu čistej veľkodušnosti, Dávam vám to k dispozícii zadarmo ! Vložil som to do Dokumentov Google, aby ste si mohli pokecať; je tam iba na čítanie, ale môžete si ho stiahnuť a prispôsobiť svojim srdcovým požiadavkám.

Priblížiť

Snímka tabuľky mierkového modelu slnečnej sústavy s použitím predvolenej veľkosti Slnka 100 cm (1 meter). Kredit: Phil Plait

Na prácu s tabuľkami nepotrebujete veľa vedieť. Prvý stĺpec je názov objektu. Druhý a tretí sú polomery a priemery v kilometroch. V treťom stĺpci som rozdelil priemery na priemer Slnka, takže teraz ich máte všetky z hľadiska veľkosti Slnka. Slnko má priemer jeden Slnko, Zem má 0,00918. Ďalší stĺpec je vzdialenosť od Slnka v km, potom rovnaká vzdialenosť delená priemerom Slnka.

Siedmy stĺpec predstavuje veľkosť Slnka vo vašom zmenšenom modeli. Predvolená hodnota je 100 centimetrov (1 meter). V nasledujúcom stĺpci sa potom zmenia veľkosti planét a v konečnom stĺpci sa uvádza vzdialenosť, v ktorej sa nachádza vaša planéta od Slnka. Ľahké peasey^†.

Ak chcete menšie Slnko, vymeňte 100 cm v stĺpci G za niečo menšie. Všimnite si, o koľko sa zmenšený model zmenší. Môžete ho tiež prispôsobiť požadovanej veľkosti planéty; ak chcete, aby mala Zem priemer 30 cm, povedzme, hrajte sa s veľkosťou Slnka, kým to tak nevyjde (odpoveď: Slnko by malo priemer asi 3300 cm; 33 metrov. To je OBROVSKÉ).

Teraz sa vráťte a znova si pozrite video s zmenšeným modelom slnečnej sústavy. Po päťminútovej značke vyjde Slnko a porovnajú veľkosť Slnka a ich modelového Slnka, ako je vidieť z modelovej Zeme ... a funguje to! Ich Slnko bolo široké viac ako meter a Zem bola o niečo väčšia ako centimeter a 176 metrov od Slnka. Ak sa pozriete na moju tabuľku, zhoduje sa.

Ešte jedna vec: Zo zvedavosti som pridal Cooperov pás do tabuľky a dokonca aj vzdialenosť k Alfa Centauri , najbližší hviezdny systém. Ak upravíte model na niečo rozumné, ako ďaleko je Alpha Cen? Strašne dlho. Doteraz je dokonca aj pri zmenšenom modeli ťažké udržať túto vzdialenosť na Zemi: Ak je Slnko meter, Alpha Cen je vzdialená takmer 30 000 km! To je takmer rovnako vysoko ako skutočné geosynchrónne satelity nad Zemou^**.

Úžasný. Ak ste pedagóg, ja naozaj odporučiť činnosť na lane. Je to zaujímavé, dostane to deti von aj von (alebo na veľmi dlhú chodbu), je to kinestetické a hlavne zábavné! Deti budú naozaj radi, že budú jeho súčasťou.

A o to predsa ide, nie? Všetci sme súčasťou slnečnej sústavy a mali by sme si nájsť minútu, aby sme to pochopili. Možno sme malí - príliš malí, aby sme to videli na zmenšenom modeli! - Ale skutočnosť, že na to všetko môžeme prísť, nás robí veľkými.

^* To je pre mňa bezprecedentné. Neznášam tabuľky. Nenávidieť ich Nenávisť Prial by som si, aby som ich mohol všetkých vyhnať na koniec lana slnečnej sústavy, ibaže nie v mierke.

^†Citrónový lis.