gov-civil-vilareal.ptSaules sistēmas mērogošana
>Ik pa laikam intervijās un sociālajos medijos man tiek uzdots interesants jautājums: ja būtu kāda lieta, ko jūs vēlētos, lai cilvēki labāk saprastu par astronomiju, kas tā būtu?
Mana atbilde ir vienkārša: mērogs.
Lietas kosmosā ir ļoti ļoti , ļoti tālu prom. Mums tuvākais dabas objekts Mēness atrodas gandrīz 400 000 kilometru attālumā no Zemes. Pārņēma raķete Saturn V, kas joprojām ir visspēcīgākā raķete, kāda jebkad veiksmīgi izmantota trīs dienas lidot astronautus uz Mēnesi. Trīs dienas, šķērsojot neko, izņemot tukšu līci.
Un tas ir tikai Mēness. Nokļūšana uz Marsu un Venēru, divām tuvākajām planētām, aizņem vairākus mēnešus. Jupiters atrodas 600 miljonu kilometru attālumā. Vai zinājāt, ka Saturns ir divreiz tik tālu kā Jupiters, bet Urāns - divas reizes tālu no Saturna?
The Saules sistēma ir fiksēts.
Ir neticami grūti ietīt galvu ap šiem svariem. Vēl ļaunāk, analoģijām ir tendence samazināties. Piemērs: Būtu nepieciešami gandrīz divi gadsimti, lai aizbrauktu līdz Saulei, ja līdz tai būtu ceļš (un jūsu logi būtu aizvērti tiešām cieši). Vai tas vizualizē, cik tālu tas tiešām ir?
Tas pasliktinās, ja salīdzināšanai mēģināsit izmantot planētu izmērus. Planētas ir niecīgas, salīdzinot ar attālumiem, kas tās šķir. Zemes platums ir nedaudz mazāks par 13 000 kilometriem, bet tas ir 150 miljons km no Saules. Starp Zemi un Sauli varētu ietilpt vairāk nekā 11 000 Zemes. Oho.
Bet ir noderīgs modelis: mēroga modelis. Visā pasaulē ir diezgan daudz Saules sistēmas modeļu, un tie mēdz būt diezgan lieli. Es to atcerējos, kad ieraudzīju šo video , kur kinorežisore Villija Overstaita izveidoja Nevadas tuksneša Saules sistēmas mēroga modeli.
Iespaidīgi! Un tas man kaut ko atgādināja ...
Es kādreiz biju daļa izglītības un informēšanas grupa Sonomas Valsts universitātē . Mums bija NASA dotācijas, lai apkopotu izglītojošus materiālus par matemātikas un zinātnes pamatiem. Mans darba partneris Sāra Silva un es eju uz klasēm un runāju ar bērniem, un kādu dienu mēs nolēmām risināt šo jautājumu. Mēs veicām vecāku vingrinājumu, ko sauca par Saules sistēmas virvi (jūs varat atrast daudzas tā variācijas tiešsaistē) un pārveidoja to atbilstoši mūsu vajadzībām. Būtībā tā izmanto 20 vai 30 metru virvi, kas attēlo attālumu no Saules līdz Neptūnam (vai Plutonam). Mēs to atzīmējām, lai parādītu, kur atrodas planētas. Mēs gribētu, lai viens bērns būtu Saule un turētu vienu galu, tad otrs būtu dzīvsudrabs (mēs arī izdrukājām planētu un Saules attēlus, lai arī viņi turētos) un turētu virvi pareizajā vietā utt.
Kad tie bija paveikti, tas bija diezgan pārsteidzoši: dzīvsudrabs, Venēra, Zeme un Marss ir saspiesti un saspiedušies viena metra attālumā no Saules, bet ārējās planētas bija waaaaaay tālu prom. Tas paveica brīnišķīgu darbu, iespaidojot viņus, cik liela bija Saules sistēma, un kāpēc New Horizons zondei vajadzēja gandrīz desmit gadus, lai nokļūtu Plutonā.
Bet, kad mēs to pirmo reizi iestatījām, es pastāvīgi atklāju, ka atkal un atkal veicu matemātiku, lai modeļa skala būtu pareiza. Ja Saule bija viena centimetra platumā, cik liela bija Saules sistēma? Ko darīt, ja Zeme būtu tik liela?
Marija un raganas puķe sapuvuši tomāti
Pēc dažām minūtēm man tas apnika, tāpēc darīju kaut ko nebijušu*: Es izveidoju izklājlapu ar visiem nepieciešamajiem skaitļiem, kodējot to ar planētu un Saules izmēriem, to attālumiem utt. Viss, kas jums jādara, ir ievietot vēlamo Saules izmēru, un tas aprēķina modeļa izmēru.
Izmantojot to, jūs varat izveidot Saules sistēmas mēroga modeli atbilstoši jebkurai vēlamajai specifikācijai. Un tagad, tīra lieluma dēļ, Es to daru jums pieejamu bez maksas ! Es ievietoju to Google dokumentos, lai jūs varētu iebāzt; tur tas ir tikai lasāms, taču jūs varat to lejupielādēt un pielāgot savai sirds vēlmei.
Saules sistēmas mēroga modeļa izklājlapas momentuzņēmums, izmantojot Saules noklusējuma izmēru 100 cm (1 metrs). Kredīts: Fils Plaits
Lai to izmantotu, jums nav daudz jāzina par izklājlapām. Pirmā kolonna ir objekta nosaukums. Otrais un trešais ir rādiuss un diametrs kilometros. Trešajā slejā es sadalīju diametrus ar Saules diametru, tāpēc tagad tie visi ir Saules lieluma ziņā. Saule ir viena Saules diametra, Zeme ir 0,00918. Nākamā kolonna ir attālums no Saules km, tad tas pats attālums dalīts ar Saules diametru.
Septītā kolonna ir Saules izmērs jūsu mēroga modelī. Noklusējuma vērtība ir 100 centimetri (1 metrs). Nākamā kolonna pēc tam mēra planētu izmērus, un pēdējā kolonna ir attālums, kādā jūsu planēta atrodas no Saules. Viegli maigs†.
Ja vēlaties mazāku Sauli, nomainiet 100 cm slejā G ar kaut ko mazāku. Ņemiet vērā, cik daudz mazāks kļūst modeļa modelis. Jūs varat to pielāgot, lai iegūtu arī vēlamo planētas izmēru; ja vēlaties, lai Zeme būtu 30 cm plata, teiksim, spēlējiet ar Saules izmēru, līdz tā izdosies (atbilde: Saule būtu aptuveni 3300 cm plata; 33 metri. Tas ir MILZĪGI).
Tagad atgriezieties un vēlreiz pārbaudiet Saules sistēmas mēroga modeļa video. Pēc piecu minūšu atzīmes Saule paceļas, un viņi salīdzina Saules un tās parauga Saules lielumu, kas redzams no Zemes parauga ... un tas darbojas! Viņu Saule bija vairāk nekā metru plata, un Zeme bija nedaudz lielāka par centimetru un 176 metrus no Saules. Ja pārbaudāt manu izklājlapu, tā atbilst.
Vēl viena lieta: ziņkārības pēc es pievienoju Kūpera josta uz izklājlapu un pat attālumu līdz Alfa Kentauri , tuvākā zvaigžņu sistēma. Ja mērogojat modeli līdz kaut kam saprātīgam, cik tālu ir Alpha Cen? Mīļš ceļš. Līdz šim pat ar mēroga modeli ir grūti noturēt šo attālumu uz pašas Zemes: ja Saule ir metra šķērsām, Alpha Cen atrodas gandrīz 30 000 km attālumā! Tas ir gandrīz tikpat augsts kā faktiskie ģeosinhronie pavadoņi virs Zemes**.
Pārsteidzošs. Ja jūs esat pedagogs, es tiešām ieteikt virves darbību. Tas ir interesanti, tas paceļ bērnus augšā un ārā (vai ļoti garā gaitenī), tas ir kinestētisks, un visvairāk tas ir jautri! Bērniem patiešām patiks būt par daļu no tā.
Un tā ir būtība, vai ne? Mēs visi esam daļa no Saules sistēmas, un mums vajadzētu veltīt minūti, lai to novērtētu. Mēs varam būt mazi - pārāk mazi, lai tos redzētu mēroga modelī! - bet tas, ka mēs to visu varam izdomāt, padara mūs lielus.
* Man tas ir bezprecedenta, tas ir. Es ienīstu izklājlapas. Viņus ienīst. Naids. Es vēlos, lai es varētu viņus visus izraidīt līdz Saules sistēmas virves galam, izņemot mērogu.
†Spēcīgs citrons.
** Ak! Sākotnējā tekstā pārveidojumu veicu nepareizi, sakot, ka tas ir 300 000 km. Redzi? Tāpēc es ienīstu izklājlapas. :)
