gov-civil-vilareal.ptSkalering af solsystemet
>Nu og da, i interviews og på sociale medier, bliver jeg stillet et interessant spørgsmål: Hvis der var en ting, du ville ønske, at folk forstod bedre om astronomi, hvad ville det så være?
Mit svar er enkelt: skala.
Ting i rummet er meget, meget , meget langt væk. Det nærmeste naturlige objekt til os, Månen, er næsten 400.000 kilometer fra Jorden. Saturn V -raketten, stadig den mest kraftfulde raket, der nogensinde er blevet brugt med succes, overtog tre dage at kaste astronauter til månen. Tre dage med at krydse intet andet end en tom kløft.
Og det er bare månen. At komme til Mars og Venus, de to nærmeste planeter, tager måneders rejse. Jupiter er 600 millioner km væk på sit nærmeste. Vidste du, at Saturn er dobbelt så langt som Jupiter er, og Uranus dobbelt så langt som Saturn?
Det solsystem er fast.
Det er utroligt svært at vikle dit hoved omkring disse skalaer. Værre er, at analogier har en tendens til at falde fladt. Eksempel: Det ville tage næsten to århundreder at køre til Solen, hvis der var en vej til den (og dine vinduer var lukkede virkelig tæt). Visualiserer det, hvor langt det egentlig er?
Det bliver værre, hvis du forsøger at bruge planetstørrelser til sammenligning. Planeter er små i forhold til afstandene, der adskiller dem. Jorden er lige under 13.000 kilometer på tværs, men den er 150 million km fra Solen. Over 11.000 jordarter kunne passe mellem jorden og solen. Uff.
Men der er en nyttig model: en skalamodel. Over hele verden er der en del modeller af solsystemet, og de har en tendens til at være temmelig store. Jeg blev mindet om dette, da jeg så denne video , hvor en filmskaber, Wylie Overstreet, skabte en skalamodel af solsystemet i Nevada -ørkenen.
Imponerende! Og det mindede mig om noget ...
Jeg plejede at være en del af en uddannelses- og opsøgende gruppe ved Sonoma State University . Vi havde NASA -tilskud til at sammensætte undervisningsmateriale om grundlæggende matematik og videnskab. Min arbejdspartner Sarah Silva og jeg ville gå i klasseværelser og tale med børn, og en dag besluttede vi at tackle dette problem. Vi tog en ældre øvelse, kaldet Solar System Rope (du kan finde mange variationer af den online), og ændrede det, så det passede til vores behov. Grundlæggende bruger den et 20- eller 30-meter reb, der repræsenterer afstanden fra Solen til Neptun (eller Pluto). Vi markerede det for at vise, hvor planeterne var. Vi ville have et barn til at være solen og holde den ene ende, så en anden være Merkur (vi udskrev billeder af planeterne og solen, så de også kunne holde) og holde tovet på det rigtige sted osv.
Da de var færdige, var det ret forbløffende: Merkur, Venus, Jorden og Mars er alle trange og klemt inden for en meter eller deromkring fra Solen, men de ydre planeter var waaaaaay langt væk. Det gjorde et vidunderligt stykke arbejde og imponerede dem, hvor stort solsystemet var, og hvorfor det tog New Horizons -sonden næsten et årti at komme til Pluto.
Men da vi konfigurerede det første gang, fandt jeg konstant på, at jeg regnede igen og igen for at få modelvægten til at passe. Hvis solen var en centimeter på tværs, hvor stort var solsystemet? Hvad hvis Jorden var så stor?
Efter et par minutter var jeg træt af det, så jeg gjorde noget uden fortilfælde*: Jeg oprettede et regneark med alle de nødvendige numre i det, kodede det med størrelserne på planeterne og Solen, deres afstande osv. Alt du skal gøre er at sætte størrelsen på den sol, du ønsker, og det beregner størrelsen på modellen.
Ved hjælp af dette kan du oprette en skalamodel af solsystemet til enhver specifikation, du ønsker. Og nu, af en handling af ren storsindelighed, Jeg stiller dette til rådighed for dig gratis ! Jeg lagde det på Google Docs, som du kunne stikke ved; det er skrivebeskyttet der, men du kan downloade det og tilpasse det til dit hjertes lyst.
Et øjebliksbillede af regnearket til solsystemets skala -model ved hjælp af solens standardstørrelse på 100 cm (1 meter). Kredit: Phil Plait
Du behøver ikke at vide meget om regneark for at arbejde med det. Den første kolonne er objektets navn. Den anden og tredje er radier og diametre i kilometer. I den tredje kolonne delte jeg diametrene med Solens diameter, så nu har du dem alle med hensyn til Solens størrelse. Solen er en soldiameter på tværs, jorden er 0,00918. Den næste kolonne er afstanden fra Solen i km, derefter den samme afstand divideret med Solens diameter.
Den syvende kolonne er solens størrelse i din målemodel. Standardværdien er 100 centimeter (1 meter). Den næste kolonne skalerer derefter planternes størrelser til det, og den sidste kolonne er den afstand, din planet er fra Solen. Let peasey†.
hvorfor er battlefield 1 vurderet til m
Hvis du vil have en mindre sol, skal du udskifte 100 cm i kolonne G med noget mindre. Bemærk, hvor meget mindre skala modellen bliver. Du kan også justere den for at få en planetstørrelse, du ønsker. Hvis du vil have Jorden til at være 30 cm på tværs, skal du sige, at du leger med solstørrelsen, indtil den fungerer på den måde (svar: Solen ville være omkring 3300 cm på tværs; 33 meter. Det er KÆMPE).
Gå nu tilbage og tjek solsystemets skala modelvideo igen. Ved fem minutters mærke stiger Solen op, og de sammenligner Solens størrelse og deres model Sol set fra modellen Jorden ... og den virker! Deres Sol var over en meter bred, og Jorden var noget større end en centimeter og 176 meter fra Solen. Hvis du tjekker mit regneark, matcher det.
En ting mere: Af nysgerrighed tilføjede jeg Cooper bælte til regnearket og endda afstanden til Alpha Centauri , det nærmeste stjernesystem. Hvis du skalerer modellen til noget rimeligt, hvor langt væk er Alpha Cen? En vild måde. Så langt, at selv med en målemodel er det svært at holde denne afstand på selve Jorden: Hvis Solen er en meter på tværs, er Alpha Cen næsten 30.000 km væk! Det er næsten lige så højt som de faktiske geosynkrone satellitter over jorden**.
Fantastiske. Hvis du er pædagog, jeg virkelig anbefaler rebaktiviteten. Det er interessant, det får børnene op og ud (eller i en meget lang gang), det er kinæstetisk, og mest af alt er det sjovt! Børnene vil virkelig nyde at være en del af det.
Og det er pointen, ikke? Vi er alle en del af solsystemet, og det burde vi tage et øjeblik at sætte pris på. Vi er muligvis små - for små til at kunne ses på modellen! - men det at vi kan finde ud af alt dette gør os store.
* Uovertruffen for mig, altså. Jeg hader regneark. Hader dem. Had. Jeg ville ønske, at jeg kunne forvise dem alle til enden af solsystemets reb, undtagen ikke at skalere.
†Citronpresset.
** Åh! Jeg foretog konverteringen forkert i originalteksten og sagde, at den var 300.000 km. Se? Det er derfor, jeg hader regneark. :)
