Адчуванне маштабу

Памер

Вы, напэўна, ужо ведаеце, што Ўселеная вялікая, але большасць людзей не разумеюць, наколькі яна насамрэч. Шматлікія класы астраноміі пачаць з экскурсіі па Сусвеце на аснове выдатна кароткаметражны фільм завецца Паўнамоцтвы Дзесяць Чарльз і Рэй Эймс (спасылка з'яўляецца ў новым акне). Фільм пачынаецца з мужчыны і жанчыны ў гарадскім парку, а затым пашырае поле зроку ў дзесяць разоў кожныя дзесяць секунд, пакуль не дасягне меж назіранага Сусвету. Пасля маштабавання зваротна ў мужчыну і жанчыну ў парку, поле зроку змяншаецца ў дзясяткі разоў кожныя дзесяць секунд да аднаго пратона ў атаме вугляроду ў мужчынскім бакі запаўняе экран. Фільм больш, чым можна было чакаць, першае з-за ўсіх гэтых паўнамоцтваў з дзесяці, якія павінны ўлічвацца, каб уключыць усе рэчы астраноміі вечка.

Павелічэнне мадэль Сонечнай сістэмы

Іншы спосаб, каб даць вам пачуццё адлегласці паміж рэчамі з'яўляецца выкарыстанне прапарцыйнай (`` маштабуецца'') мадэлі. У такой мадэлі, усё зводзіцца на тую ж суму, таму ўсе часткі мадэлі па стаўленні адзін да аднаго, з той жа прапарцыйнай памеру. (Сапраўды гэтак жа добры след карту вы выкарыстоўваеце для пешых шпацыраў ці дарожнай карце вы выкарыстоўваеце для кіравання плоскай маштабнай мадэлі мясцовасці вы рухаецеся па.) Каб стварыць макет, падзяліць усе фактычныя адлегласцяў ці памераў шляхам гэтулькі ж раз маштабу (у прыкладзе, прыведзеным ніжэй маштабнага фактару 8431254000), так маштабуецца адлегласць = (фактычная адлегласць) / (маштабны фактар).

Для нашага макета, давайце выкарыстоўваць жоўты міні-баскетбол о 16,51 сантыметра (6,5 цалі) праз уяўляць Сонцы, а затым тэмп, як далёка малюсенькай планеты будзе ў гэтым макет. Паколькі рэальныя Сонца 1392000 кіламетраў (865 000 км) у папярочніку, макет мае ўсе планеты і адлегласці скараціліся на суму, роўную (139.200.000.000 / 16,51) = 8.431.254.000 раз. Вялікая планета, Юпітар, будзе ўсяго 1,7 сантыметраў у папярочніку (цэнтаў) і каля 92,3 метраў. Наша маленькая Зямля (пясчынкі) будзе бліжэй: толькі 17,7 метраў (каля 18 вялікіх крокаў) ад гатэля. Наша Сонца значна больш, чым планеты, і, тым не менш, гэта ўсяго толькі тыповая зорка! Вось маштабная мадэль нашай Сонечнай сістэмы:

Я звычайна выкарыстоўваю метрычнай сістэмы у гэтым тэксце. Гэта сістэма выкарыстоўваецца кожнай буйнай краінай у свеце, акрамя Злучаных Штатаў. Злучаныя Штаты будуць у канчатковым выніку прыняць гэту сістэму. Чытачы ў ЗША могуць размножвацца кіламетр нумара на 0,6, каб атрымаць колькасць міль і размножвайцеся сантыметр нумара на 0,4, каб атрымаць лік цаляў. Вось карціна арбіты планет, каб дапамагчы Вам візуалізаваць велізарныя маштабы толькі Сонечнай сістэмы.

Воблака Оарта з'яўляецца велізарнае сферычнае воблака трыльёны камет атачальнага Сонца, якое складае каля 7,5 да 15 трыльёнаў кіламетраў у папярочніку. У нашай маштабнай мадэлі, сярэдзіне воблака Оарта б прыкладна адлегласць паміж Лос-Анджэлесе і Дэнверы. Проксима Цэнтаўра з'яўляецца найблізкай да нас зоркі за межамі Сонечнай сістэмы (нагадаем, што Сонца зоркі таксама!). Проксима Цэнтаўра б з Лос-Анджэлеса, каб за кончык штата Мэн у такім маштабе мадэлі (з Лос-Анджэлеса ў Нью-Глазга, Новая Шатландыя, каб быць больш дакладным!). У нашым хутка ракеты судоў (без уліку гравітацыі Сонца) запатрабуецца амаль 70000 гадоў, каб дасягнуць Проксима Цэнтаўра!

Замест выкарыстання смешнага невялікія падраздзяленні, як кіламетраў, астраномы выкарыстоўваюць нашмат больш адзінкі адлегласці, як астранамічная адзінка для апісання адлегласцяў паміж планетамі і светлавы год, каб апісаць адлегласці паміж зоркамі. Астранамічная адзінка = сярэдняя адлегласць паміж Зямлёй і Сонцам, ці каля 149 600 000 кіламетраў. Напрыклад, Юпітар (778 400 000 км) / (149 600 000 км) = 5,203 астранамічных адзінак ад Сонца. Светлавы год, як далёка святло будзе падарожнічаць на працягу аднаго гады. Адлегласць вось D вандраванні ў зададзены інтэрвал часу T вызначаецца множаннем хуткасці V на інтэрвал часу. У кампактнай матэматычнай натацыі гэта: D = ? T V год. Вы можаце пазнаць, колькі кіламетраў светлавы год шляхам множання хуткасці святла час інтэрвалам у адзін:

1 светлавы год = (299800 кіламетраў у секунду) ? (31560000 секунд у год) = 9,461,000,000,000 кіламетраў (9461000000000 кіламетраў --- некалькі дзясяткаў тысяч разоў больш, чым нават астранамічная адзінка!).

Найблізкай зоркі складае каля 4,3 светлавых гадоў ад Зямлі, што азначае, што ён прымае святло 4,3 гады на выезд ад Проксима Цэнтаўра на Зямлю. Астатнія зоркі далей, чым гэта! Хуткасць святла з'яўляецца максімальнай хуткасці магчыма што-небудзь у Сусвеце падарожнічаць, нягледзячы на тое, што вы можаце ўбачыць у навуковай фантастыцы фільмы ці кнігі. Менавіта з-за велізарных адлегласцяў і працяглы час запатрабуецца пазаземны касмічны карабель, каб паехаць у Зямлю, што шматлікія астраномы скептычна ставяцца да пазаземных істот выкраданні людзей.

Сонца адна зорка сярод больш за 200 мільярдаў зорак гравітацыйна злучаны разам, каб зрабіць Галактыкі Млечны Шлях. Галактыка вельмі вялікі кластар з мільярдаў зорак змацаваных сілу іх узаемнага прыцягнення адзін на аднаго. Гэта вызначэнне загружаецца той, які будзе распакаваны і разгледжаны больш падрабязна ў наступных частках, а цяпер давайце працягнем па наш кароткі тур Сусвету. Млечны Шлях з'яўляецца плоскай галактыкі форму бліна з выпукласцю ў цэнтры. Зоркі і газу зліпаюцца ў спіральных рукавах у плоскай частцы дыска Галактыкі. Шматлікія зоркі знаходзяцца таксама ў паміж спіральнымі рукавамі. Наша сонечная сістэма знаходзіцца ў адным са спіральных рукавоў Млечнага Шляху і складае каля 26000 светлавых гадоў ад цэнтра галактыкі. Увесь Млечны Шлях каля 100.000 светлавых гадоў у папярочніку. У нашай маштабнай мадэлі з Сонцам 16,51 сантыметраў у папярочніку, Млечны Шлях будзе каля 112 млн. кіламетраў ці каля 38% ад памеру арбіты Зямлі вакол Сонца. Нагадаем, што ў арбіту Плутона складае толькі 1,4 кіламетраў на гэтай шкале --- Галактыкі значна больш, чым нашай Сонечнай сістэмы! Вось мастака зроку нашай галактыкі з Сонца пазіцыі адзначаныя (звернеце ўвагу, што ўся наша Сонечная сістэма будзе менш, чым найменшая кропка бачных на малюначку!):

Давайце змяншаць нашы макет тым больш, што наша галактыка з'яўляецца памер міні-баскетболу. Найблізкі іншыя галактыкі малых няправільнай формы адна каля 13 сантыметраў у бок ад Сонца ў бок кірунку Млечнага Шляху цэнтра. Гаворка ідзе пра памер прыгатаваныя, тлушчаў спасылку каўбасы сняданак у нашай маштабнай мадэлі. Адпаведна, Млечны шлях падчас уплятаючы гэтай галактыкі. Два вядомых галактык спадарожнік Млечнага Шляху завецца Вялікае Магелланово Воблака і Малое Магелланово Воблака каля 30 сантыметраў і 35 сантыметраў адпаведна. Вялікае Магелланово воблака памерам з тэнісны мяч і Малое Магелланово воблака памерам з шар пінг-понг. Імглістасць Андрамеды з'яўляецца найблізкім вялікай галактыкі Млечны Шлях: шар 19 гл у дыяметры (валейбол) каля 4,8 метраў. Млечны Шлях і Імглістасць Андрамеды з'яўляюцца на любым канцы групай прыкладна з 30 галактык гравітацыйна злучаны адзін з адным у Мясцовай групе. Мясцовай групы можна ўмоўна падзяліць на два згусткі з кожнай пасмы, якія маюць вялікай спіралі ў ім: Млечны Шлях і Імглістасць Андрамеды. Вось тры выгляду Мясцовай групы, кожная разглядаць з пазіцыі 90 градусаў адрозніваецца ад астатніх. Млечны Шлях з'яўляецца вялікі кропка на скрыжаванні X, Y, Z восяў і галактыка Андрамеды з'яўляецца іншыя буйныя кропкі.

Найблізкія вялікія скупнасці галактык завецца скупнасці Панны (у бок кірунку сузор'я Панны). Скупнасці Панны мае больш 1000 галактык у ёй і прыкладна ў 50 метрах у нашай маштабнай мадэлі. Звернеце ўвагу, што ў параўнанні з іх памерамі, галактыкі адносна блізка адзін да аднаго. Зоркі усярэдзіне галактык адносна далёка адзін ад аднаго ў параўнанні з памерамі зорак. Вы ўбачыце, што адносная блізкасць галактык адзін да аднаго мае значны ўплыў на развіццё галактык.

Мясцовыя групы і Панна кластара з'яўляюцца часткай буйнейшай доўгай, вузкай групы пад назвай Мясцовага сверхскопления, якую часам завуць Панна сверхскопления паколькі скупнасці Панны блізка да сярэдзіны. Мясцовая група блізкая да аднаго краю Мясцовага сверхскопления. У нашай маштабнай мадэлі са Млечны Шлях памер міні-баскетбол, Мясцовага сверхскопления складае каля 190 метраў у даўжыню і ўсяго назіранага Сусвету складае каля 49,5 кілаграм метраў у дыяметры.

Маштабныя мадэлі, апісаныя вышэй, толькі нешматлікія са шматлікіх вы знойдзеце ў Інтэрнэце. У наступнай частцы, макет для часу будзе дадзена. Перш чым вы ідзяце туды, хоць, праверыць Нікана "Universcale", які выходзіць з нанасвета да Сусвету ў вельмі добры спосаб (спасылка з'явіцца ў новым акне). Яшчэ адна старонка, каб праверыць на атрыманне некаторае ўяўленне пра наша размяшчэнне і памерах у Сусвеце Вядомы Сусвет з Амерыканскага музея прыродазнаўчай гісторыі (спасылка з'яўляецца ў новым акне і прагляду ўбудаваных YouTube шэсць мінуць відэа).