018:真实比例的太阳系(上)

读喜马拉雅作者:gezhong日期:1月前点击:72
大部分人对太阳系的认识,都受到教科书上“太阳系演示图”的影响。概念中,行星轨道之间的距离似乎是相近的;行星的大小差距也无非是西瓜和乒乓球的区别。但实际上,我们通常看到的“太阳系图”都属于“示意图”的范畴,类似于房产广告上的地图——对很多区域地比例进行修改,造成重要设施离得不远的错觉。本期节目,将以上海地标——东方明珠最大的球体作为太阳,建立一个严格按照实际比例缩小后的太阳系模型!一起来感受什么叫真正的广袤无垠吧!

018:真实比例的太阳系(上)

原来谁是贾楠,是这羊,谁真是这样的样子啊。原来是这样,欢迎来到今天的,原来是这样,各位好,我是旭东,各位好,我是杰宇。

今天呢,先问你一个问题啊,就是说到太阳系啊,在你脑海当中反映出来的是一个什么样的东西,或者说是一个什么样的概念呢。

嗯,一上来就考我,那我觉得可能大大部分人应该跟我一样,就是中学时代地理课本上那张经典的太阳系的图,没错,就中间是太阳,然后以太阳为圆心。

放射出一个又一个的环形轨道,然后依次呢,有水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王,星海,王星。

那个时候还有一个闵王星呢,现在没了对各大行星基本就是这样的一个。 同样我觉得你当时这堂课听的还是比较认真的,或者说这张图你还是比较印象深刻的啊。

我记得当时在地理课上呢,老师还会拿出一个太阳系的模型,知道你还记得过,就是中间呢,有一个代表太阳的白痴灯。

然后呢周边呢会有一个一个的,这种小球有印象,然后有个轨道有个手柄,然后摇啊摇,这个就会转模拟太阳系的一个运行啊。我记得那个上面呢代表地球的是一个大概玻璃弹珠大小的小球,然后呢还有一个乒乓球大小的木星,那个火星呢大概就是一个黄豆这样大。

那老师在解释自传和公传问题的时候,还会顺便告诉大家,比如说大行星当中是木星最大,水星最小,这样的常识对呀。所以这基本就是我们对太阳系的认识啦。

难道这里面有什么不对的地方吗?

其实在我们幼小的心灵当中呢,太阳系里的各个天体的距离和大小的概念,就是按照教科书或者是模型给大家展示的这种比例进行想象的。

但是其实无论是这个太阳系图,还是我们说的这个太阳系模型都存在一个巨大的问题哦,那就是他们都漏了一句话,没有按照真实的比例。

其实呢,这些图呢都是太阳系的假想图,或者叫示意图啊。就好比大家可能会收到一些房产推销的广告,这个上面呢会有一个推销图,比如说标志商圈离你多近,然后地铁站离你多近,对对对对对,但是可能买到实际去看一下你就会知道啊。其实地铁站离你很远,商场可能得开车20分钟。

不过呢,比起房产推销图的这种夸张程度,咱们的这个太阳系示意图真的要比它夸张很多。太阳系的真实情况要比大家想象的。

夸张许许多多费,那么太阳系的真实情况到底是怎么样的呢?

咱们先来看几个数字啊。在天文学上呢,有一个重要的距离概念呢,就是天文单位,它代表的是地球到太阳的一个平均的距离,大约等于多长呢,是1.496一公里啊。我们曾经做过一个一张对折到太阳的纸,那会儿我们应该意识到这个距离有多大了。那换句话说呢,地球到太阳的距离呢是=1个天文单位。

太阳系当中呢?距离太阳最近的是水星,它距离太阳大约也有0.4个天文U,而金星呢是0.7个天文U原因点的火星呢是1.5个天文U也还好啊,0.4点71km啊,到了土星呢,是9.5天王星是19.2。

而最远的大行星现在是海王星了,距离太阳的距离是达到了30个天文U。

如果要严格的按照实际的距离比例去画出太阳系的轨道的话,我们就可以发现在圆心的附近呢。这个轨道是非常非常的密集的。

而向外的四个大行星,它们轨道的间隔是非常的远,而且是越来越远,它根本不是一个比较平均分布的轨道。这样一笔的话,的确和我们当时印象中那个轨道间隔非常平均的太阳系好像相去顺远。

其实相比距离上给大家产生的错觉,大家对于太阳系天体的体积上的感知呢会好一些,但是其实也仅仅是好一点点罢了。

教科书上呢会出现一些具体的数字,比如说木星的体积是地球的1376倍。嗯,那土星的体积其实也达到了地球的745倍,都是很大的倍,很大的倍。而太阳的体积呢则是惊人的达到了地球的100。

300000倍,哇塞在我想象当中啊,100,0倍甚至一万倍。这个感觉我已经没有办法去想象和构造了。在大脑中,哈直觉得就是很大很大,很大很大,很大很大。

就只是很大的几千倍一万倍,甚至100000000倍,对于我们普通人来说是很难去感知的啊。

对于贝这个概念的感知呢,普通人对于几倍或者几十倍的概念呢是有比较清晰的判断的。比如说一栋房子是另一栋房子的面积的几倍十几倍啊,但是一旦放大到了千倍万倍甚至百万倍的时候,大家的感知呢就非常的模糊了,尤其是遇到天体这样的庞然大物的时候,那有没有什么办法可以帮助我们认识太阳系的真实情况呢?那其实就有必要建立一个真实按照太阳系比例进行缩小的模型,能做得出来吗?

这也是这一期原来是这样,包括下一期我们将送给大家的一份特殊的礼物啊,就是能够帮助大家在脑海当中建立一个。

真实比例的太阳系模型,那为了能够更加直观的感受这个模型呢?大家如果身边有电脑,或者说是一些移动的智能设备,可以打开一个地图软件,什么百度谷歌都可以一边听一边做一些标记,我们来实际的感受一下,你不是说要做一个太阳系的模型吗?要用到地图吗?

先预告一下,为了精确地表示太阳系内天体的大小和距离,我们所需要建立的这个模型,他的实际占地面积是非常非常巨大的。到底有多大呢?咱们听下去就知道。

首先呢,我们要先确定一个太阳,也就是一个很大的球的一个参照物,对,作为一个参照物。

其实上海呢有一个非常著名的地标了,东方明珠啊,那是东方之珠嘛。大猪小猪落鱼盘,它有非常多的球体。

那其实中方明珠它有三个主球体,下面那个非常的强大,你应该去过实地,会感受到它是一个什么样的感觉吧,就是大大它的直径呢?其实达到了50米。

那在我们的太阳系模型当中,需要大家把它想象成我们的太阳,把它想象成太阳,那要不要这么大的一个模型呢?

其实用东方明珠的大球,咱们是有原因的。第一呢,他非常有名,很多人都见过,尤其咱们中国人啊,来上海旅游的朋友也很多,基本上都看到过这个方便,大家在想象的时候进行参照。

另外呢,因为我们的太阳系模型是严格按照比例的,听下去,你会发现,如果这太阳的球体它不够大。

比如说咱们用一个直径半米左右的家里用的那种健身球,那你就会发现地球的直径啊。<5mm,那就非常小了,那像是月球,冥王星这样的小天体就比芝麻还小就很难表达了哦。

言归正传,我们把直径50米的东方明珠,它的最大球体看作是太阳,而太阳的直径是多少呢?有139点20000km啊哇,太阳是一个非常大的冬天呢。

所以我们这个模型呢就是按照一比27840000来进行缩小的。

那,所以接下来我们就该放水星了。没错,这是太阳系离太阳最近的一颗行星,如果用东方明珠的大球代表太阳,那我们把水星放哪儿呢?这个时候就得坐一站地铁了,要到南京路步行街步行街的中间呢,有一个世纪广场,然后呢,大概就是永安百货先师公司,还有这个七重天大楼那个路口。

这个地方呢,我们可以找到一个安放水星的合适位置。嗯,按照实际比例呢,我们需要的是一个17.6cm的小球,你比划一下就知道了,因为排球的直径是21cm,实际表现我们要比排球还要小,这个就是水星的大小。

嗯,比起那个直径50米的东方明珠的大海太多太多太多是太阳啊。一,比较之下,你就会发现。

它真的很小,因为米王星被除名了嘛,水星呢,就是现在太阳系当中最小的一颗大行星了。

而这个时候,其实我们距离东方明珠的距离,也就是我们模型当中的太阳已经有2.04km了,水星就已经2km多了,还是离太阳最近的行星呢。

那看来这个劲啊,真的只是相对的没错,我们继续接下来呢,放金星又得坐地铁了啊,还是坐二号线上海地铁2km,那大家出了车站之后往东走,大约30米。

也就是说,到达距离东方明珠3.87km的地方,我们可以再放上一个球,这个球相比水星来说其实不算小。

它的直径呢是43.7cm,可以比划一下半米不到的一个直径比篮球呢要大个两号。

这样的一个球有点像大家吹的这个气球吹的比较大的那个状态,这个就是金星了,那大家也可以去想象一下自己抱着这样一个大小的球站在东方明珠脚下的感受。

因为接下来咱们要放的这个球和精心的这个球差不多的。我知道接下来咱们就是地球了呀。

从体系上讲呢,地球和金星几乎是一对双胞胎,地球呢稍稍大,1cm多一点是45点8cm,我们想象一下,其实还挺震撼的啊。

45.8cm呢。其实地理科用的那个大号的地球仪,它的直径也就是差不多那么大。

再和东方明珠的这个球一比,你就会真的感受到我们的地球相比太阳它是有多小了,那咱们把它放哪儿呢?

在这个模型当中呢,地球的位置是在南京西路站下一个地铁站,就是静安寺站。 嗯,大约就是在金安寺。

那边有个百货,大家都知道啊,这个门口有一个金安寺的,一个很漂亮的大柱子,对来上海的朋友应该会看到这根柱子就在这个柱子前面,差不多就是安放地球模型的位置。

这个时候呢,我们距离太阳东方明珠已经有5.35km,如果说有机会到静安寺附近找到一个比较高的建筑的话,大家其实可以做一个很好玩的实验。

就是在那个时候,你去看一下东方明珠,如果说你能够看到它最下面那个球体,你再看一下天空中的那个太阳,嗯?

在你的眼睛当中,其实这两个圆形的大小是差不多真的吗?这就是按照比例,因为在我们的模型当中,东方明珠到我们所占的这个位置的比例是和地球你站的这个点到太阳的这个距离,比例进行等比例缩小的,无论是它的体积还是他的距离。 那你说的这么多,我还想知道月亮放在哪儿呢?

那我们把地球呢是放在了金安寺前的那根柱子下啊,那月亮放哪儿呢?以地球为圆心,咱们随便找个地方前进,大概20步。

我是说成年人啊,20步的距离呢,大概是十四米左右,那精确一点的话就是在13.8米的地方。

我们再放1cm的小球,这就是我们的月亮了。

其实你可以感受一下地球和月亮之间,我们也觉得离我们应该是很近吧。但是其实在这个模型当中,哪怕是一个不大的地球,这个小小的月亮已经离得比较远了。对,所以光是想象一下地球,月亮这个模型啊,都觉得挺震撼的,这个距离呢比我们通常认为的要远得多呀。 那咱们放好了地球和月球,接下来就得放火星了,火星也是很多人非常向往的一个星球,觉得咱们要是向外滩宫殖民的话,第一站应该就是火,对火星是比较理想的,还有什么火星人啊等等对对对。

在我们的模型当中,火星应该放哪儿呢?

上海呢,有一个很著名的教堂,在徐汇区,我知道那个教堂就是徐家汇大教堂啊。这是一个天主教堂。

它距离东方明珠的直线距离呢,大概是8.2km。

那在他前面的草坪上,我们就可以安放火星了。

想象火星的大小有个很好的替代品,那就是篮球。因为在我们的模型当中,按比例缩小之后,火星的尺寸呢,大概是直径24.65cm。那篮球的尺寸几乎就是这么大。

想象一下,在徐家汇教堂的草坪上躺着一颗代表火星的篮球,而太阳这个时候已经是在8km之外的浦东的东方明珠了,这种距离感其实带来的。

震撼程度还是非常大的对,所以这个就是没有想象到是这样子的一个感觉,好有趣啊,对今天的节目时间关系啊,咱们只是暂且安放了太阳系内离太阳比较近的四大行星,大火星。

还有木星,土星,天王星海王星等等,那在下一期的原来是这样当中呢,我们将跟各位继续来建立这个真实比例的太阳系模型。

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