나쁜 천문학

태양계 확장

2024

때때로 인터뷰와 소셜 미디어에서 흥미로운 질문을 받습니다. 사람들이 천문학에 대해 더 잘 이해했으면 하는 것이 있다면 무엇입니까?

내 대답은 간단합니다. 규모입니다.

우주에 있는 것들은 아주, 매우 , 매우 멀리. 우리에게 가장 가까운 자연 물체인 달은 지구에서 거의 400,000km 떨어져 있습니다. 아직까지 성공적으로 사용된 로켓 중 가장 강력한 로켓인 새턴 V 로켓이 인수되었습니다. 삼 일 우주비행사를 달에 보내기 위해. 텅 빈 만을 건너는 3일.

그리고 그것은 단지 달입니다. 가장 가까운 두 행성인 화성과 금성에 가려면 몇 달이 걸립니다. 목성은 가장 가까운 거리에 6억km 떨어져 있습니다. 토성은 목성의 2배, 천왕성은 토성의 2배 거리에 있다는 사실을 알고 계셨습니까?

NS 태양계 고쳐 졌어.

이 비늘 주위에 머리를 감는 것은 엄청나게 어렵습니다. 설상가상으로 비유가 무너지는 경향이 있습니다. 예: 태양으로 가는 길이 있다면 태양까지 운전하는 데 거의 2세기가 걸릴 것입니다. 정말로 단단히). 그것이 실제로 얼마나 멀리 시각화되어 있습니까?

비교를 위해 행성 크기를 사용하려고 하면 더 나빠집니다. 행성은 그들을 분리하는 거리에 비해 작습니다. 지구는 지름이 13,000km 미만이지만 150km입니다. 백만 태양에서 km. 11,000개 이상의 지구가 지구와 태양 사이에 들어갈 수 있습니다. 돈.

그러나 유용한 모델이 있습니다. 바로 축소 모델입니다. 전 세계적으로 태양계에 대한 꽤 많은 모델이 있으며 꽤 큰 경향이 있습니다. 이거 보고 생각났음 이 비디오 , 영화 제작자 Wylie Overstreet가 네바다 사막에서 태양계의 축소 모델을 만든 곳입니다.

인상적인! 그리고 뭔가 생각나더군요...

나는 일부였다 Sonoma State University의 교육 및 봉사 그룹 . 기본 수학과 과학에 대한 교육 자료를 모으기 위해 NASA에서 보조금을 받았습니다. 내 작업 파트너 사라 실바 그리고 저는 교실에 가서 아이들과 이야기를 나누곤 했고, 어느 날 우리는 이 문제를 다루기로 결정했습니다. 우리는 Solar System Rope라고 하는 더 오래된 운동을 했습니다. 그것의 많은 변형 online), 우리의 필요에 맞게 수정했습니다. 기본적으로 태양에서 해왕성(또는 명왕성)까지의 거리를 나타내는 20m 또는 30m의 로프를 사용합니다. 행성이 어디에 있는지 표시하기 위해 표시했습니다. 우리는 한 아이가 태양이 되어 한쪽 끝을 잡고 다른 아이가 수성을 갖게 하고(우리는 행성과 태양의 사진을 인쇄하여 그들이 붙들 수 있도록 했습니다) 올바른 위치에 밧줄을 잡는 식입니다.

왜 17의 가장자리가 r 등급입니까?

수성, 금성, 지구, 화성이 모두 비좁고 태양에서 1미터 정도 떨어져 있지만 외부 행성은 와아아아아 멀리. 그것은 태양계가 얼마나 큰지, 그리고 왜 New Horizons 탐사선이 명왕성에 도달하는 데 거의 10년이 걸렸는지 그들에게 깊은 인상을 남겼습니다.

하지만 처음 설정할 때 모델 스케일을 맞추기 위해 계속해서 수학을 하고 있다는 사실을 깨달았습니다. 태양의 지름이 1센티미터라면 태양계의 크기는 얼마입니까? 지구가 그렇게 크다면?

몇 분 만에 지쳐서 전례가 없는 짓을 했어^*: 필요한 모든 숫자가 포함된 스프레드시트를 만들고 행성과 태양의 크기, 거리 등으로 코딩했습니다. 원하는 태양의 크기를 입력하기만 하면 모델의 크기가 계산됩니다.

이것을 사용하여 원하는 사양으로 태양계의 축척 모델을 만들 수 있습니다. 그리고 지금, 순수한 관대함의 행동에서, 나는 이것을 당신에게 무료로 제공합니다 ! 나는 당신이 찌르기 위해 그것을 Google 문서에 넣었습니다. 읽기 전용이지만 다운로드하여 원하는 대로 조정할 수 있습니다.

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태양의 기본 크기인 100cm(1미터)를 사용하는 태양계 축척 모델 스프레드시트의 스냅샷. 크레딧: Phil Plait

작업하기 위해 스프레드시트에 대해 많이 알 필요는 없습니다. 첫 번째 열은 개체의 이름입니다. 두 번째와 세 번째는 반경과 지름(킬로미터)입니다. 세 번째 열에서 지름을 태양의 지름으로 나누었으므로 이제 모두 태양의 크기로 알 수 있습니다. 태양은 지름이 1 태양이고 지구는 0.00918입니다. 다음 열은 태양으로부터의 거리(km)이며, 동일한 거리를 태양의 지름으로 나눈 값입니다.

일곱 번째 열은 축척 모델의 태양 크기입니다. 기본값은 100센티미터(1미터)입니다. 다음 열은 행성의 크기를 그에 맞게 조정하고 마지막 열은 행성이 태양으로부터의 거리입니다. 쉬운 피시^†.

더 작은 태양을 원하면 G열의 100cm를 더 작은 것으로 교체하십시오. 축척 모델이 얼마나 작아지는지 확인하십시오. 원하는 행성 크기를 얻기 위해 조정할 수도 있습니다. 예를 들어, 지구가 30cm 너비가 되도록 하려면 태양 크기가 그렇게 될 때까지 사용하세요(답: 태양의 너비는 약 3300cm, 33미터입니다. 그것은 거대합니다).

이제 돌아가서 태양계 축척 모델 비디오를 다시 확인하십시오. 5분 표시에서 태양이 떠오르고 모델 지구에서 본 태양과 모델 태양의 크기를 비교합니다... 그리고 작동합니다! 그들의 태양은 너비가 1미터 이상이었고 지구는 센티미터보다 약간 더 크고 태양으로부터 176미터 떨어져 있습니다. 내 스프레드시트를 확인하면 일치합니다.

한 가지 더: 호기심에 추가했습니다. 쿠퍼 벨트 스프레드시트까지의 거리와 알파 센타우리 , 가장 가까운 별 시스템. 모델을 합리적인 것으로 확장하면 Alpha Cen은 얼마나 멀리 떨어져 있습니까? 아주 좋은 방법입니다. 지금까지 축소 모형을 사용하더라도 지구 자체에서 그 거리를 유지하기가 어렵습니다. 태양의 지름이 1미터라면 Alpha Cen은 거의 30,000km 떨어져 있습니다! 이는 지구 위의 실제 지구 동기 위성과 거의 비슷합니다.^**.

놀라운. 당신이 교육자라면 나는 정말로 로프 활동을 권장합니다. 흥미롭습니다. 아이들을 밖으로(또는 매우 긴 복도에서) 일으키고, 운동 감각적이며, 무엇보다도 재미있습니다! 아이들은 그 일부가 되는 것을 정말 좋아할 것입니다.

그리고 그것이 요점입니다. 그렇지 않습니까? 우리는 모두 태양계의 일부이며 잠시 시간을 내어 그 점을 이해해야 합니다. 우리는 작을 수 있습니다. 축소 모형으로 보기에는 너무 작습니다! — 하지만 우리가 이 모든 것을 알아낼 수 있다는 사실이 우리를 크게 만듭니다.

^* 저에게는 유례가 없는 일입니다. 저는 스프레드시트를 싫어합니다. 그들을 싫어. 싫어하다. 스케일링을 제외하고는 태양계 밧줄 끝까지 그들을 모두 추방할 수 있기를 바랍니다.

^†레몬 짜기.