从空间尺度上讲,生活在地球上的我们与茫茫宇宙相比,即便用沧海一粟来形容,也大得太过夸张了。但人类思维的广度,却可以超越宇宙中的物质和空间本身。例如,我们可能都曾思考过,自己和太阳以及太阳系的八颗行星都有哪些联系?并且会给出各式各样的答案。
《问天少年》年第6期P50在《航空知识》少年版《问天少年》年第6期中,北京天文馆的研究馆员李鉴老师将人体结构比例关系表述的太阳系八大行星的间距和大小,让读者们清晰地了解了太阳与八大行星间的关系。现在,航空知识杂志社将这篇文章制作成了一段两分钟的动画,让大家将杂志上学到的内容有个更立体的认知。今天,航空知识原创科普动画第一期正式上线。之后航知也会不定期更新一些科普动画,我们大家一起期待吧!
第一期:《你就是个太阳系》打开双臂,找行星太阳系里的8颗行星,远近分布非常不规则,大致呈“内密外疏”。最靠近太阳的水星距离太阳有万千米,最远的海王星远在45亿千米之外。天文学家们用“天文单位”来表示这些庞大的数字,一个天文单位(1AU)就是地球到太阳的平均距离,大约为1.5亿千米。TIPS除地球外,其他天体到太阳的距离都不是整数,为了便于记忆,我们不妨舍零取整,找出它们的大约数。巧合的是,这些大约数恰好符合我们身体的手指和胳膊的比例,用我们的身体可以相当完美地模拟出一个太阳系!
我们伸直双臂,手掌张开假设右手中指的指尖是太阳的位置以此为太阳系的起点。水中指第一个指关节代表水星的位置金金星大概就在第二个指关节处地地球则位于中指指根处。整根中指的长度就代表了一个天文单位。火火星正好位于手掌心带小行星带的范围为2.1~3.6天文单位,相当于右手腕和手肘之间的位置。木木星在肘窝土土星差不多在喉咙正下方天王天王星则在左手中指指尖海王海王星位置较远,如果我们把左胳膊垂下来放在身侧,海王星差不多在左脚下的地面。柯柯伊伯带的主要范围是30~50个天文单位,相当于海王星之外再伸长一个臂展(或身高)的范围。行星大小掌上看除了距离之外,行星的大小也是个重要的参数。太阳系中,八颗行星的“个头”相差甚远。最大的是木星,最小的是水星,木星直径足有水星的30多倍。对初学者而言,想要一下子记住行星的大小也并非易事。水星、金星、地球、火星相对较小,属于岩质行星,也称为类地行星,其中地球最大。木星、土星、天王星、海王星的半径至少是地球的几倍以上,属于巨行星,也称为类木行星。我们同样用地球为基准,将各个行星相对地球的大小作为参考。然后把这些数值取整,找出大约数。仔细观察就会发现,
恰好存在另一个巧合:
利用我们的身体和手掌
也可以很好地类比行星的大小!
我们以自己的身高(或臂展)
作为太阳的直径,
它是地球直径的倍,
是木星直径的10倍。
水水星的面积为小拇指指甲盖的一半地/金地球和金星的直径与我们大拇指指甲盖的对角线长度相同火火星的直径只比小拇指指甲盖长度略短一点儿土/木土星和木星相差不大,只短了一个拇指的宽度(即一个地球直径)。天/海天王星与海王星的直径,几乎正好等于食指的长度。行星质量掌中判至于行星的质量,不如距离、大小这么直观,但我们同样可以地球为参照。木伸出左右两手的10根手指,代表木星的质量。土缩回右手的5根手指以及左手的小拇指和无名指,剩下的左手3根手指就是土星的质量(木星的30%)。继续缩回左手的中指和食指,剩下的1根大拇指就可以代表海王星、天王星、地球、金星、火星、水星的总质量(土星的1/3)。这其中一半是海王星的质量(木星的1/20,土星的1/6),一半是天王星、地球、金星、火星、水星的总质量,正好各占大拇指的一个指节。至此,我们用手指、胳膊和身体较为直观地类比了太阳系行星的距离、大小、质量等主要参数,再也不需要用篮球、桔子等来摆弄它们了。想不到我们的身体与太阳系天体还可以找出这么多神奇的巧合!考考你:
如果用类似的方法
形容小质量的类地行星的大小与质量
你会怎么回答?
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