目前人類親身到達(dá)的最遠(yuǎn)天體是月球,距離為38萬(wàn)千米。這一個(gè)距離與更大的宇宙空間相比是什么概念呢?我們不妨先拿小一點(diǎn)的范圍比如太陽(yáng)系比較。拿地月距離和太陽(yáng)系(以海王星的軌道半長(zhǎng)軸為邊界)作比較,前者僅僅是后者不到萬(wàn)分之一。如果搬出銀河系,那么比例只會(huì)更懸殊(不足萬(wàn)億分之一)。當(dāng)然僅從這些數(shù)字無(wú)法很直觀地感受兩者的具體差異,最好的方式還是代入大家熟悉的生活場(chǎng)景。
把全世界蓋在身上是什么體驗(yàn)
如果把地球變成臥室里面的某個(gè)物件,誰(shuí)最合適呢?考慮到我們每天都從床上醒來(lái),把地球看成床或者被子都是不錯(cuò)的選擇。不過(guò)地球是個(gè)球,和床還有被子的形狀不匹配,這里要稍作轉(zhuǎn)換——把床或者被子的大小看作是地球表面,再根據(jù)地球表面大小倒推對(duì)應(yīng)的地球半徑。

世界地圖主題的床品三件套
以單人被/單人床1.5米×2米的大小換算,相當(dāng)于地球是一個(gè)半徑約0.5米[1]的球,此時(shí)的比例尺為1:12740000,同一比例尺下月球直徑大小為27.27厘米,略短于一張A4紙的長(zhǎng)邊(29.7厘米),距離地球約30米。對(duì)于大部分人的生活環(huán)境而言,30米相當(dāng)于去鄰居家串門的距離,如果你家正好在6~8層,30米差不多也是從地面到家門口的垂直高度。若你恰好財(cái)力雄厚,正住著一套面積數(shù)百平方米的大平層,那么此時(shí)月球應(yīng)該在你家的某個(gè)角落。
在這個(gè)比例尺下,太陽(yáng)的直徑約109米,這是標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)的長(zhǎng)度,太陽(yáng)和地球的距離約12千米,太陽(yáng)系(以海王星軌道為界)是一個(gè)直徑700千米的圓。

以廣州天河體育中心足球場(chǎng)作為太陽(yáng)位置所在,從內(nèi)到外分別是水星、金星、地球、火星、谷神星、木星、土星、天王星、海王星軌道︱Keith Enevoldsen
地球的半周長(zhǎng)(2萬(wàn)千米)在這個(gè)比例尺下相當(dāng)于約1700天文單位,假設(shè)有一顆周期彗星的遠(yuǎn)日點(diǎn)在這個(gè)位置,近日點(diǎn)與地球軌道半徑相當(dāng),那么彗星的公轉(zhuǎn)周期會(huì)達(dá)到2.5萬(wàn)年。
如果你好奇這一比例尺下銀河系的大小,我們也可以稍作換算:取銀河系直徑為10萬(wàn)光年,得到縮小的銀河系半徑依然很大——大約相當(dāng)于現(xiàn)實(shí)中的250天文單位,目前飛得最遠(yuǎn)的人造航天器旅行者一號(hào)也就跨越了這個(gè)距離的三分之二。

地球在床頭,月球在床尾
顯然用以上的比例尺表示銀河系還是過(guò)大了,如果把床的長(zhǎng)度視為地月距離會(huì)怎么樣呢?這樣一來(lái)我們從床頭走到床尾就算是「登上」月球了,此時(shí)的比例尺相當(dāng)于1:192200000,地球直徑6.6厘米,月球直徑1.8厘米,太陽(yáng)約7.2米。

此時(shí)的地球直徑與一臺(tái)iPhone SE3的寬度相當(dāng)︱Apple
海王星軌道半徑進(jìn)一步被壓縮到25千米以內(nèi),這個(gè)范圍大概相當(dāng)于現(xiàn)實(shí)中一座中等大小的城市。而銀河系直徑為33天文單位,略大于現(xiàn)實(shí)中海王星的軌道半徑(30天文單位)。

假如銀河系=地月系
目前人類親身觸及的最遠(yuǎn)距離是地月距離,如果以這個(gè)范圍(地月系)作為縮小后的銀河系大小,又會(huì)是怎么一番景象呢?首先這時(shí)候的比例尺會(huì)來(lái)到1:1234500000000(12345后面跟8個(gè)零),海王星的軌道半徑相當(dāng)于3.65米,理論上可以把太陽(yáng)和八大行星都放進(jìn)臥室,而旅行者1號(hào)屬于剛剛走出臥室的水平。此時(shí)太陽(yáng)直徑僅1.1毫米,地球和月球均小于肉眼分辨極限——前者大約10微米,后者約2.8微米,兩者相距0.3毫米。

圖︱Environmental Protection Agency
0.3毫米大概是幾根頭發(fā)絲并排的寬度,而地球和月球的大小恰好對(duì)應(yīng)大氣顆粒物中的PM10與PM2.5顆粒,某種意義上呼應(yīng)了著名天文學(xué)家卡爾·薩根那一句「地球只是宇宙中一粒微不足道的塵埃」。

1990年2月14日,旅行者1號(hào)對(duì)著遠(yuǎn)在60億千米外的地球按下了快門,成就了著名的「暗淡藍(lán)點(diǎn)」︱NASA
參考&拓展
[1]下文涉及比例換算的數(shù)據(jù)均來(lái)自:
https://thinkzone.wlonk.com/SS/SolarSystemModel.php
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