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太陽系模型

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1766年本傑明·馬丁英語Benjamin Martin (lexicographer)製作的一個太陽系儀,曾在哈佛大學被使用。

太陽系模型是指用於演示行星衛星太陽系的相對位置及相對運動的模型。其中依賴機械動力運作的模型被特別稱為太陽系儀。模型中的星體大小通常與星體現實中的大小一致,但是並不是按比例製作的。由於不同星體之間的距離相差過大,製作按比例的太陽系模型十分困難。例如,地球太陽之間的距離大約是地球直徑的12000倍。

如果希望製造出符合比例的太陽系模型,而又要讓體積較小的行星能被肉眼輕易看見,就需要將模型擺放在大面積的戶外空間,而且需要放置標記來提醒參觀者注意在遠處的行星。例如,波士頓科學博物館的太陽系模型就橫跨了所有展覽樓,所有行星模型都放在類似的展台上,展台上面有介紹行星的短文。[1]當中木星的模型被做成籃球大小,放在空曠的波士頓南站的候車區,距離放置在博物館裏的太陽模型約1.3公里,生動地展現了太陽系空間的空曠。

在這種大型模型中的星體模型不會移動。傳統的太陽系儀中,通常則有機關讓星體能夠轉動,並配合鐘錶來校準星體的相對運動速度。這些模型可說是在時間上,而不是空間上,是按比例建造的。

永久設置、按比例製作的太陽系模型

下表列出不同組織設置的戶外、永久設置、符合比例的太陽系模型,並將它們與真實的太陽系相比較。

名稱 位置 比例 太陽
直徑
地球
直徑
日地距離 距離 描述
現實的太陽系 1:1 1,392,000 km 12,760 km 149,600,000 km 59,140,000,000 km
瑞典太陽系模型  瑞典 1:20,000,000 71 m 65 cm 7,600 m 300 km 永久;模型遍佈全國(1998)
太陽系駕車頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  澳洲庫納巴拉班英語Coonabarabran 1:38,000,000 37 m 34 cm 4,100 m 205 km 永久;可駕車(1997)
緬因州太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國緬因州普雷斯克島大學英語University of Maine at Presque Isle 1:93,000,000 15 m 13.7 cm 1,600 m 64 km 永久;可駕車(2003)
蒙特梅甘蒂奇深天保護區大太陽系頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  加拿大蒙特梅甘蒂奇國家公園英語Mont-Mégantic National Park 1:100,000,000 14 m 12.4 m 1,450 m 57 km 永久;可駕車(2018)
濱河博物館太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國伊利諾伊州皮奧里亞 1:125,000,000 11 m 10.0 cm 1,200 m 47 km 永久;可駕車(1992)
維也納太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  奧地利維也納 1:163,764,706 8.5 m 7.78 cm 913 m 36 km 2018年開工建設 符合自然法則+增強現實
羅弗敦星球英語Planet Lofoten  挪威羅弗敦群島 1:200,000,000 7 m 30 km 建設中
丹恩縣星球之旅頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國威斯康星州麥迪遜 1:200,000,000 7 m 6.6 cm 777 m 38.3 km 永久,可步行或騎自行車到達(2009)
森史波特太陽系模型  美國新墨西哥州森史波特 1:250,000,000 5.6 m 5.1 cm 1.5 m 23,6 km 永久,可駕車
如果地球是一個乒乓球  英國倫敦西敏 1:318,905,000 4.36 m 40 mm 以西敏院長院為中心建設(2018)
光速行星漫步頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國阿拉斯加州安克拉治 1:350,000,000 16.6 km 永久,可駕車(2005)
摩押太陽系比例模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國猶他州摩押 1:400,000,000 3.6 m 15.3 km 永久,步行或駕車(2007)
太陽系軌跡社區頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國麻薩諸塞州波士頓 1:400,000,000 3.5 m 3.2 cm 380 m 15.3 km 永久,可駕車
太陽系比例模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  葡萄牙埃什特雷莫什 1:414,000,000 3.4 m 3.1 cm 361 m 14.3 km 永久,可駕車,可騎車
薩默塞特郡宇宙漫步英語Somerset Space Walk  英國森麻實郡布里奇沃特運河英語Bridgwater and Taunton Canal 1:530,000,000 2.5 m cm m 11 km 永久,可騎車(1997)
約克太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  英國約克 1:575,872,239 2.4 m 2.2 cm 260 m 10.3 km 永久,可騎車(1999)
特拉弗斯灣社區太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國密歇根州特拉弗斯城 1:592,763,356 0.9 m 0.9 m 209 m 10.0 km 永久,可騎車(2004)
密歇根州太陽系模型[失效連結]  美國密歇根州科爾曼 1:608,000,000 2.3 m 2.1 cm 324 m 9.8 km 永久,bike trail Sun and Pls. Spheres(2017)
薩格勒布太陽系模型  克羅地亞薩格勒布 1:680,000,000 2.0 m 1.9 cm 225 m 8.7 km 永久,可騎車(2004)
漫步太陽系頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  加拿大卑詩省聖約翰堡 1:682,353,000 2.0 m 1.9 cm 219 m 8.6 km 建設中
麥卡錫天文台頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國康涅狄格州新米爾福德 1:761,155,000 1.8 m 1.7 cm 195 m 7.1 km 永久,可騎車(2009)
行星漫步頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國馬里蘭州格倫伯尼 1:781,000,000 191.5 m 7.56 km 可步行, 可騎車,永久(2008)
太陽系軌道頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  葡萄牙帕雷迪什迪科拉 1:831,000,000 1.675 m 1.533 cm 180 m 5.42 km
(海王星)
永久,可步行,可騎車(2016)
烏得勒支行星頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  荷蘭烏得勒支 1:1,000,000,000 1.3 m 1.3 cm 150 m 7.4 km
(海王星)
從烏得勒支市中心到Rhijnauwen。可步行,騎自行車或皮划艇。
赫爾辛基太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  芬蘭赫爾辛基 1:1,000,000,000 1.4 m 1.2 cm 149.6 m 6.1 km 永久,可騎車
哈根太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  德國哈根 1:1,000,000,000 1.4 m 1.3 cm 150 m 5.9 km 永久,可騎車(1959)
施瓦茨巴赫行星模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  德國克里夫特爾 1:1,000,000,000 1.4 m 1.3 cm 150 m 5.9 km 永久,可騎車(1998)
Uetliberg行星模型  瑞士蘇黎世 1:1,000,000,000 1.4 m 1.3 cm 150 m 5.9 km 永久,可騎車
Planetenwanderweg頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  德國埃倫弗里德斯多夫 1:1,000,000,000 1.4 m 1.3 cm 150 m 5.9 km 永久,可騎車
Planetary Trail頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  捷克赫拉德茨-克拉洛韋 1:1,000,000,000 1.4 m 1.3 cm 150 m 5.9 km 永久,可騎車(2005)
Planetary Trail頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  捷克布拉格 1:1,000,000,000 1.4 m 1.3 cm 150 m 13 km
塞德娜
(日冥5.9 km)
永久,騎車或步行,顯示直徑大於1000km的星體。(2018.5.13)
墨爾本太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  澳洲墨爾本 1:1,000,000,000 1.4 m 1.3 cm 150 m 5.9 km 永久,可騎車(2008)
尤金太陽系比例模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國俄勒岡州尤金 1:1,000,000,000 1.4 m 1.2 cm 150 m 5.9 km 永久,可騎車(1997)
桑內斯行星模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  挪威桑內斯 1:1,000,000,000 1.4 m 1.2 cm 150 m 5.9 km 永久,可步行, 可騎車(2010)
萊姆維行星模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  丹麥萊姆維 1:1,000,000,000 1.4 m 1.2 cm 150 m 5.9 km 永久,可步行
漫步頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  德國慕尼黑 1:1,290,000,000 1.1 m 1.0 cm 116 m 4.6 km 永久,可步行(1995)
光速漫步頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  加拿大魁北克省拉瑪爾貝英語La Malbaie 1:1,500,000,000 0.9 m 0.8 cm 100 m 3 km
(海王星)
永久,可步行(2009)
太空漫步(太陽系模型)瑞典語Göteborgs Naturhistoriska museum#Rymdpromenaden  瑞典哥德堡 1:2,000,000,000 0.7 m 0.6 cm 75 m 3 km 永久,可步行(1978)
阿卡太陽系模型英語Akaa Solar System Scale Model  芬蘭阿卡 1:3,000,000,000 0.46 m 0.4 cm 49.9 m 1,958 m 永久,可步行(2017)
埃爾姆赫斯特太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國伊利諾伊州埃爾姆赫斯特 1:3,044,620,000 0.5 m 0.4 cm 49.1 m 1,929 m 永久,可步行或駕車
伍斯特行星漫步頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國俄亥俄州伍斯特 1:5,000,000,000 0.3 m 0.3 cm 30 m 1.2 km 永久,可步行(2014)
南方流星頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  芬蘭瓦薩 1:2,000,000,000 0.7 m 永久,可步行
哥廷根行星漫步頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  德國哥廷根 1:2,000,000,000 0.70 m 0.65 cm 75 m 3.2 km 永久,可步行或騎車(2013)
漫步太陽系頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國喬治亞州蓋恩斯維爾 1:2,000,000,000 0.7 m 0.6 cm 75 m 2.9 km 永久,可步行(2000)
Montshire Museum of Science[失效連結]  美國佛蒙特州諾威奇英語Norwich, Vermont 1:2,200,000,000 0.6 m 0.6 cm 68 m 2.7 km 永久,可步行
騎到冥王星: 博伊西的太陽系  美國愛達荷州博伊西博伊西綠地英語Boise Greenbelt 1:2,200,000,000 0.5 m n/a 2.4 km 永久,可步行 & 可騎車;
太陽系漫步頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國華盛頓州長景市 1: 0.6 m 0.6 cm m 2.7 km 永久,可步行(2001)
銀河小道頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  荷蘭韋斯特博克 1:3,700,000,000 2.5 km 永久,可步行
太陽系漫步頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國佛羅里達州蓋恩斯維爾 1:4,000,000,000 0.3 m 0.3 cm 37.4 m 1.5 km 永久,可步行(2002)
奧特福德太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  英國奧特福德英語Otford 1:4,595,700,000 0.3 m 0.3 cm 32 m 0.9 km 永久,可步行
薩根行星漫步英語Sagan Planet Walk  美國紐約伊薩卡 1:5,000,000,000 0.3 m 0.3 cm 30 m 1.2 km 永久,可步行(1997)
德爾瑪環行星漫步頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國密蘇里州大學城 1:5,000,000,000 0.3 m 0.2 cm 30 m 0.87 km
(海王星)
永久,可步行(2009)
太陽系漫步頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國俄亥俄州克利夫蘭 1:5,280,000,000 0.3 m 0.2 cm 28.4 m 1.1 km 永久,可步行
太陽系漫步,尺度探索  美國加州卡爾斯巴德 1:5,280,000,000 28 m 1,119 m 位於Calavera湖附近[Trailhead]
公園裏的太陽系  巴西納塔爾 1:7,000,000,000 20 cm 1.8 mm 22 m 875 m 永久,可步行/可騎車(2016.06.03)
太陽系遠航頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國
華盛頓哥倫比亞特區國家廣場(2001)

密蘇里州堪薩斯城(2008)[a]
德克薩斯州休斯敦太空中心英語Space Center Houston(2008)
德克薩斯州科珀斯克里斯蒂(2009)

1:10,000,000,000 0.1 m 0.1 cm 15 m 0.6 km
新澤西植物園頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國新澤西州林伍德英語Ringwood, New Jersey 1:10,000,000,000 0.2 m 2.0 cm 23.8 m 927 m 可步行
科羅拉多州太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國科羅拉多州波德費斯克天文館英語Fiske Planetarium 1:10,000,000,000 0.1 m 0.1 cm 15 m 0.6 km 永久,可步行(1987)
安斯特拉瑟太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  英國安斯特拉瑟英語安斯特拉瑟 1:10,000,000,000 0.1 m 0.1 cm 15 m 0.6 km 永久,可步行(2014)
太陽路頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  法國布列塔尼半島拉庫伊埃爾 1:10,000,000,000 0.1 m 0.1 cm - 0.45 km 永久,可步行(2011)
斯卡伯勒太陽系步行街頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  加拿大安大略省多倫多和Eureka, Nunavut 1:10,000,000,000 0.14 m 0.13 cm 15 m 0.591 km 永久,可步行或騎車(2017)
大幹道太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  加拿大Terrace, British Columbia頁面存檔備份,存於互聯網檔案館 1:1,000,000,000 1.4 m 1.3 cm 150 m 6 km 永久,可步行或騎車(2018)

其他太陽系模型

名稱 位置 比例 太陽
直徑
地球
直徑
日地
距離
日冥
距離
描述
1776年科克希爾模型英語Kirkhill Astronomical Pillar[b]  蘇格蘭 1:778,268,620.8 1.8 m 1.6 cm 197 m - 已腐爛
烏得勒支行星路徑頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  荷蘭烏得勒支 1:1,000,000,000 1.3 m 1.3 cm 150 m 7.4 km
(海王星)
從烏得勒支市中心到Rhijnauwen,可步行、騎自行車或皮划艇。
Sorghvliet  荷蘭荷蘭海牙 1:696,000,000 2.0m 1.8cm 215m 6.5km
(海王星)
暫時的
Sol Chicago  美國伊利諾伊州芝加哥 1:73,660,000 19m 17.3cm 2,050m 61km
(海王星)
暫時的
Le Chemin des planètes頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  瑞士 聖呂克 1:1,000,000,000 1.4 m 1.3 cm 150 m 5.9 km 在距離和行星大小上使用了不同的比例
The Madison Planet Stroll頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國威斯康辛州麥迪遜 1:4,000,000,000 0.3 m 0.3 cm 37 m 1.5 km 虛擬的
太陽系漫步頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  澳洲西澳大利亞州珀斯 1:5,000,000,000 0.3 m 0.3 cm 30 m 1.2 km 永久的;可步行(2016)
萬碼模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館 虛擬的 1:6,336,000,000 0.2 m 0.2 cm 25 m 1 km 虛擬的
小道上的行星頁面存檔備份,存於互聯網檔案館  美國伊利諾伊州芝加哥 1:2,195,000,000 457 m 11.4 m (2015,暫時)
校園裏的比例太陽系模型頁面存檔備份,存於互聯網檔案館 打印的PDF文檔 1:11,945,400,000 11.6 cm 0.1 cm 12.5 m 492 m 用A4和8½″×11″的紙張打印的PDF,包括太陽系內主要行星和衛星。整個模型被做成卡片貼在棍子上,展示時由孩子在學校操場抱着。

幾套地理藏寶已經被佈置成太陽系模型

教室地球儀的太陽系模型

如果地球被縮放成典型的教室地球儀(直徑41cm),那麼月球就是一個距離地球儀12米的直徑為10cm的棒球,太陽則是5千米開外的14層樓的房屋(比艾波卡特迪士尼地球飛船英語Spaceship Earth (Disney)略小一點)。雖然從未按照這種比例(約1:31,000,000)建造過太陽系模型,但是我們可以假設這種模型的中心在美國華盛頓特區、英國倫敦澳大利亞悉尼,每個行星的大小及所對應的位置將如下所示:

行星 直徑 大小比較 半長軸 模型位置(美國) 模型位置(英國) 模型位置(澳大利亞)
太陽 44.6 m 14層高的房屋 0 白宮 白金漢宮 悉尼歌劇院
水星 15 cm 大葡萄 1.9 km 美國國家航空航天博物館 科文特花園 伊利沙伯灣
金星 38 cm 沙灘球 3.5 km 阿靈頓國家公墓約翰甘迺迪永恆火焰英語John F. Kennedy Eternal Flame 攝政公園 雪梨足球場
地球 41 cm 教室地球儀 4.8 km 朗奴·列根華盛頓國家機場 倫敦塔 羅澤爾醫院英語Rozelle Hospital
月球 10 cm 棒球 距離地球12 m
火星 23 cm 複式躲避球 7.2 km 岩溪公園高爾夫球場 倫敦國王學院 邦代海灘
穀神星 3 cm 高爾夫球 13.3 km 西瀑布教堂站英語West Falls Church station 倫敦城市機場 麥覺理大學
木星 4.55 m 商用麵包車 24.9 km 費爾法克斯喬治梅森大學 希思羅機場 蘇格蘭島 (新南威爾斯州)英語Scotland Island, New South Wales
土星 3.81 m 大車 45.5 km 匡提科海軍陸戰隊基地 盧頓 科帕卡巴納英語Copacabana, New South Wales
天王星 1.63 m 8年級男孩平均身高 92.2 km 阿伯丁試驗場 滑鐵盧維爾英語Waterlooville 邦博英語Bombo, New South Wales
海王星 1.55 m 6年級男孩平均身高 144.4 km 特拉華州紐瓦克 萊斯特 納爾遜灣英語Nelson Bay, New South Wales
冥王星 7 cm 棒球 190 km 新澤西州懷爾德伍德英語Wildwood, New Jersey 赫里福德 布拉德拉英語Bulahdelah, New South Wales
鬩神星 8 cm 棒球 325 km 紐約布魯克林區 黑潭 麥覺理港
太陽圈 571 km 加拿大安大略省多倫多 蘇格蘭史特靈 新南威爾斯州科巴英語Cobar, New South Wales
南門二 49.5 m 1,323,500 km 地月距離三倍有餘 地月距離三倍有餘 地月距離三倍有餘

如果比例尺為1:310,000,000,那麼所有星體都會縮放到上表的1/10,地球和金星將會變成乒乓球大小,月球和更小的星體就像彈珠一般,而氣態行星就像氣球和大型遊戲球。大多數教室的地板上也都可以畫得下太陽,太陽離南門二的距離也將縮小到1/3個地月距離。

一些天文館和博物館經常在圓頂上製作太陽系模型來表現它們的特點,例如阿德天文館英語Adler Planetarium美國自然史博物館羅斯地球和空間中心克萊克天文館英語Clark Planetarium格里斐斯天文台路易斯安那藝術科學博物館英語Louisiana Arts and Science Museum冒險科學中心英語Adventure Science Center

一些常見的太陽系模型用不同大小的果實和物品來表現行星。在這種模型里,太陽是一個成年人,水星是豌豆,金星是櫻桃或葡萄,地球是草莓或杏,月球是胡椒籽,火星是藍莓,木星是西瓜或者是中等大小的南瓜,土星是葡萄柚或哈密瓜,天王星是蘋果或橙子,海王星則是酸橙或李子。

另見

註釋及參考資料

  1. ^ Power & Light District to Union Station
  2. ^ 可能是1769年精確測量後第一個按比例建造的模型
  1. ^ Boston Community Solar System at Waymarking.com. [2021-07-14]. (原始內容存檔於2021-07-17). 

外部連結