Jak pokazać okrągłą Ziemię?
Przez wieki kartografowie starali się dokładnie odwzorować
Było wiele prób.
Na znanych mapach świat jest pokazany tak, jak przedstawił go flamandzki geograf Gerardus MercatorZrewolucjonizował kartografię, ale jego projekcja zniekształciła rzeczywistą wielkość państw (linie długości geograficznej są do siebie równoległe, choć w rzeczywistości przecinają się na biegunach, co powoduje, że obiekty na biegunach są znacznie większe niż te na równiku).
Jednak niemożliwe jest, aby wszystko było idealne.Mapa, która dobrze sobie radzi, może nie działać dobrze w przypadku drugiej. Popularna projekcja Mercatora, która wisi na wszystkich ścianach sal lekcyjnych i służy jako podstawa do map Google, doskonale prezentuje lokalne kształty, ale zniekształca obszary powierzchni w pobliżu bieguna północnego i południowego tak bardzo, że regiony polarne są zwykle po prostu obcięte.
Na mapie True Size możesz oszacować to zniekształcenie:musisz wybrać dowolny kraj, przenieść go na inny kontynent i porównać skalę. Na przykład na klasycznej mapie Rosja wygląda na wielokrotnie większą niż Afryka, ale w rzeczywistości zajmuje tylko połowę kontynentu.
Tak samo jest z Grenlandią, która wydaje się być dwa razy większa od Australii, ale w rzeczywistości zajmujeZ drugiej strony Chiny zajmują znacznie większy obszar, niż się wydaje.
Próby adaptacji
Oczywiście po stworzeniu projekcji Mercatora naukowcystarał się stworzyć możliwie najbardziej wiarygodną adaptację. Jak określić ten idealny? W 2007 roku stworzono system oceny istniejących map. Określa ilościowo sześć typów zniekształceń wprowadzanych przez mapy planarne: lokalne kształty, obszary, odległości, zginanie, asymetria i cięcia graniczne (nieciągłości). Im niższy wynik, tym lepiej: na przykład kula ma wynik 0,0. Autorami systemu są J. Richard Gottom, emerytowany profesor astrofizyki w Princeton i twórca logarytmicznej mapy Wszechświata oraz David Goldberg, profesor fizyki na Uniwersytecie Drexel.
W1921roku niemiecki kartograf Oswald Winckel(Oswald Winkel) zaproponował zmodyfikowaną projekcję azymutalną mapy świata – projekcję Winkla lll (projekcja Winkla Tripela). Jest to najsłynniejsza z zaproponowanych wcześniej projekcji map planarnych. Nazwatripel (po niemiecku „potrójny”) odnosi się do celu Winkela, jakim jest minimalizacja trzech rodzajów zniekształceń: obszaru, kierunku i odległości.
Winckel Tripel wybrany przez NationalGeograficzne mapy świata przedstawiają bieguny dokładniej niż Merkator, ale nadal mocno zniekształcają Antarktydę i stwarza iluzję, że Japonia jest daleko na wschód od Kalifornii, a nie jej najbliższym sąsiadem. Zachód. Wynik Goldberg-Gott: 4,563 Źródło: mapa autorstwa Daniela R. Streba, Wikimedia Commons.
Jej wynik Goldberga-Gotta to 4,563.Już blisko zera, ale pozostał problem „przekraczania granic” – podziału Pacyfiku i stworzenia iluzji dużej odległości między Azją a Hawajami.
Próby kontynuowane.
W1943Buckminster Fuller próbował to zrobićmapę, która wiarygodnie oddałaby wielkość kontynentów. Rozbił okrągłą Ziemię na regularne kształty i dał instrukcje, jak złożyć i złożyć kulę ziemską w kulę wielościenną. Chociaż Fuller chronił w ten sposób kształty kontynentów, rozdrobnił oceany, a wiele z nich między kontynentami urosło, na przykład między Australią a Antarktydą.
Buckminster Fuller spopularyzował różnorodnośćodwzorowanie "Dymaxion" oparte na rozłożonym dwudziestościanie. Antarktyda jest „okrągła” - powiedział Gott, ale ta projekcja „rozszczepia” oceany. Szacunki Goldberga-Gotta: ponad 15. Źródło i prawa autorskie: Obserwatorium Ziemi NASA, zmodyfikowane przez Mapthematics LLC.
Oczywiste jest, że potrzebne jest zupełnie nowe podejście.
Nowe podejście
Zasadnicze przemyślenie tego, jak to możliwemapy robocze, doprowadziły do stworzenia najdokładniejszej płaskiej mapy, jaką kiedykolwiek stworzono. W projekcie uczestniczyło trzech ekspertów: J. Richard Gottom, David Goldberg i Robert Vanderbey, profesor badań operacyjnych i inżynierii finansowej, którzy stworzyli mapę wyborczą Purple America.
Wyniki wyborów prezydenckich w 2016 r. Źródło: vanderbei.princeton.edu/JAVA/election2016
Naukowcy zainspirowali się pracą Gottawielościany – wielościenne bryły. W niedawnym artykule zaczął rozważać nowy rodzaj wielościanu o regularnych kształtach, co doprowadziło do rewolucyjnego pomysłu dwustronnej mapy.
Profesor mówi o nowej płaskiej mapieprzypomniał sobie historię olimpijskich skoczków wzwyż. W 1968 roku Dick Fosbury zszokował fanów sportu wyginając plecy w łuk i przeskakując przez poprzeczkę do tyłu. Ustanowił nowy rekord i zdobył złoty medal i od tego czasu skoczkowie wzwyż zmienili taktykę.
„Jesteśmy jak pan Fosbury” - wyjaśnia Gott.- Robimy to, aby pobić rekord, zrobić płaską mapę z jak najmniejszą liczbą błędów. Tak więc, podobnie jak on, zaskakujemy ludzi, oferując radykalnie inny rodzaj karty. Uwzględniono każdy z błędów Winckela Tripela ”.
Nowa mapa nie przypomina żadnej z poprzednich.
Znaleziono rozwiązanie
Płaska mapa stworzona przez naukowcówdwustronne i okrągłe, jak gramofon lub płyta winylowa. Wykracza poza dwa wymiary bez utraty wygody logistyki - magazynowania i produkcji - płaskiej karty.
Źródło: Wideo J. Richard Gott, Robert Vanderbei i David Goldberg.
Nowa dwustronna karta zawiera mniej błędówodległości niż jakakolwiek jednostronna płaska mapa. Poprzednim rekordzistą była mapa z 2007 roku stworzona przez Gotta wraz z Charlesem Mugnolo, absolwentem Princeton z 2005 roku.
W rzeczywistości ta karta wyróżnia się tym, żema górną granicę dla błędów odległości: odchylenie odległości większe niż ± 22,2% jest niemożliwe. Dla porównania, w rzutach Mercatora i Winckela Tripela, a także w innych, błędy odległości stają się ogromne, gdy zbliżają się do biegunów i są zasadniczo nieskończone od lewej do prawej (które są daleko od siebie na mapie, ale bezpośrednio przylegają do globu) ... Dodatkowo obszar na brzegu jest tylko 1,57 razy większy niż w centrum.
Mapę można wydrukować z przodu iz tyłu na jednej stronie magazynu, aby czytelnik mógł ją wyciąć.
Buckminster Fuller spopularyzował różnorodnośćodwzorowanie "Dymaxion" oparte na rozłożonym dwudziestościanie. Antarktyda jest „okrągła” - powiedział Gott, ale ta projekcja „rozszczepia” oceany. Szacunki Goldberga-Gotta: ponad 15. Źródło i prawa autorskie: Obserwatorium Ziemi NASA, zmodyfikowane przez Mapthematics LLC.
O ile naukowcy wiedzą, nikt wcześniej nie stworzył dwustronnych map o takiej precyzji.
Czytaj więcej
Nieznane zwierzęta przypominające gąbki znalezione w lodzie Antarktydy
Półka Brunt na Antarktydzie zapada się z prędkością 5 metrów dziennie
Aborcja i nauka: co stanie się z dziećmi, które będą rodzić