Астрофизики создали самую точную “плоскую математику” Земли из когда-либо существовавших
Земля – это сфера, поэтому как ее точно изобразить на двухмерной карте? Новое исследование показало, что просто расплющите Землю в два блина, один из которых изображает Северное полушарие, а другой – Южное, с экватором, проходящим по краю.
По словам исследователей, эти два “блина” представляют собой наиболее точную плоскую карту Земли из когда-либо созданных. В отличие от других плоских карт, новая круговая карта не уменьшает и не увеличивает площадь определенных океанов или суши – например, на многих двухмерных картах Гренландия изображена примерно такого же размера, как Африка, хотя на самом деле Африка в 14 раз больше,
Кроме того, в отличие от некоторых прямоугольных карт, которые очень большие, «эту карту можно держать в руке», – сказал ведущий исследователь Дж. Ричард Готт, заслуженный профессор астрофизики в Принстонском университете,«Карту можно распечатать спереди и сзади на одной странице журнала, чтобы читатель мог вырезать ее».
Создание точных 2D-карт на протяжении веков преследовало картографов. Чтобы помочь определить различные проблемы, с которыми сталкиваются плоские карты, Готт и со-исследователь Дэвид Голдберг, профессор физики в Университете Дрекселя в Филадельфии, создали систему для оценки существующих плоских карт и опубликовали свои результаты в 2007 году в журнале. Картографический. Их система оценивала 2D-карты по шести типам искажений: локальные формы, площади, расстояния, изгиб (изгиб или искажения кривизны), асимметрия (однобокость) и граничные разрезы (разрывы непрерывности, такие как разделение Тихого океана). По их словам, карты, получившие более низкие оценки, были более точными. Хорошо спроектированные глобусы, которые имеют сферическую форму, как Земля, не заработают ноль баллов.
«Нельзя сделать все идеально» на плоской карте Земли, – сказал Готт. «Карта, на которой хорошо получается одно, может не подходить для изображения других вещей». Возьмем, к примеру, карту мира, с которой знакомо большинство людей, – проекция Меркатора, основной продукт, используемый во многих классах, и основа для Google Maps. По словам исследователей, хотя проекция Меркатора хорошо отображает локальные формы, она искажает участки поверхности вблизи Северного и Южного полюсов, поэтому эти области часто обрезаются.
Проекция Меркатора, созданная в 1569 году голландским географом Герардом Меркатором, помогла парусникам ориентироваться в мире. Обратите внимание, что полярные регионы искажены, и что Япония и Гавайи выглядят дальше друг от друга, чем они есть на самом деле. (Изображение предоставлено: QAI Publishing / Universal Images Group через Getty Images)
Согласно рейтинговой системе команды, самая популярная проекция плоской карты – это Магазин Tripel, карта, созданная в 1921 году, когда ее предложил немецкий картограф Освальд Винкель, и которую сейчас использует Национальное географическое общество. Эта карта получила низкий балл – 4,563, но у нее все еще была проблема с “разрезанием границ”, потому что она разделяла Тихий океан на две части, одна часть которых была справа, а другая – слева от карты. Этот раскол создает иллюзию, что Азия и Гавайи дальше друг от друга, чем они есть на самом деле.
Чтобы обойти эту проблему разделения границ, исследователи подошли к составлению карт с новой точки зрения, надеясь разработать «плоскую карту с наименьшими возможными ошибками», – сказал Готт. «Мы предлагаем кардинально другой вид карты, и мы обыграли Винкеля Трипеля по каждой из шести ошибок».
Конечный результат, карта блинов, заимствовал идеи из предыдущих исследований многогранников или многогранных трехмерных форм. В 1943 году американский архитектор Ричард Бакминстер Фуллер нарисовал контуры правильных форм, составляющих карту мира, и написал инструкции о том, как его карту можно сложить в многогранный глобус. Но в то время как Фуллер хорошо детализировал континенты, он не был так точен с океанами, что привело к ошибкам. Например, Австралия и Антарктида были слишком далеки от его создания.
В исследовании 2019 года, опубликованном в база данных arXiv, который еще не рецензировался, Готт считал «многогранники огибающей», которые включали склеивание друг с другом правильных форм. По его словам, это привело к идее двусторонней круговой карты.
Новая карта, опубликованная 15 февраля в arXiv база данных, состоит из двух карт-блинов, которые можно просматривать бок о бок или по очереди. В любом случае на карте нет границ. «Если вы хотите измерить расстояние от одного полушария до другого, просто используйте шнур или измерительную ленту, чтобы дотянуться до края одного блина до другого», – сказал Готт.
«Если ты муравей, ты можешь ползти с одной стороны … на другую», – сказал Готт. «У нас есть преемственность над экватором. [Africa] и Южная Америка задрапированы по краю, как простыня на бельевой веревке, но они сплошные “.
Карта блинов также имеет меньшие ошибки расстояния, чем любая другая плоская 2D-карта. Например, его конфигурация означает, что расстояния не могут быть больше или меньше 22,2% от реальных, сказал Готт. Для сравнения, проекции Меркатора и Винкеля Трипеля имеют чрезвычайно высокие ошибки расстояния около полюсов, а также у левого и правого краев карты.
Более того, по словам исследователей, области на экваториальном крае карты блинов всего в 1,57 раза больше, чем в центре.
Должен сказать, что он не знает ни о каком другом двустороннем блинчике Земли. «Наша карта на самом деле больше похожа на земной шар, чем другие плоские карты», – сказал Готт. «Чтобы увидеть весь земной шар, вы должны его повернуть; чтобы увидеть всю нашу новую карту, вам просто нужно ее перевернуть».
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
