Ask Ethan # 4: Strange Astronomical Maps

J'ai une carte existentielle, dont toute la surface dit "Vous êtes ici".
Steven Wright

Reader demande:

les cartes de rayonnement de fond des micro-ondes cosmiques ressemblent à un ovale plat. Comment cela se rapporte-t-il à la vue du ciel, qui est une sphère? Par exemple, une carte de la Terre peut être soit déformée pour nous montrer le monde en deux dimensions, soit découpée en tranches. Quelle partie du ciel regardons-nous en regardant la carte KMFI? Est-elle déformée? Et si ce n'est qu'une partie du ciel - manque-t-il des informations importantes?

Il parle de telles images:


c'est difficile à croire, mais le ciel entier est vraiment crypté ici.

Imaginez la Terre:


vous avez l'habitude de telles cartes. Si vous vivez aux États-Unis, vous êtes habitué au fait que l'Amérique du Nord est généralement située au centre de la carte. Si au Royaume-Uni, nous sommes habitués au fait que la carte est centrée de sorte que la France est coupée des deux côtés.

Ces cartes sont généralement acceptées et en même temps extrêmement inexactes. Vous serez surpris que l'Afrique soit deux fois plus grande que l'Antarctique, l'Amérique du Sud soit plus que la Russie et l'Australie soit trois fois plus grande que le Groenland. Tout cela est dû au fait que la surface de la Terre n'est pas plate, mais située sur une sphère.



Si vous essayez d'agrandir la surface d'une sphère, rien de bon n'en sortira. Prenez une orange, pelez-la et essayez de redresser la peau sur la table. Au mieux, vous vous retrouverez avec quelque chose comme ceci:



Lorsque vous étendez une sphère sur un plan, vous devez sacrifier quelque chose. Si vous insistez pour faire une carte plate, vous pouvez faire une carte reliée par des perpendiculaires à la latitude et à la longitude, mais elle sera inexacte. C'est ce qu'on appelle la projection Mercator.


Distorsions de zones dans la projection Mercator

Vous pouvez maintenir la précision de la présentation et la perpendicularité de la latitude et de la longitude, si vous négligez les parties connectées de la carte - comme dans l'exemple avec la peau d'orange.

Un compromis peut être atteint en appuyant sur la longitude tout en augmentant la latitude: tout



cela est assez gênant, mais il est plus pratique de ne pas le faire. Il est impossible de préserver la perpendicularité de la latitude et de la longitude, la précision de la présentation et la connectivité de la carte - la surface de la sphère ne peut pas être parfaitement redressée.

Cela est vrai pour une carte de la Terre et vrai pour une carte du ciel.



Quoi que nous fassions lors du rendu du ciel, nous devrons sacrifier quelque chose. La seule question est quoi exactement.

Puisque la taille est importante en astronomie, nous ne pouvons pas sacrifier cela. Il est également important de maintenir la cohérence de l'image - il n'y a pas de lacunes dans l'espace. Il reste à négliger la perpendicularité de la latitude et de la longitude (déclinaison et ascension droite, comme on les appelle en astronomie), de sorte que les angles et les formes ne seront pas représentés avec précision. Cela peut être fait avec la carte de la Terre:



Cette méthode est appelée la projection Mullweide, et si vous vous souvenez de ce que je vous ai dit plus tôt:

• L'Afrique double plus que l'Antarctique
• L'Amérique du Sud est plus que la Russie
• L'Australie fait trois fois la taille du Groenland

alors il sera plus facile de croire en regardant une telle projection. C'est ce que nous faisons avec le ciel - nous utilisons cette projection pour une représentation bidimensionnelle.

Au lieu de montrer une photographie d'une partie du ciel:



nous vous montrons tout à la fois dans la projection galactique de Mollveide:



le télescope Planck a regardé dans la partie micro-ondes du spectre et a vu tous les rayonnements de toutes les sources dans le ciel, y compris les galaxies, la lumière zodiacale et la poussière, ainsi que la préhistoire reflet cosmique du Big Bang.



Et enfin, en soustrayant la lumière galactique, la température moyenne du corps noir de 2,725 K



KMFI, et notre mouvement à travers l'univers,


nous pouvons voir une partie importante du rayonnement résiduel KMFI.


Nous le décomposons en composants à l'aide d'harmoniques sphériques, analysons et percevons l'univers. Tout cela se fait dans la projection de Mollveide, et donc les cartes célestes ressemblent à ça. Rien ne manque en eux - vous pouvez voir le ciel entier à la fois. Vous avez juste besoin de vous y habituer un peu.

Source: https://habr.com/ru/post/fr380791/