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Hey,奥尼尔!地球真的是平的吗?

来源:中科院物理所 2017-04-19     

  前段时间,曾经的NBA球星沙奎尔-奥尼尔在自己的个人网站上表示:地球是平的。

  原话是这样的:“这是真的,地球真的是平的,真是这样的。听着!世界上有三种操纵人想法的方式——你读到的,你看到的以及你听到的。在学校里,他们教我们的第一件事就是:‘噢,哥伦布发现了美洲大陆’,但是当哥伦布到达美洲大陆时,那儿已经有一些长头发、白皮肤并抽着和平烟斗的人了。这说明什么?哥伦布没有发现美洲大陆。所以,听着,我从东海岸开车到西海岸,地球对我来说就是平的。我就是想说,我从佛罗里达开车到加利福利亚,一路上对我来说就是平的。我不会因为重力那些东西而翻转360度。最近,你见过亚特兰大外面的那些建筑物吗?你是要告诉我中国在我们底下吗?中国在我们底下?当然不是,世界是平的。”

  过了几天,奥尼尔表示,自己只是在开玩笑。那么地球真的是平的吗?请参考下面几种简单办法。

  1

  月亮

  今天,我们已经对月球了解不少了,比如每月的周期、月食现象等。但在古希腊时代,以他们对知识的理解,这确实是个谜,然而并没有阻挡他们对真理的探索,他们还想出了通过对月球的观察来判断我们所在星球的办法。比如,亚里士多德就注意到,出现月食(地球的轨道位置在太阳与月球之间,并且三者在一条直线上)现象时,月球表面的阴影是圆的。这个阴影就是地球的,它也成为了说明地球是球形的重要线索。

  (这是2014年4月15日的月食过程的图片,可以看出,地球的阴影经过月球时,阴影的形状是弯曲的,因为地球是球形。)

  傅科摆的实验告诉我们地球是在自转的,再加上每次月食的阴影都是相同的椭圆形,这就表明地球不仅是圆的,而且还是椭球形。

  2

  船和地平线

  如果你去过港口或者海滩,找个舒适的位置看着远处的地平线,也许你会注意到一个非常有趣的现象:靠岸的船只不会立刻出现在水面上,它们更像是从海里冒出来的。如果地球真的是平的话,那它们就该一直在水面上。当然,我说的不是电影《加勒比海盗》里,船只可以突然出现或者消失的那种。请想象,在你的视野中,有只蚂蚁在橘子表面爬行,以橘子的顶端为水平参考线,你会发现蚂蚁的身体会慢慢的从水平线上升起,就如下图所示。所以,船只像从海水里冒出来的,是因为地球是圆的不是平的。

  3

  星辰的变化

  同样是在希腊时期,亚里士多德还注意到,有些星星可以在埃及看到,却不能在北方地区看到,这说明地球是圆的表面,而且是个很大的球体,因为当你移动时,看到的星辰变化不是很明显。还可以观察到,如果你离赤道平面越远,你会发现,之前你观察到的那些星星也会远离地平线,同时还会被新的星星取代,而这些都不会出现在地球是平的情形中。

  4

  阳光下的影子

  如果你在阳光下竖直放置一个木棍,你会看到它的影子。随着时间的变化,影子还会发生运动。如果地球是平的话,那么两个木棍的影子应该具有相同的长度和相同的运动,就像下图一所示的那样。

  而事实上,它们表现出的却是图二所示的情形。古希腊数学家埃拉托斯特尼(公元前276-公元前194)甚至还用这种方法计算过地球的周长。他知道在一年中白天最长的正午时分(夏至),太阳正好在阿斯旺天顶的位置,并且太阳光直射入阿斯旺城里的深井中,同时在井底的水面反映出太阳的倒影。同样是在夏至日正午十分,他测量了亚历山大城里一个方尖石塔投下影子的长度,计算出此时太阳在亚历山大天顶以南7°。然后,从商队那里得知两个城市间的距离,即可估算出地球的周长。

  5

  站得高看得远

  我们都知道站得高,就会看得远。你也许会说我们看不远,那是因为视线被障碍物挡住了。实际上,你在空旷且没有障碍物的地方,再配上望远镜,你会发现并不是障碍物的原因。而是因为地球是圆的不是平的,如果地球是平的话,就不会出现站得高看得远的现象。

  让我们来看一个简单的数学模型,你站在图中的A点,球的半径R是不变的,你站的位置越高,h就越大,那么D也就越大,所以站得越高才会看得越远。

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  6.卫星照片

  当然,除了以上这些办法外,你一定还会想到,我们可以在太空直接观察地球。没错,就是采用卫星照片,你会发现地球就是球形的。