Почему карты космоса овальные?
Почему карты космоса, как правило, овальной формы? Они не похожи на сферические карты, к которым мы привыкли. Что происходит? Если посмотреть на Вселенную с нашей точки зрения, становится очевидно, что можно смотреть в любом направлении. У вас есть полный спектр трехмерного пространства, и куда бы вы ни взглянули, везде будет Вселенная. Больше Вселенной. Почему же карты Вселенной, которые у нас есть, овальные? Почему микроволновый фон овальный, а не круглый?
Верьте или нет, но эти две карты содержат абсолютно одинаковое количество информации. Со Вселенной все так же, как и с Землей, которая является сферой, но может быть представлена как угодно. Если мы хотим быть точными, мы изображаем Землю в виде шара: сфероида, который максимально напоминает планету по форме. Именно так планета выглядит, если смотреть на нее из космоса.
Но зачастую такой способ изображения слишком громоздкий и совершенно бесполезен, когда мы имеем дело с двумерной поверхностью. То есть нам удобнее изображать нашу трехмерную Землю — с ее двумерной поверхностью — как карту. И хотя об этом обычно не говорят, при переходе от шара к плоской поверхности теряется несколько вещей. Как правило, мы представляет карту, исчерченную перпендикулярными линиями широты и долготы, согласно проекции Меркатора.
Важно понять — а этого многие не знают, — что такая карта не точная. Чтобы сохранить линии широты и долготы перпендикулярными на такой карте, мы искажаем зоны на неэкваториальных широтах. Глядя на такую карту, можно увидеть, что Гренландия и Южная Америка одинаковых размеров, Антарктида больше Европы и Азии вместе взятых, а Исландия размером с Великобританию.
Очевидно, это не соответствует действительности.
Выше показана проекция Мольвейде, которая точно отображает зоны и формы, но отказывается от перпендикулярных линий долготы и широты в качестве компромисса. Гренландия в восемь раз меньше Южной Америки, Антарктида в четыре раза меньше Евразии, а Исландия в два раза меньше Великобритании. По сути, есть четыре момента, между которыми вам придется выбирать при составлении плоской карты любой искривленной поверхности:
- перпендикулярность широт и долгот,
- сохранение точных зон,
- связанность
- и искажение форм.
Вы можете выбрать два-три пункта, но не больше. Проекцию Мольвейде мы используем (обычно) для составления карт ночного неба, включая инфракрасную,
карты Млечного Пути в видимом свете
или даже — после исключения звезд нашей галактики — карты крупномасштабной структуры Вселенной.
Однако мы могли бы использовать и проекцию Меркатора, как с Землей. Вот вам доказательство: это космический микроволновый фон, изображенный так же, как вы обычно смотрите на карту Земли.
Есть множество других вариантов, включая проекцию Эккерта IV, проекцию HEALPix или — для тех, кто чистит апельсин сплошной полосой, а после распрямляет шкурку — отвратительная проекция Goode. Все эти карты содержат одну и ту же информацию и демонстрируют небо, хотя и слегка по-разному.
Когда мы смотрим на Вселенную, нам важно увидеть точно представленные области и минимум искажения, насколько это возможно, и исходя из этого мы выбираем проекцию. В других случаях более важны перпендикулярные линии долготы и ширины и так далее.
