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真实比例的太阳系

交互式的真实比例太阳系:沿一条 32 AU 的航道横向航行,天体大小与轨道距离共用同一个比例尺;两个「谎言旋钮」让你亲手把它拧成教科书里那张好看的插图。

2026-09-11Lingming约 2 分钟 https://lingming.blog/labs/solar-system-true-scale/

如何使用

页面打开时,太阳占据屏幕中央,是一个 400 像素宽的圆盘。此时看不到任何行星,因为最近的水星在一万六千像素之外。

  • 拖动画布或滚动滚轮沿航道前进,滚轮同时缩放。聚焦画布后:← → 平移(按住 Shift 走得更快),PageUp / PageDown 跳到相邻天体,+ − 缩放,Home 回太阳,End 缩到看得见整条航道。
  • 「视角」里的锚定档位只是几个常用比例:月球 = 1px 是默认档,也是这一页所有数字的基准。
  • 「航行」可以按光速或旅行者 1 号的速度自动前进。倍速只缩短你等待的时间,读数里报的始终是真实航程时间。旁边那张到达时刻表把同样的数字直接列了出来,不看动画也能读。
  • 「两个谎言旋钮」是这一页的重点,往下看。

真实比例意味着什么

同时按真实比例画出大小和距离,在屏幕上只有一个结果:绝大部分画面是空的,而天体小到几乎看不见。

以默认的月球 = 1px 为例,1 个像素代表 3,475 公里:

天体赤道直径距太阳(半长轴)阳光到达画面直径画面距离
太阳1,391,400 km——400 px0 px
水星4,879 km0.3871 AU3 分 13 秒1.40 px16,664 px
金星12,104 km0.7233 AU6 分 1 秒3.48 px31,140 px
地球12,756 km1.000 AU8 分 19 秒3.67 px43,050 px
月球3,475 km1.003 AU8 分 20 秒1.00 px43,160 px
火星6,792 km1.524 AU12 分 40 秒1.95 px65,599 px
木星142,984 km5.204 AU43 分 17 秒41 px224,023 px
土星120,536 km9.573 AU1 小时 19 分35 px412,098 px
天王星51,118 km19.16 AU2 小时 39 分15 px825,048 px
海王星49,528 km30.18 AU4 小时 11 分14 px1,299,267 px

一台 1000 像素宽的屏幕,从太阳翻到海王星要翻 1,300 屏。最硬的那个数字是:海王星的轨道半长轴,是太阳直径的 3,245 倍。

所以画面里的圆盘永远按真实直径绘制,哪怕小到不足一个像素。那不是渲染没画好,那是结论。为了让你还能找到它们在哪儿,小天体旁边会多一条虚线发线和名字——发线只说明位置,它的长度和天体的大小没有任何关系,图例里也这么写着。

顺带一提,那句流传很广的「地球到月球之间塞得下太阳系所有其他行星」其实不成立:七颗行星的直径之和是 387,941 公里,而地月平均距离只有 384,400 公里,差了 3,541 公里。要等月球走到远地点才塞得下。

两个谎言旋钮

你见过的每一张太阳系插图都同时拧了两个旋钮。这一页把它们交到你手上:

天体放大倍数(×1 到 ×1000)。只放大圆盘,不动位置。往右拧,行星就从看不见的小点长成教科书里那些漂亮的球。

距离压缩(线性 / 对数)。只动位置,不动大小。切到对数,海王星就从 130 万像素之外被拖进同一屏。

有意思的是对数压缩并不是一路压缩:它在约 3.77 AU 处有个拐点,内侧被拉开(水星附近拉开约 9.5 倍),外侧被压扁(海王星附近压掉约 8 倍)。一张插图之所以好看,正是因为它同时做了这两件相反的事——把挤在一起的内行星摊开,把空旷的外围收拢。

只要任何一个旋钮离开原位,画面上方的提示就会翻成「当前画面已失真」,并告诉你失真了多少。真实比例只有一种,其余都是取舍。

这个演示展示和隐藏了什么

数据取自 NASA Planetary Fact Sheet:赤道直径、轨道半长轴、近日点与远日点。所有换算在浏览器里直接计算,没有预渲染的图像。

它在几个地方做了明确的简化,读之前要知道:

  • 所有天体排在一条直线上,这是假的。 真实的行星几乎从不共线;这条航道是「沿半长轴方向的一维切片」,只回答「离太阳多远」,不回答「此刻在哪儿」。
  • 用的是半长轴,不是实时历表位置。轨道偏心率以近日点到远日点的浅色区间带表示——水星那条明显更宽,因为它的偏心率是八大行星里最大的。
  • 不含轨道倾角、小行星带、行星环,也不含月球之外的任何卫星。土星的圆盘不包括光环:主环外缘还要再往外七万公里。
  • 航道到 32 AU 为止。再往外依次是冥王星、柯伊伯带、日球层顶、旅行者 1 号(2026 年年中约 167 AU)、奥尔特云,最后是 4.2465 光年外的比邻星。它们只作为文字注解出现,因为在这个比例下比邻星在 116 亿像素之外——导航条上连一个像素都分不到。这同样是真实比例的结论。

延伸阅读

  • NASA Planetary Fact Sheet:本项目全部尺寸与轨道数据的来源。
  • If the Moon Were Only 1 Pixel,Josh Worth:把「真实比例必然很空」做到极致的经典作品,本项目的默认锚定档位向它致敬。
  • Powers of Ten,Charles & Ray Eames,1977:关于尺度的另一种讲法——用对数跳跃,而不是用脚走。
  • 站内的世界地图的投影:同一个问题的另一面,那里是「每张地图都在牺牲什么」,这里是「每张插图都在夸大什么」。
Lingming 灵明 · https://lingming.blog/labs/solar-system-true-scale/