審核專家:馬志飛
地質科普作家,高級工程師
地球近似是個球體在當今社會似乎已經成為了一種常識。但你真的從心底認同嗎?
2018年的一次美國民意調查訪問了8000個樣本,發現大概有六分之一的美國人並不完全相信地球是圓的。
當你說地球是球形時,有人會反問你見過嗎?你拿出相片來給他看,說這是衛星拍攝的,他會反問,你去過太空嗎,這是你拍的嗎?即使已經有多位太空人造訪過太空,看到過圓圓的地球,但這些認為「地球是平的」的陰謀論者會認為這本身就是個陰謀,除非他們搭乘飛船親自去太空看一眼。
幸運的是,有許多比搭乘飛船成本更低的方法來證明地球是圓的。本著科學和實用的精神,小編就在這裡為大家介紹幾種。
在北半球,太陽每天東升西落,在南邊的天空上升到頂點。如果繪製出太陽一年中每天在天空中走過的路徑,我們會發現在冬至太陽的軌跡線最低,白天日照時間很短;在夏至太陽軌跡線最高,基本就在頭頂。
如果用一臺照相機拍攝一年中太陽穿過天空的路徑,我們會看到一系列漂亮的弧線,其中最高、最長的弧線是在夏至時形成的,最低、最短的弧線是在冬至時形成的。
圖片來源丨The Centre for Planetary Sciences at UCL/Birkbeck
古希臘天文學家埃拉託色尼在亞歷山大港生活期間,在夏至的時候收到了來自埃及南部城市西恩納的信件。信件上提到:有些物體在中午沒有影子。
埃拉託色尼 圖片來源丨Wikipedia
這說明,太陽在夏至那天與西恩納所在的地面完全垂直,直射頭頂。然而埃拉託色尼清楚地知道,在亞歷山大即便是正午也不可能有物體完全沒有影子。
於是,在夏至的中午,影子最短的時候,他測量了一根垂直木棍投下的影子的長度,算出此時太陽與亞歷山大港地面的垂線之間的角度,他得到的答案是7.2度。
根據這個現象,埃拉託色尼認識到如果太陽的光線是平行的,那麼地面就是彎曲的。換句話說,地球的表面是個球面!
天才的靈感就這樣迸發了出來,要知道,這可比麥哲倫、哥倫布等人乘船探索地球要早了一千多年!
之後,埃拉託色尼還測量了兩個城市之間的距離,通過角差計算出了地球的周長,得到的數值與現在比相差不到2%。
在今天,我們依然可以採用同樣的方法證明地球是個球體,並且手動測算地球的周長。
另一種證明地球是球狀的方法是去港口觀察。當一艘船駛向地平線時,它不會變得越來越小,直到它不再可見為止。
相反,船體似乎先下沉到地平線以下,然後是桅杆。當船隻從海上返回時,順序相反:首先是桅杆先從地平線升起,然後是船體。這說明地平線並不是「平」的,地平線的這端和那端存在一定的弧度。
而且如果在不同地點進行觀察,會發現當船隻回港的時候,從它在海面上露頭到完全出現之間,船行進的距離都是大致相等的,說明各地的地面弧度基本上是相等的,具有這種性質的只能是球形。
曾經有文章批判這種簡單的方法不科學,狡辯是因為視角的錯覺。如果你不相信的話,可以帶上望遠鏡去一看究竟。
圖片來源丨Jim Schubert/Shutterstock
還有一種顯而易見的方法證明地球是球形的而非平的。正如古人所說:「欲窮千裡目,更上一層樓。」在地球上如果你想看到更遠的地方,就必須站得更高。
如果地球是平的,無論海拔多少,在地球的任何地方你都應該能看到相同的景色(沒有遮擋的情況下)。
人的眼睛能看到遠在260萬光年外的仙女座星系發出的光芒。所以如果地球是平面的話,理論上在一個城市,你應該可以看到另一個城市的燈光。
但事實是你很難看到,無論用不用望遠鏡。這是因為地球的曲率把我們的視線限制在5千米內,除非你爬上一座山,或者坐上飛機,從高處往下看。
圖片來源丨惠俊博
除去以上所說的幾種辦法,我們還可以通過不同緯度不同的星空、地球晝夜更替和時區設置來認識到地球是圓的,甚至可以通過參照天空中其他天體的形狀來類比地球的形狀——畢竟地球也只是一顆行星,沒太可能「搞特殊」。
當然,在堅信「地平論」的人眼中,這些可能都是錯覺。很多時候,比起證偽來說,證實要難得多。那麼,最後只有動用科技的力量,將他們送入太空親眼看一看了。