Astrofizycy tworzą najdokładniejszą „płaską mapę” Ziemi w historii

Ziemia jest kulą, więc jak można ją dokładnie przedstawić na mapie 2D? Po prostu trzeba spłaszczyć Ziemię w dwa “naleśniki”, jeden zawiera półkulę północną, a drugi południową, z równikiem biegnącym wokół krawędzi.

Te dwa „naleśniki” przedstawiają najdokładniejszą płaską mapę Ziemi, jaką kiedykolwiek stworzono – stwierdzili naukowcy. W przeciwieństwie do innych płaskich map, nowa mapa kołowa nie zmniejsza ani nie powiększa obszaru niektórych oceanów lub lądów – na przykład wiele map 2D przedstawia Grenlandię mniej więcej tego samego rozmiaru co Afryka, podczas gdy w rzeczywistości Afryka jest 14 razy większa.

Poza tym, w przeciwieństwie do niektórych prostokątnych map, które są bardzo duże, „jest to mapa, którą można trzymać w dłoni”, powiedział w oświadczeniu główny badacz J. Richard Gott, emerytowany profesor astrofizyki na Uniwersytecie Princeton.

Gott i współautor naukowy David Goldberg, profesor fizyki na Uniwersytecie Drexel w Filadelfii, stworzyli system oceny istniejących płaskich map i opublikowali swoje wyniki w 2007 roku w czasopiśmie Cartographica. Ich system oceniał mapy 2D pod kątem sześciu rodzajów zniekształceń: lokalnych kształtów, obszarów, odległości, zgięcia (zgięcia lub zniekształcenia krzywizny), skośności i cięć granicznych (przerwy ciągłości, takie jak podział Oceanu Spokojnego). Powiedzieli, że mapy, które otrzymały niższe wyniki, były dokładniejsze. Dobrze zaprojektowane globusy, które są kuliste jak Ziemia, dawałyby zero punktów.

„Nie można uczynić wszystkiego perfekcyjnym” na płaskiej mapie Ziemi – powiedział Gott. „Mapa, która jest dobra w jednej rzeczy, może nie być dobra w przedstawianiu innych rzeczy”. Weźmy na przykład mapę świata, którą większość ludzi zna – odwzorowanie Mercatora [odwzorowanie walcowe równokątne], spotykane w wielu salach lekcyjnych i wykorzystywane jako podstawa Map Google. Chociaż odwzorowanie Mercatora dobrze oddaje lokalne kształty, zniekształca obszary powierzchni w pobliżu bieguna północnego i południowego.

Odwzorowanie Mercatora, stworzone w 1569 roku przez holenderskiego geografa Gerarda Mercatora. Autor zauważał, że regiony polarne są zniekształcone, a Japonia i Hawaje wyglądają na podobne do siebie bardziej niż w rzeczywistości.(Zdjęcie: QAI Publishing / Universal Images Group za pośrednictwem Getty Images)

Zgodnie z systemem ocen zespołu, najlepiej ocenianym płaskim odwzorowaniem jest Winkel Tripel, mapa, która powstała w 1921 r. Zaproponował ją niemiecki kartograf Oswald Winkel, obecnie korzysta z niej National Geographic Society. Ta mapa uzyskała niski wynik 4,563, ale nadal miała problem z „przecięciem granic”, ponieważ podzieliła Ocean Spokojny na dwie części, z jedną częścią po prawej, a drugą po lewej stronie mapy. Ten rozłam stwarza iluzję, że Azja i Hawaje są bardziej od siebie oddalone niż w rzeczywistości.

Mapa świata Winkel Tripel została po raz pierwszy zaprojektowana w 1921 roku. Zwróć uwagę, jak zniekształca ona Antarktydę i stwarza iluzję, że Japonia jest bardzo daleko od Kalifornii. (Zdjęcie: Photitos2016 via Getty Images)

Aby obejść ten problem podziału granic, naukowcy podeszli do tworzenia map z nowej perspektywy, mając nadzieję na zaprojektowanie „płaskiej mapy z możliwie najmniejszym błędem” – powiedział Gott. „Proponujemy radykalnie inny rodzaj mapy i poprawiliśmy sześć błędów z Winkel Tripel”.

Efekt końcowy, mapa naleśnikowa, zapożyczona z pomysłów z poprzednich badań nad wielościanami lub wielobocznymi kształtami 3D. W 1943 roku amerykański architekt Richard Buckminster Fuller narysował kontury o regularnych kształtach, które tworzyły mapę świata, napisał również instrukcje, jak można złożyć mapę w wielościenną kulę ziemską. Ale chociaż Fuller wykonał dobrą robotę, szczegółowo nanosząc kontynenty, nie był tak dokładny w przypadku oceanów: na przykład Australia i Antarktyda były zbyt daleko od siebie.

Richard Buckminster Fuller trzyma złożoną wielościenną kulę ziemską. Zwróć uwagę na płaską mapę na ścianie w tle. (Zdjęcie: Thomas D. McAvoy / Contributor via Getty Images)

W badaniu z 2019 r. opublikowanym w bazie danych arXiv, które jeszcze nie zostało poddane przeglądowi, Gott rozważał „wielościany kopertowe”, które polegały na sklejaniu regularnych kształtów jeden po drugim. Stwierdził, że doprowadziło to do stworzenia dwustronnej okrągłej mapy.

Nowa mapa, opublikowana 15 lutego w bazie danych arXiv, składa się z dwóch map typu naleśnik, mapa nie ma żadnych cięć granic. Jeśli chcesz zmierzyć odległości od jednej półkuli do drugiej, po prostu użyj sznurka lub taśmy mierniczej, aby sięgnąć od jednego naleśnika do drugiego, powiedział Gott.

Mapa typu naleśnik ma również mniejsze błędy odległości niż jakakolwiek inna płaska mapa 2D. Odległości nie mogą być większe ani mniejsze niż 22,2% tego, co w rzeczywistości, powiedział Gott. Dla porównania, odwzorowanie Mercator i Winkel Tripel mają niezwykle duże błędy odległości w pobliżu biegunów oraz na lewej i prawej krawędzi mapy.

Co więcej, obszary na krawędzi równikowej mapy naleśnikowej są tylko 1,57 razy większe niż obszary w centrum – stwierdzili naukowcy.

Gott powiedział, że nie zna żadnej innej mapy naleśnikowej. „Nasza mapa bardziej przypomina kulę ziemską niż inne płaskie mapy” – powiedział Gott.  Gott i jego koledzy stworzyli również przypominające naleśniki mapy Marsa, Jowisza, słońca i innych ciał niebieskich, które można zobaczyć tu.

Źródła: Laura Geggel

Africa Is Way Bigger Than You Think

Princeton astrophysicists re-imagine world map, designing a less distorted, ‘radically different’ way to see the world

Envelope Polyhedra

Flexion and Skewness in Map Projections of the Earth

Flat Maps that improve on the Winkel Tripel

Winkel Tripel

Zdjęcia: J. Richard Gott, Robert Vanderbei and David Goldberg

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x