そのような質問はどこから来たのですか？ 学校で最も年長の子供は、太陽系の惑星についてのレッスンを受けました。 一般に、彼はそれらを知っており、夕方の空にいくつかを見ました（木星、火星、土星）。 しかし、多くの興味深い事実が理解を超えています。 視認性、動き、おそらくインタラクティブ性の欠如。 よく知られている「100回聞くよりも1回見る方が良い」という知恵に基づいて、ウェブプログラミングの助けを借りて埋めたいと思ったのは、まさに資料のプレゼンテーションのこのギャップでした。
ご想像のとおり、この記事では、惑星だけでなく、太陽系に関する事実に焦点を当てます。 私たちの銀河のコーナーで何がそんなに好奇心が強いか見てみましょう。
書かれたすべてを実証するために、会話中にリンクを提供する多くのWebページを準備しました。 この記事では、 html + svg + javascriptバンドルを使用します。 シンプルで理解しやすく、目標に非常に適しています。 これが「内部」でどのように機能するかに興味がある場合は、ページのソースコードを安全に開いて確認できます。 何かについてもっと詳しく知りたい場合は、ウィキペディアへのリンクも用意されています。
偏芯
ページを作成する際の主な前提は、偏心に関連しています。 このパラメータは、軌道の伸びの度合いを示します。 離心率がゼロの場合、これはきれいな円になり、ゼロから1の場合、楕円になります。 多くの人々は、Pl王星の軌道が明らかに楕円形であることを知っています（海王星の軌道と部分的に重なり合っている場合もあります）。 したがって、彼女の離心率は0.24です。 おもしろいことに、それは判明し、水星の軌道では離心率は0.2です。 他の惑星の場合、値の範囲は0.01から0.1です。
計算とスケジュールを複雑にしないために、さらに水星の軌道を含む単純な循環軌道を考慮します。 Pl王星は軌道の傾きも持っているため、考慮から除外します-モデルは複雑すぎます。 もちろん、svgを使用すると楕円を描画できますが、基本的な問題を理解してブラウザーで描画するには、円軌道で十分です。
モデル構造
これで、私たちのページで必要なものをすべて作成できます。 svgには、私たちにぴったりの要素があります。 それを使用すると、太陽、惑星、およびその軌道を描くことができます。 太陽と惑星の位置、および軌道のサイズは、ブラウザウィンドウの現在のサイズに基づいてjavascriptによって計算されます（ここでは申し訳ありませんが、モバイルブラウザでは小さすぎる可能性があります）。 レンダリングの場合、最大軌道が画面に収まるようにスケールが計算されます。 惑星の現在の位置を計算するために、地球年における太陽の周りのその回転の期間が取られます。
地球グループの惑星
始めましょう。 パート1、ステージ上には4つの内部惑星があります。 このページでは、htmlおよびsvg構造を「テスト」して、どこにも移動しないようにし、javascriptをデバッグしました。 以下のすべてのページが同じ「ワイヤフレーム」を使用するように、すべてを定性的に行うことが重要です。
だから、完了、すべてが描かれ、惑星が動いています。 これで、物理学（天文学）に特に関連する結果を見ることができます。 第一に、軌道の大きさの関係が明らかになり、第二に、回転の期間の間でした。 水星が地球や火星と比較してどれだけ速いかに注目してください。
アニメーション内の2つの点線の円は、生活が可能ないわゆる居住ゾーンを制限します。 ウィキペディアが私たちに伝えているように、科学者によって国境の推定値はわずかに異なります 。 0.95-1.37 AUの範囲を取りました このアニメーションは、私たち地球人がどれだけ幸運であるかを明確に示しています-私たちの惑星は、適切なエリアにヒットした唯一のものです。
先に進みます。
小惑星帯
パート2-ステージ上の同じ木星 。
ここでの最初のアニメーションと比較して、動きを15倍加速しました-木星が多少まともな速度になるように（そうでなければ、少なくとも1回転するまで待つことは完全に不可能です）。 このニュアンスは、外側の惑星が内側の惑星と比較してどれだけゆっくりと動くかを示しています -太陽の周りの各回転はすでに数十年または数百年前に始まっています。
もちろん、火星と木星の軌道の間には大きなギャップがあります。 実際には、 小惑星のベルトがあります-木星の重力の影響のために惑星を形成することができなかったオブジェクト。 ベルトは2.2から3.6 AUに伸びます 太陽系の始まりから残ったこの「建物のごみ」はすべて、黒い点でアニメーションに示されています。 もちろん、これはおおよそのマッピングであることを理解する必要があります。 したがって、ベルトには約30万個の実際のオブジェクトがあり、アニメーションでは、本質を理解するためだけに300個がランダムに配置されています。
軌道共鳴
パート3-小さな惑星を削除し、木星に土星を追加します 。
あなたが何と言っても、2つの最大の惑星は特別な注目に値します。 それらには顕著な軌道共鳴があります -重力相互作用のために、それらの循環周期が小さな自然数として相関している状況です。 特に木星と土星のペアの場合、周期の比率は5：2です（つまり、土星は木星の5回転のうち2回転します）。
アニメーションを使用してこの現象を示します。 ページに個別のdivを作成して、各惑星の各回転に垂直マークを付けましょう。 木星（茶色）のマークが上に、土星（青）のマークが下になります。 タグもsvgを使用して描画されます。
アニメーションを開始すると、ラベルの段階的な相違が表示されます。 実際、これは本当の結果です。同じウィキペディアを読んでいるとき、何らかの理由で「ほぼ5：2」というフレーズで、「ほぼ」という単語を破棄します。 そして、私たちは、太陽系が完全に装備されたギアを備えた時計仕掛けのようなものだと思います。 しかし、現実の世界はさらに複雑です。 したがって、矛盾。
巨大惑星
パート4- ステージ上のガス巨人 （木星、土星、天王星、海王星）。
ご覧のとおり、惑星の軌道はさらに大きくなり、軌道速度はさらに小さくなります。 非常に最初のアニメーションと比較して、時間はすでに150（！）時間加速されています。そのため、すべてが多かれ少なかれ「呼吸」します。
この部分では、特に巨大な惑星と接続されているだけなので、彗星についてお話します。 天文学者は彗星を短周期のものと長周期のものに分けています（前者では、循環周期はそれぞれ200年未満であり、後者では、200年以上です）。 さらに、短周期は、木星、土星、天王星、海王星の4つの惑星だけに分かれています。 これは、どの惑星が特定の彗星に最も大きな影響を与えるかによるものです。 当然、彗星に関する多くの資料がウィキペディアにあります。また、Habréに関する良い記事も見つけました。
家族とは何かをよりよく理解するために、いくつかの彗星の軌道のアニメーションに力を入れています。 たとえば、 ハレー彗星 （赤い軌道）とエンケ彗星 （すみれ色の軌道）-科学者が運動のパラメーターを計算できた最初のものです。
svgで楕円を正しくレンダリングするには、鉛筆と紙で少し座って、一方または他方の軌道の半軸を計算する必要がありました。 もちろん、楕円の特定の方向はわからないので、楕円は左に向けられています。 それにもかかわらず、なぜエンケ彗星が木星ファミリーに属し、ハレーが海王星ファミリーに起因するのかがはっきりとわかりました。コードを使用して、これらまたは他のファミリーから他の彗星を置き換えます-軌道が到達する場所が表示されます）。
すべての惑星とその先
そのため、4つのアニメーションで、太陽系にあるすべての基本的なもの、つまり惑星、小惑星、彗星、ゾーン、ベルトを調べました。 後者について議論することは残っています。
全体像は、システムのどの領域が私たちが研究し、マスターしたかを示しているという点で興味深いものです。 内側の惑星のなじみのある円は、中心にある微視的な「パッチ」です。 海王星の軌道は次のフロンティアであり、はるかに遠い。 そして、その周辺-巨大な "spatium incognita"-破線で制限されたカイパーベルト 。
私は、人類の願望が、火星の軌道によって概説されているその貧弱な島によって制限されたままではないと信じたいと思います。 この単純なhtmlページでさえ、私たちの前にはまだ非常に多くの興味深いことがあると言っています。