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那一刻,我终于回想起被考试范围支配的恐惧

Discussion in '知乎日报' started by 漂亮的石头, 2016-04-23.

  1. 漂亮的石头

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    [​IMG] One Two,效果拔群!

    [​IMG]

    (上图:Andromeda Rising over Colombia 作者:Hugo Armando Rua Gutierrez 来源:APOD: 2016 April 19

    第一眼看到上图,脑回路有些奇怪的我并没有立刻感受到震撼,因为我的脑海中浮现出的是另外一个景象:

    [​IMG]

    (来源:百度搜索)

    是不是有点眼熟?咱们再加一个字幕:

    [​IMG]

    尽管我的脑回路有些奇怪,但最后还是没能幸免,被狠狠击中了心灵软肋。

    值得一提的是,两幅图的背景都是仙女座大星系(M31),这意味着后者虽然是合成图,但实际上有可能通过一定方法拍摄出相同的效果(类似的,微信的启动画面也有机会在月球上做到:微信的启动画面里小人是站在月亮上吗?能否通过这幅画计算出小人所在的位置?甚至当时的月相? - One Two 的回答),第一张图就是一个很好的例子。

    下面是对第一张图照片真实性的初步讨论,基本确定是真的,但存在疑点。不感兴趣的可以直接右上角了~

    在 APOD 的页面中,我们可以获得与第一张图相关的几个数据:照片摄于 2015 年 7 月 26 日哥伦比亚当地时间约 23 点 30 分,摄影地点是哥伦比亚瓜塔佩(Guatape),照片中的三人位于距离摄影师约 250 米远的一座约 50 米高的山丘上。如果以上数据全部准确无误,通过简单的三角函数计算我们可以推导出:

    • 拍摄时 M31 的地平高度约为 12°(arcsin(50/250))
    • 照片中右一男子身高对应的视角介于 0.41~0.46°(对应身高 1.8~2 米)

    另外,由于背景恒星间的角距离已知,我们也可以测量照片中几个星点之间的长度,计算与男子身高的比例,结合已知的角距离,得出男子身高对应的视角:

    [​IMG]

    在照片上测量 AB AC AD AE 线段长度以及男子身高,一番计算后,得出男子的视角介于 46.4~49.2',即 0.77~0.82°

    基于文字的推论与基于照片的推论出现了矛盾,那是文字有误还是照片有问题呢?在这里我倾向于文字有误,我用 Stellarium 模拟当晚的星空,在文字描述的时刻 M31 的确位于天空中:

    [​IMG]

    不过这个时候 M31 的地平高度为 16°,与前面的 12°又出现了较大偏差,但由于 12°是基于 250 和 50 两个数据计算而得,如果这两个数据不准确(文字有误),那么矛盾也就不存在了。

    我们继续假设男子身高介于 1.8~2 米,结合男子身高对应的视角(取 0.8°),可以得出三人与摄影师之间的距离介于 129~143 米,三人所在的小山丘的高度介于 33~37 米。这里我们的计算结果完全依赖我对男子身高的估计,如果男子身长 2 米 7,那小山丘倒是有 50 米高,和摄影师的距离也有约 200 米。

    不过呢,照片本身似乎的确有些问题。对比 Stellarium 的模拟以及照片,会发现 M31 的倾斜程度不相同(可能的解释是他们站立的地方是个山坡);另外文字声称照片是一次曝光而得,那么星星的拖线应该是由地球自转引起。根据模拟,当天 M31 升起的轨迹几乎与地面垂直,而照片中星星的拖线则几乎与地面平行。但细看之下照片中所谓的「拖线」并不连续,不太像是地球自转所致,照片分辨率不高,无法进行进一步判断。

    说了一堆话,似乎也没能最终确定照片是真是假(我个人倾向照片是真的,尽管还存在一些疑点)……但有一点毋庸置疑,就是 2015 年 7 月 26 日晚 11 时 30 分(UTC-5),在哥伦比亚瓜塔佩,我们能够与咱们的邻居——M31 合影。

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