我不知道这个问题是否适合这里,物理,数学还是几何。
我知道这个问题或类似的问题已经被问过无数次了,但我最近开始认识到一个概念,因为视界是一个以观众位置为中心的圆,所以整个视界都在同一水平线上,因此它是平的。
当我们看到足够高的曲率时,我们看到了什么?我有一种感觉,这个问题的答案与地球在你的“相机”中所处的角度有关,但问题仍然存在,这张照片在看什么?为什么它在水平方向上呈曲线?
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我知道这个问题或类似的问题已经被问过无数次了,但我最近开始认识到一个概念,因为视界是一个以观众位置为中心的圆,所以整个视界都在同一水平线上,因此它是平的。
当我们看到足够高的曲率时,我们看到了什么?我有一种感觉,这个问题的答案与地球在你的“相机”中所处的角度有关,但问题仍然存在,这张照片在看什么?为什么它在水平方向上呈曲线?
视界是以观察者的位置为中心的圆
这有两个问题。第一个假设是地球完全是球形的——没有山丘、山脉或其他凸起物挡住视线。但让我们假设一下,因为在几何上有一个更基本的误解。
地平线是一个以你所在位置水平为中心的圆,但不是垂直的,因为在地表以上,你可以看到行星曲线周围的一小段路。
如果你站在地面上,你只能从几米的高度看,所以你不能看到很远的地方——这意味着地平线的圆圈在你脚下的一小段距离。注意,从这个高度你看不出地平线上有任何曲率。
如果你站在你拍摄照片的高度,地平线圈的中心就在行星的深处。所以你不是像你想象的那样,朝外看一个圆,而是往下看,到一个圆。或者,如果你愿意,你向下看一个圆盘,上面恰好堆着行星的一部分。当你从上面看一个圆(或圆盘)时,它看起来是弯曲的。
视界是一个以观看者位置为中心的圆,整个视界处于同一水平面上,因此它是平的。
但只有当你在圆所在的平面上看这个圆时,它才看起来是平的。如果你在圆的平面上,它就与平面矩形或任何其他形状难以区分。
然而,如果你在这个圆上方的一个显著距离,你就会开始把它看作一个真正的圆。然后,当把这张完整的3D照片,你开始意识到地球是圆的。
视界是观测者位置下方的圆心。(忽略这个问题,地球是凹凸不平的,并不是完全球形的。)想象一下,从你的眼睛或相机到圆上的点的视线形成一个锥体。
当从接近地表的地方观察地平线时,圆锥体是非常平坦的,而圆是面朝上的,很难看到它是弯曲的。圆心,也就是圆锥体的底部,也在曲面附近。
在高海拔地区,圆锥体“更尖”。更容易看到圆的曲率,因为它不再是正对着看的。圆心,也就是圆锥体的底部,在地球表面以下。
随着高度的增加,锥体的尖端更尖,尖端的角度也更小。这也意味着在给定的视场中,更多的圆变得可见,这意味着更多的曲率是可见的。最终,当高度足够高时,在给定的视场向下看,整个圆圈都是可见的。
由于地球的曲率,一个畅通无阻的地平线(如海洋地平线)下降到水平以下。从10米的高度可以明显地看到海平面的下降。因此,没有必要在高海拔地区注意到地球的曲率。