圖像來源：歐洲航天局和普朗克協作

當你從我們的視角觀察宇宙時，很顯然，你可以朝任何方向看。 你可以看到全方位的三維空間，無論你在哪里看，一路走來都是宇宙。 那么，為什么當你看到宇宙地圖時，它看起來像是橢圓形的？ 作為我們的Ask Ethan系列的一部分，teclontz提交了一個問題想知道：

為什么微波背景輻射圖是橢圓形的，而不是對稱的圓形？

畢竟，它們應該是對稱的，不是嗎？那么，為什么它們看起來像上面的圖片，而不是你所期望的圓形呢？

圖片來源：E。Siegel使用達米安·喬治（Damien George）網站的屏幕截圖以及來自普朗克任務的數據制作。

信不信由你，這兩個地圖包含的信息量完全相同！ 這就像地球，它是一個球體，但是可以用多種不同的方式表示。 如果我們想盡可能地準確，可以將地球描繪成一個地球：一個盡可能真實的球狀實體。 實際上，當它旋轉時，我們已經完整地看到了它，直接從太空中對其進行了成像。

但這通常很麻煩，并且在處理二維曲面時完全沒有用。 因此，我們通常選擇將三維地球（帶有二維表面）描繪為地圖。 雖然通常不會談論它，但是當我們從地球儀轉到地圖的平面時，在翻譯中會丟失一些內容。 我們通常將地圖表示為顯示緯度和經度彼此垂直的線，這是一種稱為墨卡托投影的樣式（和選擇）。

圖片信用：維基共享資源用戶斯特雷貝，在c.c.a.s.a.-3.0下，圖像基于美國宇航局

你必須意識到——大多數人沒有意識到——是這張地圖不準確。為了保持地圖上的緯度和經度線垂直（它們），我們扭曲了非赤道緯度區域。從地圖上看，格陵蘭島和南美洲的大小似乎與南極洲差不多，與歐洲和亞洲加起來差不多，冰島與英國差不多。

但是，這些事情都不是真的，如果我們對映射方式做出不同的選擇，你就可以看到！

美國宇航局地球觀測站收集的可見地球圖像的摩爾韋德投影。

上圖是 Mollweide 投影，它準確地顯示區域和形狀，但不把緯度和經度線作為權衡垂直。格陵蘭島面積只有南美洲的八分之一，南極洲是歐亞大陸的四分之一，冰島面積不到英國的一半。事實上，每當將任何曲面映射到平面時，您就必須權衡四件事：

緯度和經度的垂直度，

保留準確區域，

連接性，和

形狀失真。

你可以選擇兩個或三個，但不能再選擇其他任何一個。我們通常用Mollweide 投影來繪制整個夜空的地圖，包括紅外線。

圖片來源：美國宇航局/JPL-加州理工學院/加州大學洛杉磯分校，用于WISE合作。

在可見光下映射銀河系，

圖片來源：阿克塞爾·梅林格的《全天空銀河全景1.0》（2000年）。

甚至是在減去了我們銀河系的恒星之后，繪制了宇宙的大規模結構圖。

圖片來源：阿克塞爾·梅林格的《全天空銀河全景1.0》（2000年）。

我們不必做出這樣的選擇;我們可以使用默卡托投影，就像我們做地球一樣。我會向你證明：這里的宇宙微波背景顯示的方式和你通常看到地球地圖一樣。

圖像信用：歐空局和普朗克協作，在笛卡爾框架的CMB（宇宙微波背景輻射）

我們還可以做出許多其他選擇，包括 Eckert IV 投影、HEALPix 投影，或者——對于那些喜歡連續剝橘子，然后將其壓平，因此不重視連通性的人——令人作嘔的可怕的古德同源投影。（但是，我為什么不告訴你我的真實感受？）盡管有不同的權衡，所有這些地圖包含的信息量相同，并且都能夠顯示整個天空。

當我們觀察宇宙時，重要的是要看到準確表示的區域，并盡可能少地看到扭曲，這就是為什么我們做出選擇的原因。出于其他目的，具有緯度和經度線是垂直物質更多，因此不同的選擇會更有用。我告訴你，如果我們使用你建議的"對稱圓形"版本，我們需要兩個斷開連接的圖像——比如兩個半球——來查看整個天空，這就是為什么我們不選擇它。就我個人而言，我喜歡橢圓形，并且發現我可以很快地習慣它，但現在你知道，當你看宇宙時，就是從這個角度！

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3. forbes-小月同學

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