Les astrophysiciens créent la «  carte plate  » la plus précise de la Terre

La Terre est une sphère, alors comment peut-elle être représentée avec précision sur une carte 2D? Aplatir simplement la terre en deux crêpes, l’une représentant l’hémisphère nord et l’autre le sud, avec l’équateur tournant autour du bord, selon une nouvelle étude.

Ces deux « crêpes » représentent la carte plate la plus précise de la Terre jamais réalisée, selon les chercheurs de l’étude. Contrairement à d’autres cartes plates, la nouvelle carte circulaire ne réduit pas ou ne surdimensionne pas la zone de certains océans ou masses continentales – par exemple, de nombreuses cartes 2D représentent Groenland à peu près de la même taille que l’Afrique, alors qu’en fait l’Afrique est 14 fois plus grande, Scientific American a rapporté.

De plus, contrairement à certaines cartes rétangulaires qui sont très grandes, «c’est une carte que vous pouvez tenir dans votre main», explique le chercheur principal de l’étude J. Richard Gott, professeur émérite d’astrophysique à l’Université de Princeton, dit dans un communiqué. « La carte peut être imprimée recto-verso sur une seule page de magazine, prête à être découpée par le lecteur. »

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La création de cartes 2D précises a embarrassé les cartographes pendant des siècles. Pour aider à déterminer les divers problèmes auxquels sont confrontées les cartes plates, Gott et le co-chercheur David Goldberg, professeur de physique à l’Université Drexel de Philadelphie, ont créé un système pour évaluer les cartes plates existantes et ont publié leurs résultats en 2007 dans la revue. Cartographica. Leur système a noté des cartes 2D sur six types de distorsions: formes locales, zones, distances, flexion (flexion ou distorsions de courbure), asymétrie (déséquilibre) et coupes aux limites (lacunes de continuité, comme le fractionnement de l’océan Pacifique). Les cartes qui ont reçu des scores inférieurs étaient plus précises, ont-ils déclaré. Des globes bien conçus, qui sont sphériques comme la Terre, gagneraient des scores de zéro.

« On ne peut pas tout rendre parfait » sur une carte de la Terre plate, a déclaré Gott. « Une carte qui est bonne pour une chose peut ne pas être bonne pour illustrer d’autres choses. » Prenons, par exemple, la carte du monde que la plupart des gens connaissent – la projection Mercator, un élément de base trouvé dans de nombreuses salles de classe et la base de Google Maps. Bien que la projection de Mercator soit bonne pour représenter les formes locales, elle déforme les zones de surface près des pôles Nord et Sud, de sorte que ces régions sont souvent coupées, ont déclaré les chercheurs.

Selon le système de notation de l’équipe, la projection de carte à plat la mieux notée est la Winkel Tripel, une carte créée en 1921, lorsque le cartographe allemand Oswald Winkel l’a proposée, et que la National Geographic Society utilise maintenant. Cette carte a obtenu un score faible de 4,563, mais elle avait toujours un problème de «coupure de frontière», car elle divisait l’océan Pacifique en deux, avec une partie à droite et l’autre à gauche de la carte. Cette scission crée l’illusion que l’Asie et Hawaï sont plus éloignés qu’ils ne le sont réellement.

Pour contourner ce problème de fractionnement des frontières, les chercheurs ont abordé la cartographie sous un angle nouveau, avec l’espoir de concevoir une «carte plate avec le moins d’erreur possible», a déclaré Gott. « Nous proposons un type de carte radicalement différent et nous avons battu Winkel Tripel sur chacune des six erreurs. »

Le résultat final, la carte des crêpes, a emprunté des idées à des recherches antérieures sur les polyèdres ou des formes 3D à plusieurs faces. En 1943, l’architecte américain Richard Buckminster Fuller a dessiné des contours de formes régulières qui composaient une carte du monde, et il a écrit des instructions sur la façon dont sa carte pouvait être pliée en un globe polyédrique. Mais si Fuller a fait du bon travail en détaillant les continents, il n’était pas aussi précis avec les océans, ce qui a introduit des erreurs. Par exemple, l’Australie et Antarctique étaient trop éloignés lors de sa création.

Dans une étude de 2019 publiée sur le base de données arXiv, qui n’a pas encore fait l’objet d’un examen par les pairs, Gott a considéré les «polyèdres d’enveloppe», qui impliquaient de coller ensemble des formes régulières, dos à dos. Cela a conduit à l’idée d’une carte circulaire à double face, a-t-il déclaré.

La nouvelle carte, publiée le 15 février au arXiv base de données, se compose de deux cartes de crêpes qui peuvent être visualisées côte à côte ou dos à dos. Dans tous les cas, la carte n’a pas de coupes de limites. Si vous souhaitez mesurer les distances d’un hémisphère à l’autre, utilisez simplement une ficelle ou un ruban à mesurer pour atteindre le bord d’une crêpe à l’autre, a déclaré Gott.

« Si vous êtes une fourmi, vous pouvez ramper d’un côté … à l’autre », a déclaré Gott. « Nous avons une continuité sur l’équateur. [Africa] et l’Amérique du Sud est drapée sur le bord, comme un drap sur une corde à linge, mais elles sont continues. « 

La carte des crêpes comporte également des erreurs de distance plus petites que toute autre carte plate 2D. Par exemple, sa configuration signifie que les distances ne peuvent pas être plus ou moins de 22,2% de ce qu’elles sont en réalité, a déclaré Gott. En comparaison, les projections de Mercator et de Winkel Tripel présentent des erreurs de distance remarquablement élevées près des pôles et sur les bords gauche et droit de la carte.

De plus, les zones situées au bord équatorial de la carte des crêpes ne sont que 1,57 fois plus grandes que les zones du centre, ont déclaré les chercheurs.

Gott a dit qu’il n’était au courant d’aucune autre terre crêpe double face. « Notre carte ressemble en fait plus au globe qu’aux autres cartes plates », a déclaré Gott. « Pour voir tout le globe, vous devez le faire pivoter; pour voir toute notre nouvelle carte, il vous suffit de le retourner. »

Gott et ses collègues ont également créé des cartes en forme de crêpes de Mars, Jupiter, le soleil et d’autres corps célestes, que l’on peut voir ici.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.