銀河系有多大?

美好的回憶50000417


夏天晴朗的夜晚,我們會發現天空中有一條乳白色的亮帶橫亙天空,宛如奔騰的激流,一瀉千里。這就是銀河。其實我們看到的銀河就是銀河系的一部分。我們人類所在的地球就位於銀河系之中。

圖示:天空中的銀河就是銀河系的一部分

銀河系有多大?有句話叫做“不識廬山真面目,只緣身在此山中”,我們身處銀河系之中很難看清銀河系的全貌。因此銀河系有多大,現在科學家也很難給出一個準確的數字。從目前科學家觀測的結果來看,銀河系的直徑大約在10萬光年到18萬光年的範圍內,甚至有可能還要大。

銀河系的直徑至少10萬光年是有多大呢?光年是在天文學上常用來衡量宇宙中天體之間距離常用的單位。大家知道光在宇宙中傳播的速度大約是每秒鐘30萬公里。一光年就是光在宇宙中一年內傳播的距離。就是說光從銀河系的一頭傳播到另一頭需要10萬年的時間。

圖示:銀河系全景和太陽在銀河系中的位置

一光年多遠我們不是很清楚,一公里的距離我們很清楚。換算成公里,一光年大約是94607億公里。10萬光年的距離就是一光年的十萬倍,94607億公里再乘以10萬倍,如果用數字直接寫出來就是這樣的,9460700000000000000公里!大家可以數數數字7後面有多少個零!這是一個令人眩暈的天文數字。

我們在星空中看到的銀河是一條乳白色的亮帶,銀河為什麼會發亮呢?其實銀河的亮光就是一顆顆我們肉眼根本無法分辨的恆星發出來的。銀河系中有多少顆恆星呢?據科學家估算,銀河中大約有1500億到4000億顆恆星。

圖示:目前天文學家觀測到的銀河系全景圖

科學家推測銀河系應該是一個棒旋星系,由明亮的銀心和兩條主要的懸臂組成。所謂的棒旋星系就是星系中心的恆星聚集成短棒形狀的螺旋星系。我們的地球就位於距離銀河系中心大約2.6萬光年的一條叫做獵戶臂的支臂上。

如果我們從地球出發飛出銀河系以現在的人類實現的飛行速度需要多少年呢?如果我們認為銀河系的直徑大約是10萬光年,那麼它的半徑就是大約5萬光年,我們到銀河系的邊緣大約2.4萬光年。人類現在製造的最快的探測器是朱諾號木星探測器。它的速度達到了每小時264000公里。以這樣的速度我們飛出銀河系得需要大約9800萬年的時間。那真得是飛到地老天荒了。

圖示:銀河系

銀河系有多大?大家現在有大致印象了吧?它的直徑大約是10萬到18萬光年,包含了太陽在內的1500億到4000億顆恆星。銀河系的大超乎我們的想象!


兔斯基聊科學


根據可觀測到的宇宙計算直徑……

•所預測到的宇宙可視直徑是:930億光年;

•我們利用望遠鏡所觀測到的數十億年前的宇宙直徑是:270億光年;

以銀河系中直徑為150光年的星體作為測量基礎。

那麼可見宇宙可以看作是一個體積約為4.2116324.211632立方光年的球體,而銀河系可以看作是一個體積約為1.767151.76715立方光年的球體。

銀河系只佔整個宇宙的0.00000000000000042%。

也就是說宇宙的直徑是879,873,000,000,000,000,000,000千米。取哈勃常數值75千米/ 秒·百萬秒差距(即30800000000000000000千米),由此你可以計算出整個宇宙的膨脹率為2,113,636千米每秒。這說明整個宇宙的膨脹速度是光速的7.05 (+/-2.33)倍。

暈菜了吧……我都檢查了好幾遍計算了……這其實是一種速度上的錯覺,因為宇宙中的每一個點都在膨脹,而不僅僅侷限在它的邊緣地帶。它的出現似乎顛覆了宇宙的速度極限,但其實並不是這樣的。

•宇宙的直徑為93,000,000,000光年;

•百萬秒差距為3,300,000光年;

•((宇宙直徑/百萬秒差距 = 28,182) x 75 kps )=2,113,636 kps ,或是7.05 x 光速。

•這意味著每年宇宙都會膨脹0.0000000000000000000008 %。

還有一個有趣的事實就是:宇宙的周長……如果繞著宇宙的邊緣走一圈的話,你要走292,168,116,783光年,也就是2,764,123,805,573,522,859,467,724公里。


小鴿子看世界


相比於人類和太陽系,銀河系大的超乎想象;但相比於整個宇宙,銀河系只是一個小小的角落,毫不起眼。

銀河系的大小

銀河系的形狀為盤狀,它的中間厚(約

1.2萬光年),周圍薄(約2000光年),直徑達到了20萬光年。這是什麼概念呢,當前人類飛的最遠的探測器是旅行者1號,以它17公里每秒的速度,如果想要飛20萬光年,需要35億年的時間。

太陽系與銀河系大小對比

太陽系在銀河系中心2.6光年外的地方,在獵戶座懸臂上。如果把銀河系比作一個城市的話,銀河系的位置差不多屬於城區的二環或者三環,銀河系有四條懸臂,可比作城市的四條快速路,太陽系就在其中的一條快速路上。

如果說銀河系的大小是咱們國家面積的話,那麼太陽系的大小隻相當於一張中國地圖,地球只是地圖上的一個點而已。所以說,相比於地球和太陽系,銀河系是個龐然大物。

銀河系與宇宙大小對比

銀河系之上還有一個由臨近的仙女星系、大小麥哲倫星雲等50個星系組成的本星系群,範圍大概是1000萬光年。銀河系只是其中一個普通星系,比仙女星系還要小。

在更大的尺度上,本星系群屬於室女超星系團,至少包括1億1千萬光年的範圍。室女超星系團只是可觀測宇宙中,幾百萬個超星系團中的一個。在可觀測宇宙中,我們所處的銀河系基本可以忽略。

所以,銀河系對地球和太陽系而言龐大無比,但是和整個宇宙比起來微不足道。


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答:最新數據表明,銀河系直徑高達20萬光年。


在寧靜的夜空,有時候我們會看到一條明暗相間的“暗河”,也就是我們所說的銀河,直到上世紀初,銀河的真實面貌才被人類認識。

我們看到的銀河,其實是銀河系的橫切面形狀,我們太陽系是銀河系中一個很普通恆星系統,銀河系有超過2000億顆恆星,我們太陽系位於一條叫做獵戶座的懸臂上。

銀河系成盤狀,中間厚,四周薄,銀面平均厚度約2000光年,中心厚度約1.2萬光年;因為星際空間中存在大量塵埃和氣體,阻擋了我們觀測銀河系中心。


天文學家通過研究大量河外星系的形狀,再結合對銀河系的觀察,才得出銀河系的形狀,推測我們銀河系屬於棒狀星系。

在地球上,實際觀測到的恆星亮度,和恆星的絕對星等,還有距離有關,由於星際塵埃的阻擋,精確測量銀河系直徑有很大困難。


根據以往的觀測數據,科學家推測銀河系直徑大約10萬光年;在2018年,我國郭守敬巡天望遠鏡的觀測數據表明,銀河系直徑高達20萬光年,比之前的數據擴展了很多。

20萬光年是非常遙遠的距離,遠遠超出了人類活動範圍,就拿目前飛得最遠的旅行者一號來說,以17公里每秒的速度,飛過20萬光年的距離,需要35億年的時間。


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關於銀河系有多大,其實可以這樣理解,如果我們把地球看作是一粒沙,那麼銀河系就是整個撒哈拉沙漠。如果你覺得這太誇張了,那麼看完下面的文章,你就懂這個比喻有多恰當了。

太陽系

為了理解方便,我們先從我們熟悉的太陽系開始著手分析銀河系內的星系。

太陽系內只有一顆恆星既太陽,科學家把這種只有單一恆星的星系,稱之為單星系統

太陽系除了有我們比較熟悉的八大行星,以及各自的衛星之外,還有許多小行星和彗星。數量之多,超出人們的預期。

1950年,荷蘭天文學家J.H.Oort推算出“奧爾特雲“處有上萬億顆彗星。還有,吉納德·柯伊伯首先提出在海王星軌道外側還存在一個小行星帶,因為他的發現非常重要,因此天文學家就以他的名字命名為柯伊伯小行星帶。在柯伊伯小行星帶,還有大約10萬顆直徑超過100公里的天體。

也就是說,僅僅太陽系內,就有上萬億個天體,但因為大多數天體較小,因此被木星用引力束縛著沒能輕易進入地球周圍,地球才躲過了密密麻麻地小行星撞擊。(木星也有防守失敗的一次,那一次造成了恐龍的滅絕)

銀河系

從距離上看銀河系有多大

太陽系已經算很大的星系吧,但放在銀河系中,猶如一滴水落盡了大海之中,不信的話,你能從下圖中找出太陽系的位置嗎?

龐大的太陽系在銀河系之中只是一個像素點而已。

從上圖中你可以看到,太陽系雖然不在銀河系正中央(實際上,銀河系正中央多是老年恆星,以白矮星為主)。但離銀河系的中心也不算遠。但即使這樣,太陽系到銀河系中心的距離也非常非常遠。具體有多遠呢?

如果你有一輛飛車,時速是120公里/時,你開著它從地球出發,也要經過2.6萬光年才能到達銀河系中心,我們按照人均的壽命100年來算,也就是說,從你出發開始,你的第2

3億代孫才能到達銀河系中心。而這,還只是銀河系的冰山一角。

事實上,銀河系的直徑是達到了20萬光年,還是按照人均壽命100歲來計算,從你出發開始,要經過180億代子孫才能夠橫跨銀河系。講真,愚公的子孫都沒你的子孫累。

從距離上來看,銀河系已經這麼恐怖了,但從數量上看,銀河系更恐怖。

數量上看

像太陽這樣的恆星,銀河系中有1000~4000億顆,雖然銀河系中大多數星系是雙星或者三星系統,既由兩顆或者三顆恆星組成一個星系,但即使全都是三星系統,銀河系也有300-1200億個像太陽一樣的星系。

從質量上看

我們知道,太陽系的質量幾乎99.86%都集中在太陽身上,而太陽的質量大概是1.9891*10^30千克 ;雖然相對於人類來說,這個數字非常恐怖。但相對於銀河系來說,太陽的質量輕的就像鴻毛一般。

據科學家估計,銀河系的總質量大概在 4.1771×10^41 kg,是太陽的7000億到2萬億倍,可想而知,銀河系的大小有多恐怖。


鍾銘聊科學


銀河系到底有多大?由於資料難得,只能依據太陽的引力範圍的星體密集度範圍和引力範圍180億公里去推測,得銀河系引力半徑20萬光年左右。銀河系能達到如此遙遠的距離,能達到如此大的引動範圍,已屬於太陽系不敢想象的存在性了。一般而言,引動範圍超過15萬光年就屬於黑洞天體,銀核名副其實屬於黑洞天體。

銀核存在特性

銀核屬於黑洞天體,也屬於慧星式天體,如同太陽系慧星體,氣態物質繞慧核旋轉,是一類特殊天體。銀核氣態顆粒夾雜巨大的天體,最大的天體比木星還要大,最小顆粒如同太陽慧星氣態的最小顆粒。銀核在周邊一定範圍內特別明亮,能發射頻率極高的射線粒子,是地球射電望遠鏡能觀測到的根本原因。銀核近距離周邊氣態顆粒屬於接近光速的物體,在不停地繞銀核旋轉,依據銀核引力特別巨大,引動的是接近光速本身發光不反光的氣態顆粒。依據氣態顆粒數量多得無法形容,也依據氣態顆粒物體都具有向心運動的速度,哪怕向心速度極微,向心運動巳成為事實。銀核每時每刻都在吞噬氣態顆粒物體,併發出比周邊更亮的亮斑。依據氣態顆粒物質環繞速度接近光速,在運動的過程中形成了有規律的旋臂狀,均由不均勻氣態顆粒在運動中形成。

銀河系範圍

現代觀測結果已證實銀河系的恆星密集區範圍半徑達十萬光年,更稀一些十五萬光年,觀測數據說明銀河系真正引動範圍更大,達到了20萬光年。銀河系生命宜居帶離銀核5000光年左右,尋找恆星上的外星生命和外星人,離不開銀河系生命宜居帶。雖說恆星表面溫度高,但表面比重卻很低,具有形成生命的必然條件。恆星一旦存在人類,依據其進化時間慢長,生命具有的壽命也長,和行星地球人相比,一個是天上的神仙,一個是地上凡夫。說不定太陽附近出現的飛碟都是銀河系裡外星人駕使的。

黑洞——銀核 體

黑洞自轉速度極快,是拋射微觀射線粒子的天體,證明黑洞表面物質攜帶的能量極高,高得無法使人相信。銀核表面溫度2億度,不是銀核自轉速度快,快接近達光速,就無法想象其亮度會是多麼的輝煌。自轉速度具有強大的拋射性;當然銀核表面氣態夾雜的宏觀物體重,拋射的高度是有限的,只有在拋射的過程中相互碰闖,產生極微的射線粒子,並具有特高能量,才是發射高頻射線粒子的主要原因。銀核拋射的是頻率極高的高能射線粒子,也只有極限碰闖才能產生,也只有頻率極高的射線粒子產生後才能使運行的距離遙遠,最起碼能運行幾萬光年。



銀河系是一個龐大的家族,比太陽系更是希奇古怪,並且運動形式屬於前所未有。有接近光速運動的天體,如太陽就是作半光速運動的恆星,繞銀核一週40萬年。有不繞銀核為中心運行的天體,在銀河系中橫衝直撞。有飛碟狀的恆星,軌道處於變速狀態。探討銀河系,探索恆星運行速度,探測銀河系唯一的黑洞,都將起到推動人類科技向前快速進步的作用。


蘭天1969飛碟製造專家


由於我們身處銀河系之中,並且銀河系又非常巨大,使得我們很難精確測出銀河系的確切大小。

銀河系的重子物質組成了一個圓盤形,中間是一個棒狀結構,從中衍生出了四條主旋臂,所以這是一個棒旋星系。銀河系的盤面直徑估計為10至20萬光年,盤面平均厚度為2千光年,核球的直徑為2萬光年。

雖然銀河系對於我們來說很大,但我們在地球上用肉眼只能觀測到銀河系的一小部分,那些恆星的距離大都集中在一千光年之內,少數距離幾千光年。不過,肉眼是可以看到河外星系,但只有四個可見。

銀河系真的很大,如果把海王星軌道(半徑30天文單位,即45億公里)之內的圓面比作一枚1元硬幣(第五套半徑為12.5毫米),那麼,銀河系的直徑至少也有2600公里,這樣的範圍可比肩半塊中國大陸。也就是說,銀河系與狹義太陽系的大小相比,就像一塊不小的大陸和一枚小小的硬幣相比。

曾幾何時,天文學家認為銀河系就是整個宇宙。直到哈勃測出了一種遙遠恆星(造父變星)的距離,才知道銀河系不是整個宇宙,而是銀河系只是宇宙的一隅,在其之外還有數不盡的河外星系。

至於空間是否有盡頭,我們無從知曉。因為宇宙的膨脹從未停歇,導致我們只能觀測到宇宙的一部分,宇宙的其他部分對於我們來說就是未知數,所以我們不清楚銀河系所在的空間是否有盡頭。


火星一號


銀河系的大小都是“暫時”的,每次經過大型天文望遠鏡的巡天觀測,銀河系的直徑數據都要刷新一次,從10萬光年到20萬光年左右,未來可能還會改觀。

太陽系位於銀河系的獵戶座旋臂,所謂的旋臂就是星系物質在銀心強大的引力作用下形成的漩渦狀物質聚集區域,旋臂中間的區域物質分佈要稀薄一些。太陽系所在的位置上,距離銀河系中心和銀河系邊緣地帶的距離差不多(以往觀測結果),處於銀河系中卻要跨過層層天體和星雲塵埃觀測銀河系的全貌,難度是很大的,星光穿越層層天體、星雲已經非常微弱了,難以觀測。

天文觀測也不是僅僅利用可見光,而是利用所有人類可以捕捉的宇宙能量流(射線、引力波等),從可見光分佈、能量密度等方面來綜合分析,但距離太過遙遠很多信號傳不到地球,人類就沒辦法觀測。隨著設備和觀測技術的更新換代,人類可以捕捉的信息更多了,也就可以更加準確地推測銀河系的直徑。我國郭守敬望遠鏡一期巡天探測結束,宣佈銀河系大小遠超過去認知,直徑可能在20萬光年左右。

而且人類可以觀測的物質只佔宇宙的4.6%左右,剩下的可能是暗物質和暗能量,它們也可能影響人類的觀測,使得人類觀測到的銀河系直徑不斷變化著。


來看世界呀


想從銀河系內部量它的大小並不是一件容易的事。對於科學家來說,穿越星星試圖尋找銀河系的邊緣,就好像站在叢林中央試圖看穿叢林大小一樣,困難重重。然而這並沒有阻擋天文學家們探索的腳步。近日,關於銀河系大小的研究又有了新的進展。來自西班牙加那利群島加納利 天體物理研究所(IAC)和中國國家天文臺的天文學家所組成的國際研究小組,利用我國大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡(LAMOST)和國外斯隆數字巡天(SDSS)的數據,對超過4600顆恆星的成分進行了研究,研究人員認為銀河系的邊界可能是原來科學家們所預計的兩倍大小。

銀河系中大部分恆星都集中在銀盤裡,其外部包裹著銀暈結暈結構。通常人們認為,銀盤結束的地方和稀疏的銀暈開始的地方,就是銀河系的邊界。銀盤中的大部分恆星比銀暈中的恆星要年輕,它們還沒有經歷足夠的演化時間,其金屬元素丰度與銀暈中恆星的金屬元素丰度截然不同。天文學家對觀測獲得的恆星光譜進行分析,瞭解其化學組成,藉此判斷恆星是屬於銀盤還是銀暈。如果恆星屬於銀盤,便可根據其與銀河系中心的距離,間接判斷銀河系的大小。

在最新研究中,加納利天體物理研究所的馬丁·洛佩茲-科雷多伊拉博士與國家天文臺的劉超研究員合作, 利用LAMOST-DR3的數據和位於新墨西哥的SDSS項目APOGEI-DR14巡天數據,測量並發現最遠的銀盤恆星距離銀河系中心31kpc,約為10萬光年。這比原先科學家預計的長15kpc的銀盤半徑要大一倍還多。

所以,根據此次新研究估計,銀河系星盤的直徑約為20萬光年。 而此前的研究認為銀河系直徑介於10萬至16萬光年之間。(一光年即為光在一年內前進的距離,約為10萬億公里。)若一艘宇宙飛船以光速飛行,需20萬年才能穿越整個銀河系。這也意味著銀河系僅僅比我們的鄰居——直徑為23萬光年的仙女座星系小一點。


天馬行文


晴朗的夏夜,當我們在鄉村小屋外乘涼的時候,也許會被橫貫夜空的巨大的、白色的、模糊光帶所吸引,這就是我們所在的星系——銀河系。

銀河系包含千億顆像我們的太陽一樣發光發熱的恆星,這些恆星圍繞銀河系中心旋轉,組成巨大的盤狀結構,叫做銀盤。銀盤的直徑大概有十萬光年,有不少疏散星團在裡面,銀盤中瀰漫著氣體和塵埃雲,也有很多新形成的恆星,新生恆星明亮的星光照亮了其周圍巨大的物質雲,形成反射和發射星雲,所以當你用望遠鏡在夜空中尋找美麗的星雲的時候,會發現它們往往在銀河附近。

銀盤中心厚一些,中心凸出來的那部分叫核球,銀盤四周薄一些,但是也有一千光年的厚度,也就是說即使坐著光速飛船從銀盤薄的地方穿過也要花上一千年的時間,銀河之大可見一斑。

銀盤外面並不是空的,而是銀暈的地盤,考慮上銀暈,銀河系就不是扁扁的盤狀了。銀暈裡有很多球狀星團,包含了很多年老的恆星,銀暈裡面還有很多不發光的物質。我們在銀河系外部找一些天體,測量它們的運動速度,可以畫出一條到銀心距離和速度曲線,叫做銀河系的自轉曲線,然後根據牛頓運動定律可以計算天體軌道內側那部分銀河系的質量。計算結果發現,銀河系中在發光的恆星之外還存在大量的“暗”物質,它們的質量甚至比發光物質還大,它們組成了銀河系的暗暈,暗暈的大小可能要比銀盤10萬光年的直徑還要大,光速飛船從一頭跑到另一頭可能要花上幾十萬年的時間,這時間足以讓猿人演化成現代人類了,這就是我們巨大的銀河系。

宇宙浩瀚無垠,個人水平有限,圖片來自網絡。如有疏漏,請多指教。


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