劍

當人類逐步瞭解宇宙時，我們不禁感嘆是多麼的機緣巧合，創造出這樣一個可以孕育出生命的地球。因為宇宙中大部分的空間內對生命來說都充滿了險惡，沒有空氣，沒有水源，高溫高輻射等等，當然這一切的一切都是地球在宇宙中或者說在銀河系中所處的位置決定的。

銀河系及銀河系的結構

在一個人眼界狹窄的時候，總是認為自己才是人群中的中心，人類沒有對宇宙瞭解很少的時候，總是認為地球才是宇宙的中心。托勒密認為地球處在宇宙的中心靜止不動，天上所有的星星包括太陽與行星都在圍繞地球公轉。到了16世紀，哥白尼發現了地心說根本解決不了許多他觀測到的現象，比如說行星逆行現象。為此，哥白尼不惜對抗當時的核心權力--教會。

從古代中國人民認為天圓地方，到麥哲倫遠航通過測算證明地球是球體，再到人造衛星觀測的照片確認地球是個赤道略鼓，兩極略扁的不規則球體。這是人類認識自我的過程,但是人類並不滿足於此，很早就開始探索地球之外更廣闊的天地。

最新的研究表明，地球位於太陽系之中，而太陽系又處在銀河系之中，銀河系是一個扁平的形狀，直徑大約15-20萬光年之間，太陽系位於距離銀河系之中，銀河系大部分由恆星構成，並且有大量的星團、星雲以及各種類型的星際氣體和星際塵埃。同時銀河系又是一個棒旋星系，科學家們給這些像臂膀一樣的分支命名，分別為人馬臂，獵戶臂，英仙臂，天鵝臂。

地球在銀河系中的位置

地球正是處在銀河系獵戶懸臂之中，認識了銀河系的答題結構之後，我們用這樣一個條狀圖只管的給出了地球在銀河系中的位置：銀河系＞獵戶臂＞古爾德帶＞本地泡＞本星際雲＞太陽系＞地月系＞地球。這樣一個位置完全避開了。

銀河系中心距離地球的距離到底是怎麼計算出來的呢？造父變星是一個好幫手，造父變星是一類高光度週期性脈動變星，也就是其亮度隨時間呈週期性變化。它的光變週期(即亮度變化一週的時間)與它的光度成正比，根據造父變星周光關係可以確定星團、星系的距離，因此它被天文學家譽為“量天尺”。

有了工具還要通過緊密的計算才可以；首先，銀河系中心上方的某個星團與地球的距離可以推算出來，之後根據三角函數關係可以算出銀河系中心與地球間的基本距離了。如此反覆校驗，得出地球所處的太陽系位於銀河系盤面內，距離銀河系中心2.6萬至2.87萬光年。

科學認識論

1.運動是絕對的。地球在運動，太陽系在運動，同時銀河系也在運動，所以地球在銀河系的位置一直在改變。銀河系自轉一週為一銀河年，為2.8~3億年。

2.太陽系位於銀河系的一個懸臂上，距離銀河系中心大學2.6萬光年。可以想象為地球位於以2.6萬光年為半徑的圓上。

3.就比例尺寸而言，地球直徑1.28萬千米，銀河系直徑約10萬光年，約為地球直徑的8億倍。

天文通識

曾幾何時，人們認為地球是宇宙的中心，天上的星辰都在圍繞地球旋轉。但隨著天文學的發展，地心說被證明是錯誤的，地球其實是圍繞太陽旋轉。

通過觀測，天文學家認識到地球、太陽以及天上的星辰幾乎都是銀河系的一部分。那麼，地球處在銀河系的什麼位置呢？

銀河系的形狀

為了弄清地球在銀河系中的位置，需要知道銀河系的結構是怎樣的。不過，人類發射的探測器就連太陽系都沒有飛出，更不用說飛出銀河系，所以我們無法直接觀測到銀河系的全貌。那麼，銀河系照片又是怎麼來的呢？

雖然我們無法離開銀河系，但只要知道銀河系中的恆星分佈，也能推斷出銀河系的結構，因為銀河系的發光部分主要是由恆星構成。通過測量銀河系中恆星與地球的距離、速度和方位等信息，天文學家得以構建出銀河系的形狀。在能夠觀測10億顆恆星的蓋亞衛星的幫助下，人類對銀河系的瞭解變得更加精確。

結果表明，銀河系是一個直徑約為10萬光年（最大可能達到20萬光年）的棒旋星系，擁有四條大旋臂——盾牌-半人馬臂、船底-人馬臂、英仙臂和外緣臂。銀河系的外觀為一個圓盤形，中心部分為凸起的核球，半徑約為1萬光年，恆星盤的平均厚度約為2000光年。

地球在銀河系中的位置

地球不在宇宙的中心，也不在銀河系的中心。在夏季夜空中，可以看到一條淡淡的銀河橫亙在空中，人馬座方向的銀河最為明亮，因為那是銀河系中心所在的方向，那裡聚集著密度極高的恆星。地球遠離銀心，處在銀河系的“郊區”。

根據觀測結果，地球距離銀心約2.6萬光年，距離銀盤邊緣約2.4萬光年。地球不在銀河系的四條主旋臂上，而是在獵戶支臂上，介於英仙臂和船底-人馬臂之間。

除了“橫向”位置，還有“縱向”位置。具體來說，地球位於銀道面之北100光年。太陽帶著地球穿行於銀道面的上下方，運動軌跡呈現為波浪形。

太陽繞銀心旋轉的速度約為220公里/秒，轉一圈大概需要長達2.2億年，這個時間被稱為銀河年。距今1銀河年之前，地球上還沒有人類，那時的主宰者是恐龍。

銀河系的宜居帶

地球不僅處在太陽系的宜居帶中，而且也在銀河系的宜居帶中。地球與太陽的距離適中，這使地球有合適的溫度來讓水變成液態，從而孕育出多姿多彩的生命。同樣地，地球所在的銀河系宜居帶很可能也對地球生命的孕育和進化起到了重要作用。

地球上富含比氦更重的元素，這是孕育生命的必要條件之一，而這些元素大都來自於大質量恆星。在銀盤邊緣，大質量恆星很少，重元素丰度非常低，那裡很難孕育出生命。

另一方面，如果地球靠近銀心，那裡的大質量恆星非常多，地球更容易遭受超新星爆發產生的伽馬射線暴，這對生命是致命的。甚至因為大量的宇宙輻射使得複雜有機分子很難合成，生命根本就無法誕生。而且在恆星密集的銀心周圍，太陽系中的小行星和彗星的軌道會變得更加不穩定，它們更容易受到引力擾動而撞上地球，生命將會遭到破壞。

我們非常幸運，地球不僅位於太陽系中的合適位置，而且也在銀河系中的合適位置。

火星一號

有句話叫：不識廬山真面目，只緣身在此山中。

地球就在銀河系裡面，要了解銀河系全貌是很困難的。不過這難不倒天才的天文學家，它們通過年復一年的觀測定位，現在已經基本確定了銀河系大大致樣子和我們所處的位置。

這是科學家根據觀測數據描繪的銀河系，上面有個小藍點標註的就是地球所在位置，在銀河系的一條子懸臂——獵戶座旋臂上。如果看不清楚再來看清楚一點的圖。

大概就在這個位置。

距離銀河系中心大約2.6萬光年，相比於銀河系超過5萬光年的半徑雖然處在中間位置，但由於銀河系越往裡面恆星密度越大，越往外，恆星密度越低，所以地球所處的位置只能算是銀河系大郊區了。

上面圖中的同心圓其實就是距離標尺，經線上每一格的距離是1萬光年。

我是很佩服做觀測的天文學家，它們面對的工作很枯燥，同時又困難重重，很多常人無法想象的任務他們都巧妙低完成了，比如系外行星的搜尋……

不過隨著科技進步，從前的一些人工工作將來可以用AI去完成了。

星宇飄零2099

此時此刻佔據太陽系總質量99.86%的太陽正在以250km/s的速度帶著整個太陽系內所有天體繞銀河系中心公轉

這些“大星系”無一例外都擁有著幾百億到數千億顆恆星，但這些的分佈規律卻又有很大的不同。

如今太陽系所處的銀河系按照最初的分法就是漩渦星系，但更準確的表述是“漩渦星系中的棒旋星系”，所謂的棒旋星系就是指星系的中心位置有一根棒子，棒子外面則是呈現漩渦形狀分佈的、由數千億顆恆星構成的若干條懸臂（旋臂）

我們太陽系大體位於銀河系獵戶座懸臂內，每2.5億年左右繞銀河系中心公轉一圈，雖然目前的天文學認為所謂的獵戶座懸臂嚴格意義上來說只是一條位於半人馬懸臂和英仙座懸臂之間的“支臂”，但考慮到從地球觀測銀河系存在一定侷限性和誤差，因此也有天文學家認為獵戶座懸臂是一條主臂。

在如今通過觀測其他星系以及收集銀河系內部信息而合成的“銀河系全景圖”中，太陽系大體位於三環以外的郊區，這個位置幾乎完美的避開了“市區”的高能輻射以及“城鄉結合部”的荒涼，因此又不少科學家認為太陽系在銀河系中發位置也是地球能產生生命的原因之一。

在《天文與天體物理學》上有一篇論文通過測定特殊元素的辦法得出了銀河系的年齡為136億年，而宇宙大爆炸距今也才138.2億年，因此我們有理由認為銀河系是宇宙首批星系之一。

那麼136億年至今，銀河系真的只有我們人類嗎？

宇宙觀察記錄

地球在銀河系的哪裡？

也許中學生就能告訴大家地球在銀河系的哪個角落，太陽系在距離銀河系中心約2.6萬光年的獵戶座懸臂邊緣，這是數代天文學家對太陽系所在位置不懈努力得出的結果，曾經我們還以為地球是宇宙的中心。

從地心說到日心說

地心說由來已久，最早可以追溯到古希臘時期，經歐多克斯提出後在亞里士多德、托勒密進的支持下，逐步發展與完善起來。托勒密認為地球處在宇宙的中心靜止不動，天上所有的星星包括太陽與行星都在圍繞地球公轉。

地心說統治了知識界數千年之久，各種占星學都是以此為基礎發展起來的。當然現在我們知道這是一個很可笑的理論，但在2000多年前，這可是相當先進的理論，因為觀測到事實就是這樣，而根據這些理論發展起來的各種曆法指導了農業生產，功勞不可謂不小！

到了十五世紀，哥白尼通過大量的觀測，發現日心說很難解釋行星逆行的理論，比如水星逆行，火星逆行，占星說跟人的命運與星座聯繫起來，但這卻是唯心主義的理論，而作為唯物主義的學者來說這是不可接受的，哥白尼就是如此，他是一個敢於挑戰傳統理論的天文學家，提出了大逆不道的日心說。

火逆軌跡

如果將地心修正為日心，那麼一切就迎刃而解，比如火星逆行不過就是在各自軌道上運行時軌道速度不一樣，地球時而追著火星，時而超過火星，這個過程就成了逆行轉換的過程。

儘管哥白尼提出了撼動教會地位的日心說，但他處理地比較圓滑，並沒和支持地心說的教會發生直接衝突，而布魯諾則簡單暴力的直接捍衛了哥白尼的日心說，最後被宗教裁判所判為“異端”燒死在羅馬鮮花廣場（1992年，羅馬教皇宣佈為布魯諾平反）。

從日心說到赫歇爾繪製銀河系結構圖

此後伽利略望遠鏡發明以後，日心說已經被普遍接受，隨後開普勒發現了行星運行的三大定律，人類在天體運行的理論上從來都沒有這麼精確過，而到了十八世紀的赫歇爾，已經進入了太陽系行星大發現的時代，赫歇爾用他自制的6寸反射望遠鏡發現了天王星，從此他聞名於天文界，得到了在喬治三世國王的資助，製造了一臺高達12米的巨型望遠鏡用於巡天，並將觀測到的天體繪製成星表。

圖為口徑1.2米的赫歇爾望遠鏡，1780年前後建成，此後赫歇爾通過觀測了117600顆恆星的數據，提出了人類歷史上第一個銀河系模型。

請各位不要笑，這就是第一個銀河系模型，我們很難形容它像什麼，但這是赫歇爾1083次天文觀測的結果，此後100年，天文界再無人對銀河系瞭解有超過赫歇爾的。

認識銀河系漩渦結構

哲學家康德憑直覺認為，銀河系就像仙女星雲一樣是個漩渦狀結構，這在現代人看來一點毛病都沒有，但康德是一個哲學家，沒有任何證據證明。直到200年後的二十世紀時代，才通過更大口徑的望遠鏡認識到鄰近銀河系的仙女星系內部詳細結構，星系核與懸臂，以及內部的恆星分佈，此時科學界才普遍意識到，可能銀河系就像康德預料中的仙女星系一樣，是一個漩渦結構，

而處在仙女星系核心部分的星系核則是整個星系中恆星最密集的地方，根據宇宙學原理反向應用到銀河系中，尋找銀河系中恆星最密集的區域，這就是人馬座核心區，也就是夜空中銀河系中最明亮的位置。

這下相對就簡單了，剩下的事情就是測定地球到達核心區的距離，我們知道銀心如此遙遠距離的天體肯定沒法用視差法了，當然這也難不倒天文學家沙普利，他經過四年的觀測得出結論，地球在距離銀河系中心比較遙遠的位置。但現代天文學公佈的距離2.6萬光年則還要等到很久以後才會知道。

從漩渦結構到銀河系3D地圖

天文學家通過大量的觀測逐漸瞭解到銀河系的懸臂結構，但人工的觀測以及地面天文臺限制了這個數據積累的進度，因此在1989年專門繪製銀河系的衛星伊巴谷發射升空，儘管未能準確進入軌道，但仍然出色的完成了任務。2013年速度更快，精度更高的蓋亞衛星升空，人類對銀河系的認知上升數個臺階。

我們現在知道銀河系是一個Sb型的棒旋星系，大約有1000億顆以上的恆星，總質量高達太陽的5.8×10^11倍，銀河系有多個懸臂結構，太陽系位於獵戶座支臂的古爾德帶中的本地泡裡的本地星際雲中。

上圖是銀河系根據伊巴谷衛星製作的銀河系全結構圖，當然對於圍觀群眾瞭解銀河系結構這已經綽綽有餘，但天文學家並不滿足於此，因為他們希望得到銀河系更精細的結構，以便對銀河系的演化與未來的發展獲取更多的信息。

但作為身處銀河系的天然侷限，我們對於銀核另一邊的世界一無所知，因為恆星密度很高的銀心核球遮擋，暫時還沒有有效的探測手段去了解，也許這是留給未來的課題。

星辰大海路上的種花家

幾千年來，天文學家和占星家一直認為地球是我們宇宙的中心。這種看法部分是由於地球被嵌入太陽系這一事實使基於地球的觀測變得複雜。經過幾個世紀的持續觀察和計算，我們才發現地球（以及太陽系中的所有其他天體）實際上是繞太陽運行。

我們太陽系在銀河系中的位置也是如此。事實上，大約一個世紀，我們才知道我們是一個大得多的恆星盤的一部分，圍繞一個共同的中心運行。鑑於我們深陷其中，歷史上很難確定我們的確切位置。但是由於持續的努力，天文學家現在知道了我們的太陽在銀河系中的位置。

銀河系的大小：

首先，銀河真的，真的很大！它不僅測量了直徑約10萬到12萬光年，厚度約1000光年，而且它內部有多達4000億顆恆星（儘管一些估計認為還有更多的恆星）。由於一光年長約9.5×10^12公里（9.5萬億公里），銀河系的直徑約為9.5×10^17至11.4×10^17公里，即9500至11400萬億公里。

它吞噬了其他星系，成為現在的大小和形狀，今天仍然吞噬其他天體。事實上，卡尼斯大矮星系是離銀河系最近的星系，因為它的恆星目前正被添加到銀河系的星盤中。我們的星系在其漫長的歷史中已經消耗了其他星系，比如人馬座矮星系。

然而，我們的星系與當地宇宙中的其他星系相比，只是一箇中等的重量。仙女座，離我們最近的主要星系，大約是我們的兩倍大。它的直徑為22萬光年，內部估計有4000-8000億顆恆星。

銀河系結構：

如果你能走出銀河系，從上面往下看，你會發現銀河系是一個帶條的螺旋星系。最長一段時間以來，銀河系被認為有4個旋臂，但最新的調查已經確定，它實際上只有三個主要旋臂，分別叫做獵戶座旋臂、英仙座旋臂、人馬座旋臂。

旋臂是由環繞銀河系的密度波形成的，即恆星和氣體雲聚集在一起。當這些密度波穿過一個區域時，它們會壓縮氣體和塵埃，導致該區域出現一段活躍的恆星形成期。然而，這些臂的存在是通過觀測銀河系的某些部分以及我們宇宙中的其他星系來確定的。

事實上，描繪我們星系的所有圖片要麼是藝術家的作品，要麼是其他螺旋星系的照片，而不是直接觀察整個星系的結果。直到最近，科學家們還很難判斷銀河系到底是什麼樣子的，主要是因為我們身處其中。經過幾十年的觀察、重建和與其他星系的比較，他們才得以清晰地瞭解銀河系從外部看的樣子。

從目前使用地面望遠鏡對夜空進行的觀測，以及最近使用太空望遠鏡執行的任務來看，天文學家現在估計銀河系中有1000億到4000億顆恆星。他們還認為，每顆恆星至少有一顆行星，這意味著銀河系可能有數千億顆行星，其中數十億顆被認為是地球的大小和質量。

如前所述，銀河系的大部分手臂是由塵埃和氣體組成的。這個物質佔銀河系所有“發光物質”（即可見物質）的10-15%，其餘的是恆星。我們的星系大約有10萬光年寬，在可見光譜中我們只能看到大約6000光年。

儘管如此，當光汙染不明顯時，在夜空中仍能看到銀河系的塵土飛揚的環。更重要的是，紅外天文學和用其他不可見的波長觀察宇宙使天文學家能夠看到更多的宇宙。

銀河系和所有星系一樣，也被巨大的暗物質環繞著，暗物質佔其質量的90%。沒有人確切知道暗物質是什麼，但它的質量是通過觀察星系旋轉的速度和其他一般行為推斷出來的。更重要的是，人們相信這個質量有助於防止星系在自轉時自我撕裂。

太陽系

太陽系（和地球）距離銀河系中心約25000光年，距離星系邊緣約25000光年。所以基本上，我們將大約處在銀河系的中心和銀河系邊緣之間的中間位置。

天文學家們一致認為，銀河系可能有兩個主要的旋臂——英仙座旋臂和人馬座旋臂——以及幾個較小的旋臂和旋刺。太陽系位於兩臂之間的一個區域，稱為獵戶座天鵝臂。這隻手臂的直徑為3500光年，長度為10000光年，與人馬手臂分離。

銀河系將夜空分成兩個大致相等的半球，這表明太陽系位於銀河系平面附近。由於充滿星系盤的氣體和塵埃，銀河系的表面亮度相對較低。這使得我們無法看到明亮的銀河系中心，也無法清楚地觀察到它的另一面。

你可能會驚訝地發現，太陽需要2.5億年才能完成繞銀河系的一次旋轉——這就是所謂的“銀河年”或“宇宙年”。上一次太陽系在銀河系的這個位置時，地球上仍然有恐龍。下次，誰知道呢？人類可能已經滅絕，也可能已經進化成其他的東西。

如你所見，銀河系是一個非常大的地方。辨別我們在其中的位置並不是一件簡單的任務。隨著我們對宇宙的認識不斷擴展，我們學到了兩件事，不僅宇宙比我們想象的要大得多，而且我們在宇宙中的位置還在不斷縮小！看來，我們的太陽系在宏大的宇宙中微不足道，但對我們卻極為珍貴！

科技領航人

地球位於距銀河中心10萬光年的旋臂上，地球在銀河系的位置取決於太陽系在銀河系的位置。

太陽（包括地球和太陽系）位在獵戶臂靠近內側邊緣的位置上，在本星際雲中，距離銀河中心7.94±0.42千秒差距我們所在的旋臂與鄰近的英仙臂大約相距6,500光年。我們的太陽與太陽系，正位於在科學家所謂的星系適居帶。

太陽運行的方向，也稱為太陽向點，指出了太陽在銀河系內遊歷的路徑，基本上是朝向織女，靠近武仙座的方向，偏離銀河中心大約86度。太陽環繞銀河的軌道大致是橢圓形的，但會受到旋臂與質量分佈不均勻的擾動而有些變動，我們目前在接近近銀心點（太陽最接近銀河中心的點）1/8軌道的位置上。

擴展資料

銀河系的90%的物質為恆星。恆星的種類繁多，按照物理性質、化學組成、空間分佈和運動特徵，恆星可以分為五個星族。最年輕的極端星族Ⅰ恆星主要分佈在銀盤裡的旋臂上；最年老的極端星族Ⅱ恆星則主要分佈在銀暈裡。恆星常聚集成團。除了大量的雙星外，銀河系裡已發現了一千多個星團。銀河系裡還有氣體和塵埃，其含量約佔銀河系總質量的10%，氣體和塵埃的分佈不均勻，有的聚集為星雲，有的則散佈在星際空間。

銀河系也有自轉。太陽系以250千米/秒速度圍繞銀河中心旋轉，旋轉一週約2.2億年。銀河系有兩個伴星系：大麥哲倫星系和小麥哲倫星系。

關鍵字: 宇宙 銀河 銀河系