| ican0120 | 2022-11-22 09:21 |
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晴朗的夜空下，在光污染不严重的郊区我们能看见很多星星，如果位置得当，还可以看看到一条朦胧的光带，那就是我们常说的银河，不过这里的银河实际上属于英仙座旋臂，而我们极尽目光在夜空中能够看到的星星最多也只有6000颗左右。   不识庐山真面目，只缘身在此山中 人类身处银河系之中，肉眼可见的恒星只是银河系很小的一部分。那么真实的银河系究竟有多大？  一项最新的研究指出，银河系的范围很可能横跨了200万光年，比发光的螺旋盘宽了15倍以上，它似乎要比我们想象中大得多。 目前，人类飞行距离最远的探测器是旅行者一号，但即便是旅行者一号，要飞出太阳系还需要3万年之久，更别说飞出银河系看到银河系的全貌了，而太阳系位于猎户座旋臂内侧，这一位置几乎处在了银河系的郊区，和银心的黑洞距离2.64万光年左右。  那么尚未冲出太阳系的人类，又是如何得知银河系的全貌？ 人类对银河系的认识经历了漫长的过程，从伽利略用自制望远镜对准银河之后，对银河系的探索就正式开始了。  最先推断出银河系的恒星以盘状分布的是哲学家康德，虽然不知道康德这个哲学大家是如何得知银河系的形状的，不过他确实猜对了，18世纪英国天文学家威廉.赫歇尔通过自制的望远镜对天空展开了巡天观测，并发表了天文学史上第一个银河系模型，认为银河系应该是扁平的盘状结构。  随着人类观测技术的发展，我们能利用诸如哈勃望远镜，韦伯望远镜等大型光学太空望远镜一睹宇宙中的其他星系，与此同时，我们可以通过类似的星系来进一步确定银河系的形状。比如哈勃望远镜曾经仔细观察过距离太阳系4600万光年外的大熊座NGC 2841星系，它和银河系十分相像，都属于漩涡星系。  虽然它的旋臂没有银河系多，但依然可以模拟一下，于是科学家根据现有的观测数据，使用计算机模拟出了银河系的全貌，得知了银河系的样子后，科学家又是如何计算出银河系的大小的？  通过计算机对银河系形状的模拟，天文学家已经知道银河系是一个圆盘状的结构，银心部分有隆起，并且太阳系远离银河系中心，处在郊区位置的猎户臂位置上，有了以上信息后，我们只要测量出太阳系和银心的距离以及太阳系背后和银河系的边缘的距离，就能得出银河系的直径了。  所以测量银河系，实际上是在测量遥远的恒星和太阳系的距离。  宇宙中存在一类奇妙的天体，科学家称它们为造父变星，属于变星的一种，顾名思义，这种天体的状态并不稳定，它们会周期性的发射高强度脉冲，同时带动恒星的亮度发生周期性变化，天文学家根据亮度变化的周期计算出绝对星等，从而得出变星和太阳系的距离。  通过这样的方法，科学家计算出银河系最亮的部分，即圆盘状的恒星盘大小约为12万光年，但恒星盘的大小并不是银河系的真正的大小，恒星盘之外还有更加巨大的气体盘。 这些气体盘中恒星非常稀疏，以大量的气体为主，最外围则是庞大的暗物质环，但暗物质并不发光，通过常规方法很难测量出包括气体盘在内的银河系直径。  近日，英国达勒姆大学的天体物理学家爱丽丝.戴森利用银河系附近的星系，定位出了银河系的边缘，从而测量出银河系的精确直径约为190±40万光年。  我们常用的距离的单位是米和千米，光年对我们来说似乎太过遥远。要形象地理解银河系的直径，我们可以打个比方：假如太阳和地球之间的距离是2.5厘米，那么银河系的直径就是240万千米，大约是地月距离的八倍。 整个银河系包含了1000亿到4000亿颗恒星，探索银河系需要多久？  假设人类拥有了曲速引擎，能够在瞬间到达光年之外，从而忽略航行时间，一天探索一个星球，最少也需要1000亿天，也就是2.5亿年。  这还是对人类发展最理想的结果，假如以现在人类的科技来看，我们似乎要被锁死在银河系中了，逃离银河系的第四宇宙速度大约在110km/s-120km/s左右，传统的石油燃料已经无法推动飞船达到这个速度，需要核动力宇宙飞船。  假如以这样的速度向银道面垂直飞行，大约需要272万年，如果平行于盘面飞行，则需要2亿7万年。 |
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