银河系半径变大意味着什么(关于银河系直径)

银河系半径变大意味着什么(关于银河系直径)(1)

本文是基于回答一位网友的提问,见下面截图:

银河系半径变大意味着什么(关于银河系直径)(2)

光年是一个距离单位,只用于测量恒星际空间的尺度,是根据光的运行速度计算出来的,1光年约为9.46万亿千米,20万光年就是189.2亿亿千米。

大家知道光速每秒约30万千米(准确的数据为299792458m/s),一个小时3600秒,一天24小时,一年365.25天(儒略年),光年就是根据光速一秒一秒走一年的长度算出来的。

为什么宇宙空间要用光年来计算呢?这是因为宇宙恒星之间的距离尺度太大了。

在地球上,我们测量距离用米、千米来表述;在太阳系的行星之间,我们用天文单位(1个天文单位约1.5亿公里,是太阳到地球的平均距离)来表述。但如果到了恒星际之间,再用这些单位来表述,数字就很多,表述起来很麻烦。

距离我们最近的恒星都有4.22光年,如果用千米表示,就是39921200000000千米(39.9212万亿千米),如果用天文单位表示,就是266141.33个天文单位,是不是很拖泥带水的麻烦?‬‬

比光年更大的尺度是秒差距,是建立在三角视差基础上的距离单位。1个秒差距约3.26光年。这就是在恒星际、星系际距离尺度用光年或秒差距表述的原因。

银河系半径变大意味着什么(关于银河系直径)(3)

天体测量有很多方法,比如三角视差法、分光视差法、造父周光关系测距法、谱线红移测距法、星群测距法、统计测距法等等。

现在用得比较多的是谱线红移测距法,这种方法是伟大的天文学家埃德温·哈勃发现并首创的。

哈勃在上世纪初,发现所有星系都有红移现象,星系距离我们越远,其谱线红移量就越大,而且红移量与距离呈现比例关系,即:Z=H*d/c。

式中:Z为红移量,c为光速,d为距离,H为哈伯常数。

这就是哈勃定律,根据这个定律,只要测出河外星系谱线的红移量Z,便可以计算出星系的距离d,这种测距法可以测定百亿光年尺度的天体距离。

2013年欧洲航天局用普朗克卫星测得的哈伯常数为67.80±0.77(km/s)/Mpc,这个数据表明在距离我们百万秒差距的地方,星系离开我们的速度为每秒67.8千米,正负误差为0.77千米。百万秒差距就是距离我们326万光年的地方。

近几年一些科学机构采取其他方法测得的哈伯常数大于70km/s/Mpc,说明宇宙膨胀正在加速。

银河系半径变大意味着什么(关于银河系直径)(4)

测量恒星或星系距离,有时候为了精准,会采用多种方法并行,相互印证,就能取得较为精准的数据。

但这毕竟是宇宙级大尺度距离的测量,不管怎么精准都还是有一定误差的。比如说我们宇宙可观测范围有930亿光年,只能是一个大概。

这些测量方法的详细介绍,在网上一搜都会出来,时空通讯过去文章也多次有过介绍,有兴趣者可查阅,就不再赘述了。

科学家们对银河系的测量也是用这些方法,随着观测手段的不断提升,探测发现也越来越深入,这样,科学界对银河系大小的认识从过去直径约10万光年,逐步到前几年的16万光年,现在认为有20万光年。

银河系半径变大意味着什么(关于银河系直径)(5)

美国NASA发射的斯皮策红外望远镜经过10年拍摄,采集了银河系200多万张照片,然后通过电脑合成,获得了一张银河系360度的全景图。

这是人类迄今为止得到的首张银河系全景图,对人类进行银河系的研究有重大意义。

这张图是一张专业化的图,不像我们平时图画那样的直观。这张图像素很高,如打印出来有一个体育场那么大。现在NASA向全世界公开免费提供电子图片,供天文学者和天文爱好者们下载使用。

但这张图就像我们迄今为止获得的所有银河系信息一样,并不是完整的、全面清晰的。

人类对宇宙和天体的了解虽然较之100年前有了长足进步,与古代相比更是天壤之别,但毕竟人类文明还处于较初级阶段,还只能在地球周边活动,视野还很局限,还有许多宇宙奥秘等着科学家们去破解,包括对银河系的了解都还很少。

银河系半径变大意味着什么(关于银河系直径)(6)

至于此问题说明中谈到人的“目光”速度,这个问题我在过去文章中多有阐述,有兴趣的朋友可以搜时空通讯已发文章查看。

这里再简单重申一下,人类目光没有“光”,也没有速度,只是被动的接受光线传到我们视网膜的图像。远方的星系和恒星之所以能够被我们视网膜捕捉到,是因为这些天体的的光线在太空传递了很多年,才来到我们的眼前。

光年虽然是个距离单位,但与时间也是同步的,密切关联。我们看到的所有事物都是通过光来传播的,因此我们看到1光年远的天体就是它1年前的样子,100亿光年远的天体就是100亿年前的样子,要看到它们现在的样子,就需要等待与光年距离同等年数的时间。

如果距离我们10光年的某个天体现在发生了爆炸,已经毁灭了,我们还会天天看到它,一直到10年以后的某一天,它爆炸毁灭的过程才会传到我们的视网膜。当然如果那里现在新诞生了一颗恒星,也要10年后才会被我们看到。

就是这样,不知有这种疑问的朋友清楚了没有?欢迎讨论。

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