银河快报

那天晚上我数星星,突然想到一个问题

前几天晚饭后散步,我侄子突然拽着我袖子问:“叔叔,咱们到底住在哪儿啊?”

我说:“地球啊。”

他撇嘴:“我知道地球,地球外面呢?”

我说:“太阳系。”

他又问:“那太阳系外面呢?”

我说:“银河系。”

他眨巴眨巴眼睛,来了一句:“那银河系就是最大的了吧?

我愣了一下,脑子里翻涌起来的倒不是什么高深的天文知识,而是一种很朴素的感觉——咱们活了一辈子,大多数人其实根本没搞明白自己到底住在哪个“小区”里。

小区名字倒是听过,银河系嘛,课本上都写过,可是银河系到底是个啥?它算大的还是算小的?这个问题,值得好好掰扯掰扯。

你先感受一下银河系有多大

我跟我侄子是这么讲的,你站在小区门口往外看,能看到对面那条街对吧,那条街大概就相当于太阳系的边界——柯伊伯带那个位置,那银河系有多大呢?不是隔壁城市,也不是地球对面,而是你站在小区门口,想看到银河系另一头,你得把这张地图放大到——

光都得跑十万年。

注意啊,光一秒钟能绕地球七圈半,就这么个速度,从银河系这头跑到那头,要十万年,人类最早的农业文明也就一万来年,光走个单程的时间,够咱们祖先从种第一棵麦子到现在再重复八九遍。

我侄子听不懂光年,我就换了个说法,假如把太阳缩小成一粒沙子那么大,那地球就是二十几厘米外的一颗灰尘,而银河系呢,就是一个直径超过九千公里的超级大圆盘,里面密密麻麻塞着上千亿颗这样的沙子,九千公里什么概念?地球自己才一万两千多公里直径,差不多把整个地球表面铺开来当盘子用。

他听完沉默了一会儿,说:“那银河系挺大的。”

我说你先别急着下结论。

银河系到底是个啥形状

咱们在地球上看银河,就是一条淡淡的光带横跨夜空,古人觉得那像条河,所以叫银河,但你要是跑到银河系外面往下俯瞰,它其实是个旋涡形状的大盘子,中间鼓起来一个棒状的核心,好几条旋臂甩出去,太阳就藏在其中一条叫“猎户臂”的支臂上,偏得不能再偏,属于银河系的郊区地段。

那天晚上我数星星,突然想到一个问题

银河系长这样,它是个棒旋星系,中间那根“棒”穿过去,旋臂从两端往外旋出来,咱们的太阳,就在图里标“Sun”那个位置,离中心大概两万六千光年,不前不后不左不右,典型的城乡结合部。

地球绕太阳转,太阳带着整个太阳系绕银河系中心转,转一圈要多久?大概两亿三千万年,恐龙灭绝是六千五百万年前,太阳系还没转完三分之一圈呢,你想想,咱们一辈子这点时间,在银河系的“年历”上连秒都算不上。

你以为银河系很大了吗?咱们来比一比

我侄子那会儿已经有点懵了,但我还是决定给他来点更刺激的比较,我掏出手机查了几组数据,给他列了个小表,咱们就比比大小:

名字 类型 直径(光年) 跟银河系比
太阳系 行星系统 约0.003 简直没法比
银河系 棒旋星系 约10万 基准线
仙女座星系 旋涡星系 约22万 两倍多
室女A星系 巨椭圆星系 约12万 稍大一圈
IC 1101 超巨椭圆星系 约400万 四十倍

你看,银河系在星系里其实算中等个头,仙女座星系是咱们最近的邻居,比银河系还大一圈,而IC 1101这种怪物,直径四百万光年,光想想就觉得离谱,银河系在它面前,就像一只乒乓球放在篮球旁边。

但问题又来了——宇宙里像银河系这样的星系有多少个?

大千世界的真正含义,藏在这个数字里

天文学家通过哈勃望远镜的超深场观测,估出一个数字:可观测宇宙里至少有几千亿个星系,几千亿,不是几千亿颗星星,是几千亿个“银河系”这样的星系,每个星系里又装着几十亿到上万亿颗恒星。

“大千世界”这个词本来是佛教里来的,讲的是三千大千世界的浩瀚格局,巧了,现代天文观测给出来的画面,还真就暗合了这个想象——咱们这颗地球在宇宙里的位置,渺小到一种近乎荒诞的程度。

我跟我侄子讲完这些,他明显有点消化不了,蹲在路边拿树枝戳蚂蚁洞,过了好一会儿他抬头说:“那咱们算什么呀。”

我说,正因为咱们小,才更要好好看看这个大的,你想想,一粒灰尘上的一群生物,居然靠着脑子里的物理规律把整个宇宙的尺寸量了一遍,这件事本身就挺了不起的。

银河系里到底有多少颗恒星

这个数字其实一直在修正,最早估计是一千亿颗左右,后来红外巡天做多了,发现暗星比原先想的多,现在比较公认的区间是一千亿到四千亿颗,这个跨度本身就说明咱们还没数清楚,太阳只是其中之一,一颗再普通不过的黄矮星,光谱型G2V,光度不高不低,寿命不短不长,稳稳当当地烧着氢,给地球这粒灰尘上的生命提供了能量。

那天晚上我数星星,突然想到一个问题

银河系中心,也就是人马座A的方向,那儿藏着一个超大质量黑洞,质量大概是太阳的四百万倍,咱们整个星系都在绕着它转,听上去吓人,但你放心,太阳系离得够远,安安稳稳地待在猎户臂上,像一列慢悠悠的过山车,每次绕中心都是好几亿年的行程,银河系确实还有一个银晕,里面是暗物质和少量年老恒星,然后银晕外面是热气体包层,再往外才是真正的星系际空间,暗物质这个话题说来话长,但简单讲就是——咱们能看见的所有星星、气体、尘埃,加起来只占银河系总质量的一小部分,大头是暗物质,看不见摸不着,全靠引力效应推断它在那。*

写到这儿,我又想起前几天散步的那个晚上,我侄子终于放弃了继续追问“外面还有什么”,因为再往外就是本星系群、室女座超星系团、拉尼亚凯亚超星系团,一直推到可观测宇宙的边缘,那是四百六十亿光年外的微波背景辐射。

他问的最后一个问题是:“那宇宙外面呢?”

我说不知道,真的不知道,可能永远都不会有人知道,但就是这种“不知道”,比什么都知道要迷人得多,银河系在这个问题面前,不过是个起点,一个家门口的公交站,咱们刚走到站牌底下,抬头看了一眼路线图——好家伙,这班车往哪儿开的都有。

那天晚上我数星星,突然想到一个问题

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