如何画出活的太阳系和银河系，一张纸上的宇宙漫游指南

如何画出“活的”太阳系和银河系

你是不是也有过这样的时刻？小时候第一次在自然课本上见到太阳系插图，八大行星排排坐，规规矩矩地绕着太阳转圈，觉得宇宙真整齐，可后来在纪录片里看到，太阳其实是在银河系里狂奔的，带着整个家族以每秒220公里的速度飞驰，那一刻我整个人都愣住了——原来我们画了这么多年的太阳系，压根儿就没画对过运动方向，今天咱们就聊点实在的，怎么用最简单的方法，画出真正“动起来”的太阳系和银河系。

画太阳系，先把脑子里的“平面图”扔掉

我敢打赌，你脑海里浮现的太阳系画面，八成是太阳在正中间，水星、金星、地球、火星排成一条漂亮的弧线，木星土星天王星海王星远远地守在两侧，这画面美是美，但它缺了一个致命的要素——速度矢量，费曼先生有句特别狠的话，大意是“如果你自以为理解了某个东西，却不能用最直白的语言讲出来，那你其实没懂”，按这个标准，我们大多数人对太阳系的“懂”,恐怕停留在幼儿园水平。

要画出活的太阳系，你得先知道三件事，第一，行星轨道不是正圆形，是椭圆，而且太阳不在椭圆的几何中心，而在一个焦点上，你画的时候别用圆规死板地画圆圈，手腕稍微晃一晃，画个扁一点的椭圆，立马就对味儿了，第二，所有行星的轨道平面几乎在同一个平面上，但你从侧面看，这个平面其实和银河系的银盘面是倾斜的，夹角大约60度，这就意味着，画太阳系侧面图的时候，你得让行星的轨道面斜着竖起来,而不是端端正正地平躺。

第三点，也是最容易被忽略的一个细节——太阳在银河系里朝着天鹅座方向飞奔，所以从侧面看，太阳系的行星盘面其实是被太阳拖着往前走的，你画的时候可以想象太阳是辆大货车车头，行星是后面挂着拖车上的货物，整个系统一边公转一边狂飙，画箭头的时候，别画在行星身后，要画在太阳的运动方向上，箭头指向天鹅座（对，就是夏季夜空里那个十字架形状的星座附近），古希腊人把太阳系比作“绕着中心运转的风火轮”，可他们哪知道,这整个风火轮还在另一条更大的公路上飞驰呢。

具体实操的话，我建议你分三层来画，先用铅笔画个扁椭圆，标出太阳的位置在偏离几何中心的那一端，然后在轨道上按真实比例点出行星——不过说实话，真实比例下地球就是个小点，木星勉强能看出个圆，你要想在一张A4纸上让所有行星都肉眼可见，那就得作弊，把行星尺寸等比放大，但别忘了在旁边用虚线框标注“真实比例微缩示意图”，避免误导自己，最后画太阳的运动箭头，把整个椭圆轨道和箭头的夹角标出来，旁边顺手写一句“实际约60°”，这三层画完，一幅动态太阳系侧视图就算完工了，至于行星间距怎么记，中学老师教的“水金地火木土天海”口诀依然管用，再补上个小行星带的位置（火星和木星之间），这一套下来，不说能去天文馆给人讲解吧,至少够你拿着这张图纸镇住家里的好奇宝宝。

画银河系，关键不在于画星星，而在于画“骨架”

银河系比太阳系复杂了不知道多少个数量级，但画起来反而有巧劲儿，很多人一上来就想画满天的星星点点，结果画完就是一团模糊的芝麻糊，问题出在哪儿？出在没搞清楚银河系的结构逻辑。

银河系像个两面煎过头的荷包蛋——中间是个略扁的球状核球，也就是蛋黄部分，周围是扁平旋转的银盘，这是蛋清部分，最外面还套着一层看不见的暗物质晕，算是锅边那圈焦香的油花，你动笔之前，先把这个比喻刻进脑子里，后面比例就不会乱，银盘直径大约10万光年，核球的厚度大约是银盘直径的十分之一，太阳的位置并不在银河系中心，而是离中心大约2.6万光年，在猎户座旋臂内侧，这个“偏心”的位置特别重要，画的时候把核球往左上方或者右上方偏一点儿，太阳点在偏下方的旋臂分叉处,整个构图瞬间就科学了。

真正让银河系活过来的，是旋臂，银河系是棒旋星系，意思是中心的核球不是纯圆的，它中间横着一根由恒星组成的棒状结构，旋臂从棒的两端甩出去，像棒棒糖棍子两端拉出的糖丝，你画旋臂千万别画成理想的数学螺线，太死板，用右手比个八字轻轻抖两下，沿着抖出来的曲线描边，那种微微不均匀的流动感才是精髓，目前天文学上比较认可的旋臂有英仙臂、猎户臂、人马臂和矩尺臂，你不用死记硬背这些名字，但至少记住太阳就在猎户臂内侧一个叫“本星泡”的小区域里，这是上世纪七十年代科学家通过射电望远镜观测确认的结构，画的时候在人马臂和英仙臂之间画个小小的太阳符号，旁边轻轻标注“太阳·地球·我们”，那种宇宙辽阔而你我渺小的感觉,会自己从纸面上浮起来。

别急，还有星空配色这个坑得避开，很多人下意识把银河系中心涂成亮黄色，把旋臂涂成蓝色，结果画出来像美术课上的色环练习，银河系中心因为聚集了大量年老的恒星，颜色偏向温暖的淡黄或暖白；旋臂部分有大量年轻的大质量恒星和电离氢区，发出的是偏蓝偏紫的光，你用彩铅或者水彩的话，中心可以用赭石加一点柠檬黄，旋臂用群青打底，再点几笔紫色和青色，最后用棉签轻轻揉开，那种星光的通透感和层次感就出来了，千万别用签字笔密密麻麻地点星星，越点越死板,远不如用牙刷蘸白颜料轻轻弹洒来得自然。

从太阳系到银河系，同一张纸上的两个尺度

有时候我会把画好的太阳系侧视图放在银河系全景图的太阳位置旁边，用一个小圆圈把它圈出来，每次这么做的时候，心里都会咯噔一下，卡洛·罗韦利在《七堂极简物理课》里写过，我们不过是悬浮在无垠黑暗中的一小撮尘埃上的居民，但反过来想，就是这么一小撮尘埃上的生物，居然画出了自己所在星系的全景图，甚至知道了自己正朝着天鹅座以每秒220公里的速度奔跑，这件事本身,就挺了不得的。

画太阳系和银河系，说白了是个不断修正认知的过程，你可能会画废好几张纸，旋臂的方向搞反了，行星的比例又没控制好，或者太阳的位置画歪了，没关系，每一稿废纸都是下一次起笔的底气，等你哪天随手就能在一张纸上同时画出太阳系的三维运动方向和银河系的棒旋结构，你大概也会和我一样，觉得宇宙虽然大得让人心慌，但在笔尖下,它又亲近得像个可以随时敲开门的邻居。