人类怎么看到银河系全景的很多人对这个问题比较感兴趣,下面让我们一起来看连太阳系都没能出去,人类是怎么知道银河系全貌的,希望可以帮助到你。

连太阳系都没能出去,人类是怎么知道银河系全貌的?
从诞生伊始,人类就在不停地 探索 着世界。因为 科技 水平的限制,早期人类并不能精确地将各种复杂的地形绘制下来,他们对世界的认知大都靠口口相传和亲自丈量。
到了近现代,各种精密仪器的出现使得人类对世界有了更加准确的认识,知道了地球是个近乎标准圆的球体,也知道这个球体表面被七大洲、五大洋覆盖着,并依此绘制了详细的世界地图、制造出了精美的地球模型。
然而,人类 探索 的欲望是无穷尽的,对自身所在星球有了详细的认知之后,人类又将目光放到了更大的范围——银河系。
银河系是什么样子和形状的?相信许多人都能瞬间给出这样描述:一个充满了恒星和星云的巨大扁平圆盘,太阳系就在这个圆盘的一条悬臂上。
事实上,身处地球根本无法看清银河系的全貌。在晴朗的夜晚仰望星空,我们只能够看到稍有排列规律的繁星,而这繁星其实只占了银河系极小的部分,还有大片的区域是人类在地球观察不到的。
1977年9月5日,旅行者一号从卡纳维尔角航天中心启航,开始了其漫长的宇宙征程。截止今日,它已经距离地球227亿公里,成为了距离地球最远的人造探测器,可它距离真正飞出太阳系还有着难以想象的距离。
此时问题来了,既然人类连太阳系都没出去过,究竟是怎么知道和确定银河系的形状的呢?网上众多银河系的照片究竟又是从哪里来的呢?
其实这些照片都是画出来的,而并非大部人认为的实拍图。当然了,虽然是画出来的,但绝不是瞎画。天文学家们早已经通过各种数据和实验反复证明,银河系确实就是图片中描绘出来的样子,只有细节部分或许会有些许出入。
它是宇宙中很寻常的螺旋星系,中间部位是一个高密度、高质量的巨大核心,周围有几根围绕着核心旋转的巨大旋臂,而我们就生活在这其中一个悬臂上。
那么天文学家们怎样知道这个事实的呢?其实对银河系形状的 探索 过程就是人类近代天文史的发展过程。
1687年,牛顿发表了万有引力定律。1775年,康德发表了《自然通史天体论》一书,他在结合了万有引力定律之后提出了一个大胆的猜想——银河系是一个旋转的圆盘结构。
颠覆认知的猜想自然需要大量观察证明,为了弄清楚银河系究竟是什么形状的,天文学家威廉·赫歇尔 (William Herschel)提出了一种非常独特的方法——数恒星。
为了让得到的结果更加精确,他给这种方法假设了三个前提。一,我们在地球可以看到银河系最边缘恒星。二,恒星的分布是均匀的。三,其中恒星的亮度都差不多。
综合三个前提之后,只要数出每个方向上恒星的数量,就能够将银河系大体的形状绘制出来。威廉·赫歇尔绘制的银河系形状如上图所示。
事实证明,威廉·赫歇尔当时绘制的和我们现在看到的相差极大,因为他的三个假设全都是不正确的。但他的模型并不是一无是处,至少证明了银河系是扁平的结构。
后来,随着 科技 的不断发展,人类观察手段也在不断进步,对银河系的认识越来越清晰。20世纪初,天文学家雅各布斯·卡普坦 (Jacobus Kapteyn)经过16年的观察,最终得出银河系是旋转着的扁平结构的结论。
由于雅各布斯·卡普坦并没有意识到星际物质会吸收大量可见光,所以他计算出的银河系无论是大小还是形状,都和实际情况有一定的出入。
雅各布斯·卡普坦去世之后,他的学生奥尔特(Jan Oort)继续着他的研究。经过几十年的潜心研究,奥尔特、克尔(Kerr)、韦斯特豪特(Westerhout)三人在1958年发表了论文,公布了人类第一幅接近完整银河系旋臂的结构图。
知道了银河系的形状,科学家们又利用造父变星亮度与距离的关系,成功计算出了银河系是一个直径105700光年,中心厚度超过1000光年的螺旋星系。至此,也就是我们平时在图片看到的银河系样子,这是不是解开了你多年的疑惑?
值得一提的是,银河系的样子未来有可能会改变,因为200万光年外,一个至少拥有一万亿颗恒星、直径超过20万光年的仙女座星系,正以200km/s的速度朝银河系奔来。
按照科学家的推算,30亿年后两者将会“碰撞”,50亿年后两者将融合成一个体积更大的星系。
可人类注定无法一饱眼福了,因为50亿年后太阳的体积将膨胀250倍左右,成为一颗体积巨大的红巨星。届时地球即便不被太阳直接吞噬,也一定会被炙烤成不适宜任何生命存活的“球干”,不知道人类那时究竟何去何从。
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人类就在银河系内,是怎么看到银河系全景的?
通过早期发射的旅行卫星来反看银河系全景风光,也可以通过天文望远镜来了解银河系。
我们身在银河系中,那人类是怎样知道银河系模样的?
不识庐山真面目,只缘身在此山中!我们的太阳系就在银河系中,那么处在银河系中的我们如何知道整个银河系的形状呢?
如今我们看到的银河系是下图中的这个样子:
银河系是一个棒旋星系,有着三条主要的旋臂,当然目前人类知道的银河系的样子并不是想象出来的,然而在最初的时候,人类还真的就对它的样子进行了想象,并且也和这个样子差不多。这是由于在银河系中不能看到银河系的全貌,所以最开始的时候科学家们只能参考其他星系的样子,那么当科学家们发现了仙女座星系之后,就开始想象银河系也是这样的形状,当然那只是想象而已,真正得出银河系如今的形状的,依靠的还是天文学上的宇宙红外测量技术。
为什么要依靠红外测量技术呢?其实我们想看到银河系的样子,难处并非只是因为“只缘身在此山中”,也是因为有着太多的星际尘埃、恒星、星云,以及其他类型的天体,阻挡了我们的视线,比如我们看夜空中淡淡的银河,看上去他们就像一片淡淡的云彩一样,然而实际上那是密集的恒星,所以即便要测量银河系也并不容易,但是光谱分析法发现波长的光线可以穿透宇宙尘埃更好的传播,因此有天文学家利用这一原理测量了银河系中红外光的分布,得出了最早的银河系形状。
后来通过天文观测技术的进步,比如利用射电、光学、红外线以及X射线等观测技术,特别是“依巴谷”天体观测卫星对银河系恒星的测量,得出了大量恒星的距离数据,总之天文学家们通过多种观测技术手段不断对银河系的形状进行修整,一步步绘制出更为精确的银河系地图,才逐渐得出了如今我们所知的银河系形状。
不过即便如此,我们所看到的银河系形状图形也还不是非常准确的,目前来看,我们也仅仅是知道银河系的大致形状罢了。比如银河系是一个旋转运行的棒旋星系,其直径的跨度大约为10万光年,主要有四条旋臂,分别是猎户座旋臂,英仙座旋臂,人马座旋臂以及三千秒差距旋臂,银河系中心的恒星非常密集,最中间有着一个430万倍太阳质量的黑洞,我们的太阳系位于猎户臂边缘,距离银河系中心约2.6万光年。
要准确绘制出银河系图形还有待人类观测技术的不断进步,其关键是要知道我们与其他天体的相对位置和距离,被星云和旋臂阻挡的遥远星体极难测量,不过欧空局发射的“盖亚”天体测量卫星已经大显身手,2016年9月的时候欧空局宣布盖亚卫星已经测量了11亿多颗恒星的精确位置数据,未来它还为银河系的形状提供新的数据,这为天文学家们设计建造银河系模型提供了极为有用的帮助,因此未来几年我们或将能看到关于银河系的非常接近实际的立体模型。
