人类在银河系里面如何知道银河系形状

古人云：不识庐山真面目，只缘身在此山中。人类身处银河系，又是如何得知银河系的全貌呢？科学家是怎样做到的？

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其实答案可能出乎你的意料，因为银河系的形状是科学家猜出来的。
一、什么是银河系？
银河系就是太阳系所处的星系，古代人们又叫它为银河、天河、天汉等，这是一个直径在10万光年到18万光年之间的棒旋星系。
银河系内大约有一千亿至四千亿颗恒星，以及大约一千亿颗行星，其中太阳系位于距离银河系中心大约两万四千光年至两万八千光年的位置。因为我们身处银河系，所以在地球上看银河系，呈现带状，仿佛天上的星河。

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科学家为了方便研究银河系，把银河系按照物质密度主要划分为4条螺旋臂，也就在位于这4条螺旋臂上的星际物质密度要高于银河系密度的平均值，由于银河系会变化，所以这种划分并非永久的，只能粗略描述银河系。
这4条主悬臂分别为英仙臂、人马-船底臂、矩尺臂和盾牌-半人马臂。

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太阳系就位于猎户臂，猎户臂是夹在英仙臂、人马-船底臂之间的小支臂，距离银心约2万6千光年。这就是银河系的基本情况，可以看到，人类的确身处太阳系，却知道了银河系的模样。
但这个模样并非最终版，目前来说，随着科技进步，人类对银河系的了解也是在逐步深入，所以也有报道说发现了银河系的新旋臂，这点我们不必大惊小怪，因为人类对银河系的认识还未停止，我们要学会用动态的眼光去看待。
二、人类如何认识银河系的？
因为人类身处太阳系，所以很难得知银河系真正的模样，为了得到银河系的形状，科学家费了很大功夫。
1906年，荷兰天文学家卡普坦号召全世界天文学家联合起来“数星星”，人们当时对银河系非常好奇，尽管是战争年代，世界各地天文学家还是非常努力，把大量数据发给了卡普坦。
经过统计计算，就得到了著名的“卡普坦宇宙”模型。

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这是一个直径大约5万5千光年，厚度为1万1千光年的透镜状星系，其中太阳位于中心附近，距离银心2000光年。目前已知银河系至少10万光年，所以卡普坦宇宙模型要比实际宇宙小约一半，原因星际尘埃会遮挡星光，造成星际红化现象，当时还不知道这一点。

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星际红化就好比傍晚的太阳发红一样，这是因为星光多次穿过星际尘埃后，波长短的蓝光被消耗掉了，只剩下波长较长的红光，而星光的亮度，正是天文学家用来估计星星距离的方法，原理也很简单，就是越远越暗。

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除了星际红化现象，卡普坦宇宙中太阳系距离银心仅2千光年，而实际上太阳系距离银心约2万6千光年，卡普坦宇宙也太不准了吧！
这也正常，毕竟卡普坦收集的数据都是别人给的，所以质量无法保证。
1918年，美国天文学家沙普利用威尔逊山天文台2.5米望远镜，当时是世界最大望远镜，观察了约100个球状星团，他发现，如果假设太阳系位于银心附近，那么球状星团的分布就是不均匀的，如果把太阳系放一边，球状星团的分布就均匀了。

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沙普利模型的意义在于否定了太阳系位于银河系中心，而之前的科学家一直把太阳系当作银河系中心，这是不是感觉跟地心说到日心说很像呢？
遗憾的是，沙普利仍未考虑到星际尘埃遮光的影响，所以他实际上估算的太阳系距离银心为5万光年，比真实的2万6千光年左右仍大。星际尘埃遮光问题，后来被天文学家特朗普勒解决了，至此，人类对银河系的形状，以及太阳系跟银河系的关系就大致清楚了。
三、为何说银河系外视角的形状是猜出来的？
要知道银河系的真正“外貌”目前来说是不可能的，这就好比人站在树林中，却想得到树顶的照片一样，如果人们没有飞出银河系，自然永远无法得知银河系的外视角照片。
虽然无法直接得知，但是我们确定了银河系属于棒旋星系，而且我们可能观察到其他类似的棒旋星系，所以就能猜出来银河系从外面大致看上去什么样了。

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比如上图的波江座星系NGC 1300，就是一个类似银河系的棒旋星系。
如何正确“猜”出来银河系的外视角照片呢？科学家利用欧洲航空局的盖亚探测器，对银河系内上十亿的恒星进行观测，确定它们的位置、距离，然后就能得知它们在银河系中的分布，进而在此基础上绘制出银河系的外貌，这就好比人虽然没有飞到空中，却依然能绘制出空中视角的地图一样。

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我们下一次见到银河系的外视角照片时，心里就知道了，实际上这都是科学家基于数据合理猜测出来的，这种“照片”其实是不存在的，我们人类能看到的，仅仅是一个条带状的分布，那才是真正的银河系照片。
有一只海蟹，在深达一万米的海底，它想怎么无论我怎么爬，都还是沙水跟沙石，是不是这个海全部都是海水鱼类跟沙石之类没有边际，如果海有边际，那么海的外边又是什么，海的外边会不会有什么外生物。终于有一天，它骑上了一只鲨鱼，经历了长达几辈子的繁殖，就像人类发明了宇宙飞船一样，终于到达了海面，它看着天空，全是空气，它没有望远镜，看不到天空之外的星体，但海蟹不知道它要想看到其它星体是永远不可能的事，它的能力已经被局限了，它甚至都没看到人类，偶尔看到海面有庞然大物的轮船，它也以为是看到了奇怪的星体。
扩大来说，海蟹有生命，人有生命，地球也有生命，太阳也有生命，银河系也有生命，宇宙也有生命，宇宙之外更有生命。。。
只是住着人类的地球被诸如海洋的宇宙保护着而已，但人类绝对是渺小中的渺小生物。更或许宇宙也就诸如这海洋一般，相对于宇宙外未知体也只不过是地球上的一片海洋而已。人类也永远不会知道也不能冲破极限去发现宇宙外的未知体。
【人类在银河系里面如何知道银河系形状】重点是，超宇宙未知总体的万物皆有生命，甚至都有自己的语言。