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旋渦 我們竟然在銀河系的中心，發(fā)現(xiàn)了一顆花生米

我們生活在銀河系里，反而很難看到銀河系的全貌。飛出銀河系是不現(xiàn)實(shí)的，那么銀河系真實(shí)的模樣是什么樣子？人類通過什么方法推斷銀河系的形態(tài)與形狀？太陽系位于銀河系哪個(gè)地方？通過演講者的演講我們可以對(duì)科學(xué)家的科學(xué)研究方法有大概的了解。出品：\"格致論道講壇\"公眾號(hào)（ID：SELFtalks）以下內(nèi)容為中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)、星系動(dòng)力學(xué)團(tuán)組首席研究員沈俊太演講實(shí)錄：今天我想給大家講一講關(guān)于銀河系的一些事情。
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這是一張星空的照片。我想請(qǐng)問在座的各位，有誰真的看到過銀河？好像非常少，這也很正常，因?yàn)樯虾５奶旃庥悬c(diǎn)兒太亮了，而且有霧霾，所以我們看不清楚星空。如果我們到附近的高山上去看，星空是非常漂亮的。銀河就是圖片里這條明暗交錯(cuò)的暗帶，銀河系就是太陽所在的星系。太陽和其他的恒星，并不是均勻分布在整個(gè)宇宙中，而是成為一個(gè)一個(gè)的集體，再分布在整個(gè)宇宙中。就像人類并不是均勻地分布在地球的表面上，我們集中居住在城市里，城市之間的地帶人非常少。我們剛才說銀河系就是圖片中的這條暗帶，這些不在這條暗帶里邊的恒星，屬不屬于銀河系？其實(shí)這些星星離我們都非常近，都屬于銀河系。
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如果我們把銀河系想象成一個(gè)盤子，所有我們?nèi)庋勰芸吹降男切嵌荚趫D中這個(gè)小紅圈里邊。所以我們就會(huì)覺得這些銀河系內(nèi)的恒星好像是分布在四面八方，但其實(shí)它們都在銀河系里邊。
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這是另外一張非常漂亮的星空，是在智利5000米的高山上拍攝的，那是世界上最好的觀測(cè)臺(tái)址之一。我們可以看到照片中除了繁星點(diǎn)點(diǎn)，還有一些其他的天體。在人類學(xué)會(huì)使用望遠(yuǎn)鏡之后，我們對(duì)這些天體有了更深入的了解。
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比如仙女座大星云、M33星云。還有其他的一些天體，比如說球狀星團(tuán)，非常漂亮，它是1萬顆恒星聚集在一個(gè)非常小的空間形成的。那么這些天體（星云和星團(tuán)）在銀河系之內(nèi)嗎？我把這個(gè)問題的答案留在后邊。銀河系是什么樣子我們生活在銀河系里，很自然地，我們想知道銀河系的全貌是什么樣子。我們都知道蘇東坡的這首詩“不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中”。正因?yàn)槲覀兩钤阢y河系里，我們反而很難看到銀河系的全貌。也許有人就想，我們?cè)煲凰矣钪骘w船，飛出整個(gè)銀河系，我們不就能看到它的全貌了嗎？現(xiàn)在人類造出的距離地球最遠(yuǎn)的飛行器叫做旅行者一號(hào)，它現(xiàn)在的運(yùn)行速度是6萬公里每小時(shí)。我們知道中國(guó)的高鐵最高速度是300-350公里/小時(shí)，這種宇宙飛船比我們的高鐵快200倍。如果我們乘坐這艘宇宙飛船，從北京到上海只需要一分鐘！那如果我們乘坐旅行者一號(hào)飛出銀河系，大家猜猜要多長(zhǎng)時(shí)間？5000萬年！我們?nèi)祟愔挥形迩暧形淖值臍v史，顯然這是天方夜譚，我們不可能飛出銀河系去看銀河系的全貌。但我們依然可以問這些問題，銀河系真實(shí)的模樣是什么樣子？銀河系是不是獨(dú)一無二的？為什么銀河系會(huì)演化成現(xiàn)在的樣子？天文學(xué)家一直也在追問這些問題的答案。大約250年前，英國(guó)的天文學(xué)家赫歇爾首次勾勒出了銀河系的大小。
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在這個(gè)圖中我們可以看到，他認(rèn)為太陽在銀河系的中心附近，銀河系是一個(gè)扁平狀的結(jié)構(gòu)，它的直徑是6400光年，厚度是1300光年。
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又過了一百多年，美國(guó)的著名科學(xué)家夏普利通過研究球狀星團(tuán)的空間分布，發(fā)現(xiàn)太陽其實(shí)并不在銀河系中心，推翻了有500年歷史的日心說，這是我們?nèi)祟愓J(rèn)知宇宙歷史上的一個(gè)巨大的飛躍。
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這個(gè)圖里有很多小圓圈，每個(gè)小圓圈代表1個(gè)球狀星團(tuán)，每個(gè)球狀星團(tuán)內(nèi)包含了1萬到10萬顆恒星，它很亮，所以我們能在很遠(yuǎn)的地方看到它。圖中黃色的小星星代表太陽，當(dāng)時(shí)夏普利做了一個(gè)非常大膽的假設(shè)，他假設(shè)球狀星團(tuán)就是銀河系的一個(gè)子系統(tǒng)，那么球狀星團(tuán)的中心就應(yīng)該是銀河系的中心。但是通過測(cè)量，他發(fā)現(xiàn)太陽并不在這些球狀星團(tuán)的中心，所以他就大膽地推測(cè)，太陽并不在銀河系的中心。而且他認(rèn)為銀河系就是整個(gè)宇宙，我們剛才看到的那些漂亮的旋渦星云，都在銀河系之內(nèi)。當(dāng)然，并不是每一個(gè)科學(xué)家都贊同夏普利的觀點(diǎn)。1920年，美國(guó)科學(xué)院就爆發(fā)了一場(chǎng)關(guān)于宇宙尺度的大辯論，一派以夏普利為代表，一派以柯蒂斯為代表。

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