银河系直径16万光年，光都要走16万年，科学家怎么测的？

李英儒始

光年是什么？

光年是距离单位，在天文学领域应用非常广泛。真空中的光速每秒约30万公里（1秒钟可以绕地球赤道7圈半）。1光年就是光在1年内走过的距离，换算成我们平时比较熟知的单位约是9.46万亿公里。

太阳系的半径估计有1光年，至于银河系的直径更是高达16万光年。太阳距银河系中心大约2.6万光年，位于银河系内环。宇宙之大，远超我们的想象，1光年在浩瀚的宇宙中就如同日常生活中的1米。
之所以用光来丈量距离，是因为光速是宇宙中最快的速度，是一切物体运动速度的上限，并且光速在不同参考系下恒定不变，是一把非常精确好用的尺子。

由于光在很短的时间内就能传播得非常远，所以在太阳系内用光年并不合适，比如地球和月球之间的平均距离大约为38万公里（仅1.3光秒），太阳与地球的平均距离大约1.5亿公里（仅8.3光分）。
关于银河系的直径，有多个版本，但基本都在10万到20万光年之间，其中16万光年是一个采用比较多的数据。
那银河系的直径是如何测量的？

16万光年的距离，光穿越银河系中心横渡银河，需要约16万年的时间。连光都要传播这么久，那人类是如何测得银河系直径的？
银河系由上千亿颗恒星构成，太阳系这个恒星系统位于银河系之中。从侧面来看，银河系就像是一个中间凸起、边缘扁平的飞碟。要想测得银河系的直径，只需要测量太阳与银河系中心恒星的距离，以及太阳与银河系边缘地带恒星的距离，就可得出银河系的直径。也就是说，测量银河系直径的问题，可以转化为测量恒星距离的问题。

对于太阳系内距离地球比较近的天体，比如月球、金星等，可以通过计算电磁波（光也是电磁波）反射过程的往返时间差进行测距，激光测距和雷达回波测距都是基于这种原理。
对于16万光年的距离，光都需要走16万年，这么长的时间我们肯定是等不起的，而且技术条件上也不允许。因此，测量太阳系外的天体距离时，上面这种方法是完全不可行的。

不过，这并不代表我们无法在短时间内测量这一段距离，因为测量天体距离的方法实际上有很多种。
其实，在人类还未发现无线电波的时候，科学家就已经能通过力学参数、地心／地平视差法、凌日法等估算日月距离、日地距离及太阳系内其它行星的距离。
现代天文学领域常用的对太阳系外恒星或者星系等发光天体测距的方法主要有三大类：
1，一类是基于视差，利用三角形原理进行测距，代表方法：三角视差法。
所谓视差，就是在一定距离上从两个不同观测点观测同一个目标所产生的方向差异，这会形成一个张角，这个角被叫作视差角，视差角所对应的那条线段被称之为基线。基线长度是已知的，通常基线越长，对视差角的测量精度越高，通过这一方法测量的距离也就越精确，能够测量得越远。比如用地球公转轨道直径作基线，大约可以测量数百光年以内的恒星距离。

2，另一类是基于恒星的亮度和距离的关系测距，代表方法：造父变星法。
恒星就像细胞一样，是形成各种天体结构的基本单元，它们虽然都能发光，但亮度各不相同，并且观察距离的远近也会影响亮度。对于一颗明亮的恒星，它究竟是离我们距离较近，还是亮度较高，对此必须要加以区分。于是天文学家为恒星的实际亮度定义了绝对星等，对视亮度定义了视星等，绝对星等M、视星等m、距离D之间的关系为：M=m+5-5log D 。如果我们能够知道遥远恒星的绝对星等，再加上观测得到的视星等，就能得出恒星与我们的距离。科学家发现，有些恒星（比如造父变星、Ia型超新星）可以根据一些原理推测出它的绝对星等，把它们当做标准烛光，用来丈量天体的距离。

3，最后一类是基于哈勃定律，代表方法：哈勃红移法。根据哈勃定律，由于宇宙在加速膨胀，遥远的星系都在远离我们，并且距离我们越远，远离我们的速度就越快，我们观测到的光谱红移量也就越大。这种方法主要用于测量遥远星系的距离，毕竟在这么远的距离上，单颗恒星的光根本看不到。

对于这三类方法，在测量银河系直径的路上，科学家能够用到的就是第二类，这种方法的测距范围比较广。通过这类方法的综合运用，科学家才测得了银河系的直径。由于银河系的边缘究竟以哪里为界，科学界也没有公论，所以银河系的直径有多个数值，现在还没有盖棺定论。
地球夜空中99.9%的星星都是银河系内的恒星，而宇宙中大多数能够被我们观察到的天体都是恒星，就连星系也是由恒星构成的。不管啥天体，实际上只要能够被我们观察到，基本上就能够测出大致的距离。当我们得知距离后，还能够据此估算星系的尺度。至于测量精度，当然是距离我们越近的测量精度越高。
好了就讲到这儿，关注我，咱们下次见。

xj844662017

悄悄告诉你，科学家也是瞎蒙的，说不定十年后他们又说银河系直径超过30万光年了[看]

水497

不是190万吗

吴秀锦

银河系半径是52万光年。直径超过100万光年。