人類對天空的好奇之心，至少也有幾千年的歷史。

從登上月球，

到發射遙遠的探測器，

短短百年曆史，技術的進步讓我們對地球之外的世界，有了更多更深入的瞭解。

甚至推算出了很多宏觀演化的前因後果，

然而知道的越多，就越覺得自己不知道的其實更多，

越發超乎想象的宏大，越發映襯出我們的渺小與卑微，

誰知道真正的現實裡，又有多少是真實？

珍惜眼前吧，我們現在處於人類最美好的時代！

人類連太陽系都沒有飛出去，是怎麼知道銀河系長什麼樣子的？這個問題好，下面我來解答一下提問。

1、統計法：透過對天體的觀測來確定天體彼此之間的位置關係,比如我們可以透過某一個天體的移動和光譜及紅移知道其與我們之間的距離和移動規律,透過大量的統計可以確定天體空間位置（我們可以將地球甚至是太陽系做為三位空間的原點,透過更加遙遠的天體建立三位空間座標系）,然後將他們的位置在三位空間座標系中標示出來,這樣我們就建立了銀河系的三位模型.

2、拍照法：雖然我們身處銀河系之中，但是我們還是可以對我們的周圍空間進行拍照,透過直觀影象也可以描述周圍天體的位置關係，透過對同一角度的不同時間的影象的對比可以知道天體的執行規律（很多天體就是這樣被發現的），對這些影象進行三位組合就可以得到銀河系的大致空間形狀.。（注意，現代天文臺的那些射電天文望遠鏡不是用肉眼去直接觀測宇宙太空，而是無線電成像技術。）

3、類比法：我們身處銀河系中間,但是我們可以觀察到銀河系之外的其他星系（河外星系）的形狀,透過前面兩種方法我們已經知道了銀河系的大致形狀,透過對比,就可以知道銀河系屬於哪一類星系.

透過以上方法的綜合和修正以及推測,我們就可以繪製出銀河系的形狀圖.當然我們看到的銀河系的形狀影象是科學家們繪製出來的,不是真正的照片,要想看到銀河系真正的照片,估計人類是很難做到的,因為我們只有飛出銀河系進入遙遠的宇宙空間才能做到,就象我們現在身處銀河系中間可以拍攝其他河外星系的照片一樣,我們起碼要到另外一個星系上去才能拍攝到我們的銀河系,銀河系的半經有幾十萬光年的尺度,光要走幾十萬年,那我們人類最快的飛行器要走多少年呢?所以人類恐怕是很難到另一個星系去拍攝我們的銀河系的照片了

這個問題問得好，我們現在連太陽系到底有多大還沒有，月球是什麼樣的，都沒有搞清楚。甚至連地球的氣溫變化規律都沒有搞清楚，就可以知道地球人的智商處在多麼低的水準。我們測量宇宙空間的長度單位是光年，這是建立在兩個假設上的，一個是光速不變，一個是地球時間在全宇宙通用，這比用貝殼去計量美金的價值更離譜。用這種假設去描繪銀河，描繪宇宙，並把它當科學知識去普及，去討論？哈哈，無話可說……。

連太陽系都沒有走出去，當然可以知道銀河系的模樣，因為有個方法叫做視差法，利用三角視差法天文學家可以觀測到銀河系旋臂的一些資訊。同時，利用中性氫21釐米譜線可以定位銀河系的結構，因為氫原子是可以輻射21釐米譜線，不會被星際物質吸收，因此21釐米譜線可以定位銀河系的基本結構。在銀河系中分佈著大量的氫氣雲，其中包括中性氫雲，這些中性氫雲有著不同的視向速度。

天文學家觀測銀河系旋臂結構至少從1785年卡開始，直到1852年才形成了一個初步方案，即銀河系是一個渦旋形星系，然後在這個基礎上發現不斷增加，銀河系具有4條旋臂的事實是基本確定的，但是還有一些螺旋形向外延伸的分支，中國的天文學家還發現盾牌-南十字臂的長度可能更長，幾乎環繞了大半個銀河系，我們所處的太陽系，但理論上可以觀測到銀河系的結構。只要定位清楚不同區域天體的距離，就可以繪製出銀河系的結構。

有一點需要指出，就是被銀心遮擋的部分是無法直接觀測的，因此需要視差法介入。不過銀河系的確切大小還無法確定，有些研究認為銀河系不止10萬光年，有些研究認為銀河系旋臂相距4500光年，隨著研究的不斷深入，銀河系的細節還不斷豐富。，目前肯定的是銀河系具有棒狀核心，是個渦旋星系，主旋臂數量在4條以上。

我們的宇宙無邊無際無極限，沒有開始，也沒有結束，宇宙中所有的物質只能從一種狀態變成另一種狀態，從一種性質變成另一種性質，不會無緣無故的消失，也不會無緣無故的出現。 絕沒有大爆炸，沒有黑洞，沒有暗物質。

鼓吹宇宙起源於大爆炸，這根本就不是什麼科學，是披著科學外衣的偽科學，是神學的變種。

迄今為止，飛的最遠的人造飛行器就是1977年發射的「旅行者1號」。目前它仍然沒有飛出太陽系（以奧爾特云為界）。

所以說，我們其實根本沒有足夠的距離來看起銀河系的全貌。但我們對銀河系還是有很多認識，比如它是一個棒旋星系，有懸臂，中間有黑洞……

這些資訊說明，我們不需要走出銀河系，就可以大致瞭解銀河系的一些資訊。根據天文學家的推算與觀測，宇宙中的星系可以有很多種分類，而不同的分類都有各自的特性。

有的特性需要在遠處觀察，比如形狀；有的則不需要，比如平均的光譜、天體的分佈。知道了這些不需要遠處觀察的資訊，也就可以對星系進行分類了。

更重要的是，宇宙其實非常空曠。這意味著我們的視野幾乎不會被銀河系內部的天體所阻擋。而我們又有很多工具可以測量天體的距離，這樣我們就可以直接繪製銀河系內部天體的位置，從而精確的知曉銀河系的形狀。

當然，網上一些號稱是「銀河系」的照片，其實還是電腦繪製的，有的甚至直接拿別的同類星系的照片來代替。

比如你沒有“看到”你媽生你，怎麼會知道你是你媽生出來的呢？而且大致上還知道生產的過程。

大家絕對不要以為我這是在罵人，這實際上是一個真真正正的類比，是我們認識事物的一個常用的方法，世界上科學認識的很多事情就是這樣推斷出來的。

銀河系的形狀結構也是科學界長期觀測模擬計算的結晶。

科學家們透過各個方位的觀測，透過大型太空望遠鏡對宇宙各種星系掃描，透過計算機模擬，不斷地修正，才得到越來越精確的銀河系模型。

宇宙中的星系有各種各樣形狀的，有橢圓星系、螺旋星系、旋渦星系、棒旋星系、矮星系、不規則星系等等，而我們銀河系的種種跡象綜合起來符合棒旋星系的特徵。

另外，人類透過千百年來對天上星星的觀測，對銀河的觀測，尤其是近百年透過科學的方法和運用科學的儀器，對不同方向星辰疏密遠近的觀測，將無數的觀測資料輸入計算機進行模擬，就越來越精確的知道了銀河系的樣子，而且知道了太陽在銀河系的位置，以及銀河系的執行狀態。

你用望遠鏡向四周掃描，發現了人群的邊界和四面八方的距離，經過計算，就知道了這個巨大人群的規模和自己所處的位置。

本文題頭的照片就是銀河系數字版360度全景圖，是美國NASA發射的“斯皮策”太空望遠鏡10年來對銀河系各個方位的拍照，200多萬張照片拼接而成。

銀河系有點像一個鐵餅，中間厚，邊緣薄，直徑有10萬光年，由一個明亮的核心，兩條主要的旋臂和兩條不完整的旋臂組成。

太陽位於銀河系一個叫獵戶臂的支臂上，至銀河系中心距離約2.6萬光年。

銀河系整體在圍繞著銀河系中心旋轉，在太陽位置公轉速度為每秒約250公里，轉一圈約2.5億年。

這個結構和資料也並不是十分精確，隨著新的發現還在不斷的修正。比如銀河系的直徑，現在就有人認為大大低估了，實際上的直徑可能有16萬-20萬光年。

但這種修正不是睜著眼睛胡說八道，而是憑著觀測發現科學論證發表的，並且必須得到科學界的反覆檢驗取得共識才能成為一個科學理論或者科學結論。

即使科學猜想也是這樣。

我們的太陽系身處銀河系獵戶座旋臂奧爾特雲之中，以250km/s的速度繞銀河系中心旋轉，每2.5億年轉一圈。

自古以來天文學家就對頭頂的星空進行觀測，但第一次對銀河系的資料收集始於18世紀80年代，當時的天文學家威廉·赫歇爾首先在可見光波段觀測銀河系，透過對夜空中恆星數量的估計來預測銀河系的形狀和大小，他發現夜空銀河裡的恆星要比垂直方向的恆星多得多，於是認定銀河系的主體為盤狀結構，並根據觀測到的恆星分佈繪製出了銀河系全圖。

但是威廉·赫歇爾並不知道銀河系中還存在著大量的星際塵埃，所以他的銀河系圖其實是不準確的。

威廉·赫歇爾錯誤的銀河系影象一直被用了幾百年，直到後來科學家們用統計法把太陽系作為三維空間的座標原點，透過對更遙遠的天體進行觀測，對同一角度不同時間的天體進行觀測就能知道其執行規律，收集到足夠多的天體運動資料之後就能建立銀河系的三維模型。

建立三維模型後就可以知道銀河系的大致形狀，將大致形狀與觀測到的河外星系進行對比之後，就知道了銀河系具體屬於哪一類星系。

確定銀河系的形狀的方法就像是拿著望遠鏡觀察四周，觀察到銀河系的邊界和周圍的距離之後，身處銀河系中的我們便能準確的知道銀河系的形狀以及我們在銀河系的位置。

我們現在看到的銀河系全景圖都是科學家把觀測到的資料輸入電腦然後生成出來的，如果想拍到真實的銀河系就只有一種方法，就是飛到銀河系外幾十萬光年的地方，才把整個銀河系盡收眼底然後拍下來，不過這種方法遠遠超過我們現在的技術水平。所以我們只能用不斷的收集資料的方法“生成”銀河系。

如果要能達到在銀河系中坐公交一樣來去自如的去任何一個星球旅行，速度必須達到光速，但是這麼快的速度，飛行器和人的肉身都會被空氣撞碎。所以未來幾百年或者幾千年人類的科技和對世界的認知大幅度提高後可能會有解決方案。以上觀點只是自己個人瞎想的。

這就叫做“不出戶 知天下”。心中把握住鐵律，則堅信其放之四海而皆準。無論距離多麼遙遠，無論經歷多麼長久，普天之下，莫非此道。

正如狄仁傑斷案，或福爾摩斯探案，根據確鑿證據證明案件的真相，並同時讓大多數利益相關者信服，從而，未必需要狄仁傑大人或者福爾摩斯先生親身經歷相關案件。人類認識銀河系，也面臨著同樣的問題，不識廬山真面目一般的囚徒困境，到底是如何突破的呢？除去許許多多天文觀測技術外，這些有興趣者可以透過其它途徑深究，在這裡只想說一個方面，即近些年來人類對宇宙深空的關於各類星系的新發現。正是這些新發現，讓我們能夠反觀（銀河系）自身，一步步地確定了銀河系的形狀，由原來推測的一般的漩渦星系（因為這個種類是宇宙中最普遍存在的），到近來得出結論是棒旋星系。這裡同時具有一個根本性的前提，就是，物理規則在宇宙中的普遍有效性。

取太陽位置為原點，採用球面座標系，在測得各星體的距離後，就可以得到本星系的立體結構圖了。再將原點從太陽換算到銀心。最後找一個相近結構星系的，在垂直方向，就可以清晰地觀測到同類棒旋星系的形象了。

古人云：不識廬山真面目，只緣身在此山中。人類身處銀河系，又是如何得知銀河系的全貌呢？科學家是怎樣做到的？

其實答案可能出乎你的意料，因為銀河系的形狀是科學家猜出來的。

銀河系就是太陽系所處的星系，古代人們又叫它為銀河、天河、天漢等，這是一個直徑在10萬光年到18萬光年之間的棒旋星系。

銀河系內大約有一千億至四千億顆恆星，以及大約一千億顆行星，其中太陽系位於距離銀河系中心大約兩萬四千光年至兩萬八千光年的位置。因為我們身處銀河系，所以在地球上看銀河系，呈現帶狀，彷彿天上的星河。

科學家為了方便研究銀河系，把銀河系按照物質密度主要劃分為4條螺旋臂，也就在位於這4條螺旋臂上的星際物質密度要高於銀河系密度的平均值，由於銀河系會變化，所以這種劃分並非永久的，只能粗略描述銀河系。

這4條主懸臂分別為英仙臂、人馬-船底臂、矩尺臂和盾牌-半人馬臂。

太陽系就位於獵戶臂，獵戶臂是夾在英仙臂、人馬-船底臂之間的小支臂，距離銀心約2萬6千光年。這就是銀河系的基本情況，可以看到，人類的確身處太陽系，卻知道了銀河系的模樣。

因為人類身處太陽系，所以很難得知銀河系真正的模樣，為了得到銀河系的形狀，科學家費了很大功夫。

1906年，荷蘭天文學家卡普坦號召全世界天文學家聯合起來“數星星”，人們當時對銀河系非常好奇，儘管是戰爭年代，世界各地天文學家還是非常努力，把大量資料發給了卡普坦。

經過統計計算，就得到了著名的“卡普坦宇宙”模型。

這是一個直徑大約5萬5千光年，厚度為1萬1千光年的透鏡狀星系，其中太陽位於中心附近，距離銀心2000光年。目前已知銀河系至少10萬光年，所以卡普坦宇宙模型要比實際宇宙小約一半，原因星際塵埃會遮擋星光，造成星際紅化現象，當時還不知道這一點。

星際紅化就好比傍晚的太陽發紅一樣，這是因為星光多次穿過星際塵埃後，波長短的藍光被消耗掉了，只剩下波長較長的紅光，而星光的亮度，正是天文學家用來估計星星距離的方法，原理也很簡單，就是越遠越暗。

除了星際紅化現象，卡普坦宇宙中太陽系距離銀心僅2千光年，而實際上太陽系距離銀心約2萬6千光年，卡普坦宇宙也太不準了吧！

這也正常，畢竟卡普坦收集的資料都是別人給的，所以質量無法保證。

1918年，美國天文學家沙普利用威爾遜山天文臺2.5米望遠鏡，當時是世界最大望遠鏡，觀察了約100個球狀星團，他發現，如果假設太陽系位於銀心附近，那麼球狀星團的分佈就是不均勻的，如果把太陽系放一邊，球狀星團的分佈就均勻了。

沙普利模型的意義在於否定了太陽系位於銀河系中心，而之前的科學家一直把太陽系當作銀河系中心，這是不是感覺跟地心說到日心說很像呢？

遺憾的是，沙普利仍未考慮到星際塵埃遮光的影響，所以他實際上估算的太陽系距離銀心為5萬光年，比真實的2萬6千光年左右仍大。星際塵埃遮光問題，後來被天文學家特朗普勒解決了，至此，人類對銀河系的形狀，以及太陽系跟銀河系的關係就大致清楚了。

要知道銀河系的真正“外貌”目前來說是不可能的，這就好比人站在樹林中，卻想得到樹頂的照片一樣，如果人們沒有飛出銀河系，自然永遠無法得知銀河系的外視角照片。

雖然無法直接得知，但是我們確定了銀河系屬於棒旋星系，而且我們可能觀察到其他類似的棒旋星系，所以就能猜出來銀河系從外面大致看上去什麼樣了。

比如上圖的波江座星系NGC 1300，就是一個類似銀河系的棒旋星系。

如何正確“猜”出來銀河系的外視角照片呢？科學家利用歐洲航空局的蓋亞探測器，對銀河系內上十億的恆星進行觀測，確定它們的位置、距離，然後就能得知它們在銀河系中的分佈，進而在此基礎上繪製出銀河系的外貌，這就好比人雖然沒有飛到空中，卻依然能繪製出空中視角的地圖一樣。

我們下一次見到銀河系的外視角照片時，心裡就知道了，實際上這都是科學家基於資料合理猜測出來的，這種“照片”其實是不存在的，我們人類能看到的，僅僅是一個條帶狀的分佈，那才是真正的銀河系照片。

雖然我們無法真正的對銀河系進行探測，但是我們可以在地球上透過各類精密的科學裝置，對它進行分段的觀測，然後進行資料的採集和匯中，最終，透過計算機的建模分析，將銀河系進行等比例的縮放，於是，我們就可以不需要親自前往，就可以知道銀河系是什麼樣子的。

科學家透過長期的觀察，對銀河系中的大量恆星進行了觀測。透過觀測科學家把這些銀河系中的恆星的質量、亮度和位置等資訊進行了記錄。2016年，歐洲航天局公佈了藉助蓋亞空間探測器測繪完成的銀河系三維地圖。這其中包含了大約11.4億顆恆星的位置和亮度。這是目前為止人類繪製的最精確的銀河系三維地圖。雖然這些恆星數量還不到科學家估計的銀河系恆星數量的10%。但是它也讓我們對銀河系的形狀有了進一步的瞭解！

至於銀河系全景圖這張照片，則是科學家知道了銀河系的結構後，拍攝大量的恆星、行星照片，分析每個方向的星球密度。在此基礎上電腦模擬合成了這張樓主看到的銀河系全景圖。因為身處銀河系其中，銀河盤面呈現在我們眼裡就是一條環繞著地球的密集星帶，即圖中橫跨天際的弧形亮帶。圖右部最亮的天體是木星，在其附近星體最密集最亮的地方，就是銀河系中心方向！