無論地心說還是日心說，都只是區域性成立。對於日心說來說，月球確實在圍繞著我們地球在運轉。對於日心說來說，太陽系裡的行星在圍繞著太陽旋轉。對於更大的尺度，我們的太陽僅僅是一顆普通的恆星，它在銀河系的一個小角落，圍繞著其它中心在運轉。

可是我們深處在銀河系中，如何才能知道銀河系本身的形狀？

銀河是銀河系在天空中的投影。那窄窄的一條暗示著銀河系應該呈現扁扁的形狀。銀河並不均勻，有的地方暗，有的地方量。至此，我們頂多知道這些資訊。

詳細資訊如何來? 只有兩個字：觀測！如果再加上兩個字就是： 觀測！觀測！

早期的人們只能簡單地統計銀河系中星星的分佈情況。根據這種簡單直接的方法，1785 年，赫歇爾認為銀河系恆星分佈為扁盤狀，太陽位於盤面中心。100年前，沙普利於1918年研究了球狀星團的空間分佈。他的研究成果顯示銀河系呈透鏡狀，太陽不在中心。

之後，人們透過設射電和紅外技術，逐步發現在平面上，銀河系中的星星分佈不均勻，而是呈現幾條旋臂。我們的太陽系則位於銀河系外圍的獵戶臂內側，完完全全遠離宇宙的中心，在宇宙裡，並沒有受到特別的照顧。1971年，科學家發現銀河系中心是一個巨大黑洞。

科學觀測的結果把人類當初在宇宙面前的自信完全打消。

關於我們銀河系的結構，一直還在爭論。2005年，科學家認為銀河系實際是一個棒旋星系。也就是說，之前我們所見的精美的銀河系圖片其實並不是銀河系的真正照片，而是加入了科學家一定的猜想。或多或少受到了我們的近鄰仙女座星系的影響。仙女座星系整個盤面面對著銀河系，所以我們可以窺視其美貌。

可以預見，隨著科學手段的進步，有關銀河系的結構和形狀還會有新發現，模型還會有改變。對於銀河系的細節，現在我們的瞭解還差得遠。

這個問題很有趣，這讓我想到一個現象:很多入門天文的朋友，紀錄片想必看的也不少，剛開始的時候，很多人對紀錄片裡展示的宇宙場面很是震撼，甚至以為這就是我們人類實實在在觀測到的宇宙。

比如

飢不擇食的黑洞

其實不然，這只是模擬圖，這是人類根據觀測模擬出來的一種黑洞示意圖，像這樣的模擬圖很多的，比如我們"熟悉"的銀河系。實際上呢，人類到現在都未曾側視或者俯視過整個銀河系，這個概念圖更像是我們銀河系的近鄰——仙女座大星系。

正如樓主說的一樣，受限於觀測角度，我們實際觀測到的銀河系，只是一條橫貫長空的帶狀星星分佈圖，這在農村或者遠離城市的地方，只要天氣晴朗，我們都能看見的銀河大致樣子，清晰度受各種條件的不同，會有所不同。

那麼，無法俯瞰整個銀河系的我們，又是如何知道銀河系的形狀，懸臂分佈，以及我們太陽所處的位置和對面的情況呢？

回答這幾個問題之前，首先說明一下樓主問題描述裡的一個問題:銀河系到底有多少懸臂，實際上還在爭論中，實際上，這個問題或許只有我們真正俯瞰銀河系的時候才有確切的答案，所以人類並不知道銀河系到底有多少懸臂。

銀河系的形狀透過我們人類自己看到的帶狀分佈就可以否定它是一個球狀星團或者不規則星系的的結論，然後透過觀測歸納已知宇宙的大部分星系形狀，留給我們考量銀河系的形狀的答案基本限定於棒旋星系和螺旋星系。

無論是哪種星系，它們都屬於漩渦星系——即帶有懸臂的星系。那麼，問題的關鍵就變成如何儘可能地確定懸臂分佈？

PS:為什麼總有人說銀河系不是漩渦星系？？這就是沒分清漩渦星系說的是啥，準確來說，銀河系不是螺旋星系，而是棒旋星系。（起初我們的銀河系就是被裁決為Sb，現在大部分科學家認為真實的銀河系更像是SBc）

從人類開始探索銀河系的形狀，但受限於觀測工具的發展，已經過去100多年了。

為了便於理解科學家如何確定銀河系的懸臂，我們不扯那些技術問題，不扯中性氫21釐米的觀測（詳細瞭解自行百度），就想讓你思考這樣一個問題:假設你是一個農村（城市）的孩子，從小到大，即便你似乎已經走遍了這一片土地的每一處角落，你可能對你在的一個人類聚集地房屋的分佈還是並不是很清楚（不信你看衛星雲圖的分佈，你能想象你在的這一片土地建築是以衛星雲圖呈現的那樣分佈嗎？）

那如果不看衛星雲圖，身處村落城市某一個角落的你如何確定這一片土地上建築的分佈呢？

這個其實可以做到的，就是複雜了些，具體做法就是在一張圖上，選取足夠多的人家，確定它們的方向和你們之間的距離，描繪下來，差不多的時候，你就能瞥見這一片土地上建築的分佈了。

怎麼樣，很簡單吧，就是實際操作可能會有很多困難。實際上，銀河系的懸臂結構也確實是科學家這樣硬生生地搞出來的，他們也是透過大量的恆星觀測描點"畫出來"的，但天文測距（怎麼測，限於篇幅也不展開敘述了，詳情自行查閱）的困難使得實際比確定你家鄉的建築分佈要困難的多，所以真實的銀河系形狀真能慢慢模擬，透過更多的資料模擬。

太陽系的位置也是這樣得來的。

至於樓主說的"對面"，由於隆起的巨大明亮的銀心，那裡連星星也沒法觀測，都是推測。

要想拍攝和得知銀河系全景形狀圖，人類在相當遠的未來裡在科技、感知等領域是很難突破的，可以說希望渺茫！但是，我可以大膽正確告示大家目前在天文學和其他科學領域看到的銀河系圖片叫一一銀河系鳥瞰圖。註明：上圖是歐洲蓋亞衛星在2014年7月到2016年5月拍攝的銀河系1300多億顆恆星裡的其中13億顆，只佔其中的1％份額。下面一大一小兩點是大小麥哲倫星系。

言歸正傳，那麼為何稱為銀河系鳥瞰圖呢？我的證據是：人類（科學家）透過各種先進的射電天文望遠鏡、包括美國哈勃望遠鏡、歐洲蓋亞衛星、泛星計劃裡的美國夏威夷1.8米的天文望遠鏡等，並結合各種天文學觀測資料以及超級計算機演算推導而想象出來的。還有一種可能就是“大膽假設”飛離銀河系外進行拍攝和獲取得知形狀，但是，人類現在和相當遠未來要“認真驗證”銀河系全景圖可以說是大海撈針。

註明：上圖就是泛星計劃裡在美國夏威夷火山口的1.8米的天文望遠鏡。最新拍攝的銀河系圖片就來自它的傑作！眾斦周知，我們的太陽系和地球母親是在銀河系的一條邊緣旋臂上，名字叫獵戶座旋臂。上圖的就是最新拍攝的銀河系圖片的一部分，其中紅點就是獵戶座旋臂、太陽系和我們地球母親所處的位置。

仰望星空，“我們很渺小又孤獨，但我們又很神奇和精彩無限”。相信智慧的人類在未來一定會顛覆性突破自我和脫離銀河系，到時一定能拍攝一張精緻的銀河系圖片。因為，對未知和奧秘的憧憬和不懈追求，是探索無止境的精髓，也是激勵人類不斷進取的動力。謝謝！知彼知己SQX/2018.8.27