銀河系到底有多大?如果銀河系縮小成地球,那太陽系有多小?

我們晚上抬頭看見的恒星數量一般只有6000多顆,在地球可以明顯看到一條朦朧的白光帶,這也是我們常說的銀河系,事實上,這些白光帶基本上來自英仙座旋臂。

人類肉眼可見的銀河系只是銀河系很小的一部分。

我們現在普遍認為銀河系的直徑在10萬到20萬光年之間。但是最新的觀測數據加入了暗物質,那麼銀河系可延伸的引力范圍就達到了200萬光年。

至于銀河系具體有多大,目前還存有爭議,大部分科普文都是比較保守,通常采用10萬光年作為銀河系的直徑。事實上,銀河系極有可能直徑超過200萬光年。

200萬光年是什麼概念?

我們可以用太陽系作為對比,距離太陽系最近的恒星系是比鄰星,距離大約有4.22光年,所以太陽系的引力范圍一般只能延伸到2光年遠。所以一般認為太陽系的直徑為2光年,半徑為1光年。

不知道是巧合還是必然,人類要想飛出太陽系,剛好就是飛出一光年遠的距離。

旅行者一號是人類發射的最早的星際探測器,旨在飛出太陽系。

旅行者一號的速度必然是大于第三宇宙速度的,飛行速度大概維持在17.062公里/秒。太陽系的半徑,也就是一光年大概有9.46萬億公里。

旅行者一號要飛出太陽系則需要橫跨一光年的距離,至少需要17645年。

銀河系的直徑200萬光年,太陽系直徑2光年。太陽系和銀河系直徑是1:100萬。

最形象的案例是將太陽系對比成一米長度的狗狗。在銀河系中找太陽系就相當在一百多個台灣的面積里尋找這一只狗狗。

如果銀河系和地球一樣大,則半徑就會從100萬光年(946億億公里)縮小到6400公里,縮小了1478萬億倍。

太陽半徑為69.63萬公里。如果縮小同樣的倍數,那麼半徑則為4.7×10^-7米。大約為470納米,相當于0.47微米。

而細胞的半徑一般在2到100微米直徑。所以如果銀河系和地球一樣大,那麼太陽就比細胞還小。

人類未來是否有可能飛出銀河系?

事實上,對于這一問題,很多科學家都表示不可能。

如果沒有蟲洞或者曲速引擎,人類將永遠無法飛出銀河系。

銀河系是個圓盤狀星系,直徑至少10萬光年,但是銀河系的厚度比較薄,其平均厚度只有1000光年,中心厚度可以達到1.2萬光年,邊緣厚度只有上百光年。

我們抬頭仰望星空看到的銀河系正是銀河系邊緣區域的厚度,只有大概1000光年的厚度。

其中最亮眼的部分是人馬座星云,距離地球大約7800光年遠。

所以穿越銀河系只能從銀河系的垂直面出發,從太陽系到銀河系盤面的距離大約只有1000光年,按照旅行者一號的飛行速度,是不可能逃離銀河系的。

我們知道第一宇宙速度為7.9km/s,是飛行器發射的最小速度,也是繞地公轉的最大速度。

第二宇宙速度是逃離地球的最小速度,起碼需要11.2km/s。

第三宇宙速度是逃離太陽系的最小速度,起碼需要16.7km/s。

而旅行者一號的速度只有17km/s,只能飛出太陽系。

要想飛出銀河系,就需要掙脫銀河系的引力束縛,也就是需要達到第四宇宙速度。

由于科學家還沒有完全精確測量出銀河系的質量,目前只能預估第四宇宙速度在110km/s~120km/s。

所以人類發射的探測器要想飛出銀河系,至少需要110km/s的速度。如果要維持這樣的速度,傳統的石油燃料是無法提供足夠的動力的。至少需要核聚變動力的宇宙飛船。

以110km/s的速度只要跨越銀河系的厚度距離,也就是1000光年,就可以飛出銀河系。按照這樣的速度,飛出銀河系只需272萬年。

而如果平行于銀河系盤面飛行,要逃離銀河系,至少需要2億7萬年。

所以,人類不管怎麼飛,都是無法逃離銀河系的。而我們寄希望的蟲洞在愛因斯坦看來只是廣義相對論引力場方程式中的數學伎倆,并不對應物理現象。到目前為止,人類還沒有找到任何證明蟲洞存在的確鑿證據。

如果蟲洞被證偽,剩下的只有超光速曲速引擎了。但是這也只是一種理論上的預言,如果未來的物理理論也否定了曲速引擎,那麼人類將永遠被鎖在銀河系。

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