连太阳系都没能出去，人类是怎么知道银河系全貌的？

人类从诞生伊始，就在不断地探索世界。由于科技水平的限制，早期人类无法准确绘制出各种复杂地形，对世界的认知大多依赖于口口相传和个人测量。

在现代，各种精密仪器的出现，使人类对世界有了更准确的认识。他们知道地球是一个近乎完美的圆形，这个球体的表面被七大洲和五大洋所覆盖。这导致了详细的世界地图和漂亮的地球模型。

然而，人类探索的欲望是无止境的。在对自己的星球有了详细的了解之后，人类将目光投向了更大的范围——银河系。

银河系的样子和形状是怎样的？相信很多人都能瞬间给出这样的描述：一个巨大的扁平圆盘，上面布满了星星和星云，而太阳系就在这个圆盘的悬臂上。

其实在地球上是不可能看到银河系全貌的。在晴朗的夜晚仰望星空，我们只能看到稍微规则排列的星星，但这些星星实际上只占银河系很小的一部分，还有大片区域是人类从地球上无法观测到的.

1977年9月5日，航海者一号从卡纳维拉尔角航天中心启航，开始了漫长的太空之旅。时至今日，它距离地球227亿公里，成为距离地球最远的人造探测器，但距离真正飞出太阳系，依然是难以想象的距离。

到这里，问题就来了。人类连太阳系都没有出过，怎么知道和确定银河系的形状呢？网上很多银河系的照片是从哪里来的？

其实这些照片都是画出来的，并不是一般人认为的真实照片。当然，虽然是画出来的，但绝不是瞎子。天文学家已经通过各种数据和实验反复证明，银河系确实是图中所描绘的样子，只是细节上可能略有不同。

是宇宙中非常常见的旋涡星系。中央部分是一个高密度高质量的巨大核心，周围是数条巨大的旋臂围绕着核心旋转，而我们就住在其中一个悬臂上。

那么天文学家是怎么知道这个事实的呢？事实上，探索银河系形状的过程就是近代人类天文史的发展过程。1687年，牛顿发表了万有引力定律。1775年，康德出版了《自然通史天体论》一书。结合万有引力定律后，他提出了一个大胆的猜想——银河系是一个旋转的圆盘结构。

颠覆认知的猜想，自然需要大量的观察来证明。为了搞清楚银河系是什么形状，天文学家威廉·赫歇尔（WilliamHerschel）提出了一个非常独特的方法——数星。

为了让得到的结果更加准确，他为这个方法假设了三个前提。第一，我们可以从地球上看到银河系最外层的星星。二是明星分布均匀。三，星星的亮度都差不多。

结合三个前提后，只需数一下各个方向的星星数量，就可以画出银河系的大致形状。威廉·赫歇尔(WilliamHerschel)绘制的银河系形状如上图所示。

事实证明，威廉·赫歇尔画的和我们现在看到的大不相同，因为他的三个假设都不正确。但他的模型也不是没有用，至少证明了银河系是一个平面结构。

后来，随着科技的不断发展，人类的观测手段也在不断改进，对银河系的认识也越来越清晰。20世纪初，天文学家雅各布斯·卡普坦（JacobusKapteyn）经过16年的观测，终于得出结论：银河系是一个旋转的平面结构。

因为JacobsKapteyn没有意识到星际物质吸收了大量的可见光，所以他计算出的银河系的大小和形状与实际情况有些出入。

JacobsCaptan去世后，他的学生JanOort继续他的研究。经过数十年的潜心研究，奥尔特、克尔和韦斯特豪特于1958年发表论文，公布了第一张几乎完整的银河系旋臂结构图。

知道了银河系的形状，科学家利用亮度和亮度的关系，成功计算出银河系是一个直径105700光年，中心厚度超过1000光年的旋涡星系造父变星的距离。至此，就是我们通常在图片中看到的银河系。这是否解决了你多年的疑惑？

值得一提的是，未来银河系的面貌可能会发生变化，因为在200万光年之外，一个拥有至少万亿颗恒星、直径超过20万光年的仙女座星系正在运行以200km/s的速度奔向银河。根据科学家的计算，两者将在30亿年后“碰撞”，50亿年后两者将合并成一个更大的星系。

但人类注定无法一饱眼福，因为太阳的体积会在50亿年内膨胀约250倍，成为一颗巨大的红巨星。届时，即使地球没有被太阳直接吞噬，也绝对会被烤成不适合任何生命生存的“干球”。不知道那个时候人类会去哪里。