最终边际：夜阑的星系漫游指南 00

如果银河系是一个地球的大小，我们有多大？

文/ 夜阑

“汉，水之精也，气发而升，精华上浮，宛转随流，名之曰天河，一曰贠涵。众星出焉。”

《物理论》杨泉（三国时期）

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智利以北，阿塔卡马沙漠上能看到的银河| Credit: ESO/H. H. Heyer​

引言：星辰的魔咒

这个系列是夜阑在她小型简陋电子设备上写下来的人类在星系间的漫游轨迹。它的封面上虽然没写着“不要惊慌”[1]，但却致力于带你慢慢悠悠地游览可知宇宙里一些最美最浪漫的景点。如果有一天，你我想独自或者带上重要之人去仙女星系的尽头漫步，或是去猎户座分子云团间冒险一周，这册指南也算是提前打了个草稿。

说童年的记忆定义了每个人看事物的许多角度，是一生最重要的时期。然而那时的回忆又是离我们现在的生活最久远的。随着时间的流逝，只剩下那几颗沙石被打磨的闪闪发亮；曾经最平庸的景象也如宝石般斑斓。在夜阑珍藏的屈指可数的宝石里有那么一颗是她上小学住宿时的一景，非常短暂。整栋宿舍熄灯后她还不愿回床，趴在木制窗台上将头探向窗帘外面。头顶上，多亏了京城不灭的灯光，是一片浓醇的巧克力色的夜空，一盏月亮朦胧，两点星光摇曳。

年纪不到两位数的小小夜阑心里已经明白，这是光污染的作用，因为这和她听说的、书上写的、电视里看到的可一点也不一样。千百年前，没有电灯的夜晚伸手不见五指，而头顶的繁星闪耀系成潺潺流水，奔流至天际。那时候的银河肉眼可见，触手可及，是比极光还要夺人呼吸的常见美景。现在，我们能派卫星望远镜传来宇宙深空的相片，然而我们的日常却离星辰更远了。

复活节岛上空可见的银河，远离城市的光烟，古人看到的银河大概与此没什么不同。 | Image Credit: Manel Soria

也许是这份神秘让夜阑对夜空着了迷，而人类的历史上无时无刻都有成千上万的人和她一样中了夜空的魔咒。对未知的恐惧和好奇交织成人类对天穹不灭的探求。那些闪耀着的星辰是人类最遥远的浪漫，我们渴望探索的最终边际。

[1] 来自道格拉斯的著名科幻小说《银河系漫游指南》。小说的核心是一本叫银河系漫游指南的书，封面上写着“不要惊慌”。

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银河：我是谁，我在哪

我们和宇宙的交往有一段坎坷的历史。站在地上，我们不能怪古人无法理解“天空不是围绕地面旋转的”，“地是个球”，或者“我们不是浩瀚宇宙的中心”。我们不妨停下一分钟想想，除却卫星科技，我们生活中有什么可以证明地球是圆的？更甚者，有什么能证明我们是绕太阳、而不是太阳绕着我们转的？

这个问题的答案令人意外的困难，有兴趣的旅友实在想不出来可以自行搜索一下；不过我相信即便如此结果可能也不会令你太过满意。然而现在站在巨人的肩膀上（还有透过卫星的眼睛），我们不用抬头测量便在教室里被教导了太阳系的构成。相信诸位都对西方科技发展史中的几个为研究天体做出巨大贡献的名人耳熟能详，便不赘述。（不过东方的古人也有不少智慧，这个可以留到未来单独细讲。）

一句话概括人类宇宙恋爱史：人类能直立行走起，花了大概200多万年搞明白了脚下的地球是圆的（亚里士多德说的，还好他搞对了这件事），又花了快500多年在15世纪才理解了我们正因为看不见的引力绕着太阳转、而不是被许多在玻璃轨道上的星球环绕着（哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿），又花了几乎同样的时间，随着望远镜的不断发展，人类在20世纪初才搞明白了银河是由星星组成的；我们也在银河系里；没错，不在正中心；银河系大的吓人，而我们在她的一条尾巴上。

因为我们跑不出银河系，艺术家按照天文测量比例绘制了概念图。每一个亮点都是一颗恒星和它的星系。               Credit: NASA, ESA, and Z. Levy (STScI)

而银河系有多大呢？简单来说，银河系里有大约100到400亿颗恒星，每颗恒星都是一个太阳——这意味着他们都有自己的太阳系，而我们离最近的太阳系都有4.3光年（大约40万亿公里）。

换个说法，银河系的直径大约有15万到20万光年：如果我们将银河系缩到一个中国的大小，而我们已观测的太阳系则和一块橡皮差不多大——3厘米宽，而整个地球却比最小的原子还要小，仅仅有一个原子核那么大。

银河系->中国，那么太阳系比橡皮还小，地球则是一个原子核

如果我们将银河系缩到整个太阳系的大小，太阳系就和北京差不多大（重庆的五分之一），而地球——终于可以看见了——直径只有一厘米，而我们每个人则是真真正正的尘埃——不到2微米高。

那么银河相对于整个宇宙又有多大呢？这是个不好回答的问题，因为整个宇宙正在不断膨胀。根据目前的观测，我们几乎可以确定宇宙的年龄是138.2亿年。这意味着如果有星系在138.2亿光年以外，它的光将没有足够的时间达到地球。因此这个“可见宇宙”的概念便重要起来。因此我们可以说，可见宇宙大约是以我们为半径138.2亿光年的范围，而15万光年直径的银河系大约是可见宇宙的百万分之五（0.000005）的大小。按照之前的比喻，如果可见宇宙是一整个中国，那么银河系的直径则大约是三十公里，相当于一个小城市；十几站公交车就可以从城市的一头走到另一头。

图中的每一个白点都是一个星系。银河系的本地星系组包括在“室女座超星系团”（直径超过一亿光年）中，距离我们6500万光年外则是“室女座星系团”，里面密密麻麻地聚集了上千个星系。

人类发射到太空中的眼睛——哈勃望远镜目前已经鉴别了大约1000亿个大大小小形状不一的星系。相必不少旅友都和夜阑想的一样——如此多的星系，每个星系便有100亿个太阳系。在这个宇宙中，我们定不是孤独的生命。

"In this galaxy, there's a mathematical probability of three million earth-type planets...and in all the universe, three million million galaxies like this one. And in all of that, and perhaps more, only one of each of us. " 

“按照数学上的概率，这个星系一共有三百万个类似地球的行星。而在这个宇宙之中，则有三百万的百万个这样的星系。然而在这所有的一切、甚至更多之中，我们每个人则只有一个。”

​《星际迷航》1966年11月3日 第1季第9集 出自麦考伊医生

然而这般硕大的宇宙并不可怕，就像上方这个我十分喜爱的台词中所说，我们每一个人的生命都只有一次，在这个小小的蓝色弹珠般的行星上一次生命的奇迹。一旦消逝，便不会再来。也许有一天我们终能冲出太阳系，向宇宙深空中远航；也许我们不会。然而在这浩瀚的星海里，虽然渺小，人类仍旧固执地用望远镜对准天空，如饥似渴地汲取着光带来的一切知识，理解着自身和宇宙的奥妙，渴望看得远一些、更远一些。

这便是宇宙的魅力，一个我们永远无法触及的最后前线。

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