感谢提问！近来写了不少与光年和银河系有关的问答，有网友问为何之前课本上所学的银河系直径为10光年，而在近期对银河系直径的描述却变成了20光年，是写错了还是宇宙膨胀了？

其实这两个数值并没有“错”，前者是老的版本（是美国女天文学家亨丽爱塔·勒维特于1912年“测量”的），代表了历史观测水平，而后者是结合了最新的观测技术推演而来，代表的是当前的科学水平。而关于宇宙的膨胀，据科学观测发现，银河系以外的天体都在离我们远去，美国天文学家哈勃总结了后退的速度与距离的关系，即距离越远后退的速度也越快，这就是著名的哈勃常数。

确实，银河系直径为20万光年，表示即使是光速也要穿行20万年。我们都知道，光速是目前已知的宇宙中最快的速度，一光秒≈30万千米，而一光年的距离表示约10万亿千米，代表的距离十分遥远，因此光年属于常用的计量天体距离的单位。

像M87黑洞距离地球5500万光年表示的是我们现在看到的黑洞照片，其实是5500万年前该黑洞的面貌，而比邻星虽然是距离太阳最近的恒星，只有约4.22光年，但这个距离对于当前人类的科学技术一样是难以企及的，因为4.22光年等于3.99246E+13千米，即使是每秒约17千米的宇宙探测器也要飞行74470.58824年，可想而知，要想飞出银河系简直非猴年马月能形容的。

既然银河系直径规模达20万光年，科学家是如何“测量”的呢？

科学家对银河系大小的测算和结构的组成是通过造父变星总结而来的，造父变星其实是变星的一种。变星顾名思义就是指亮度与电磁辐射不稳定的、经常变化且伴随着其他物理变化的恒星，这类恒星在银河系内普遍存在。科学家正是利用这类恒星的绝对星等与它的光变周期呈有规律的线性关系，因此只要知道周期就等于知道了恒星的绝对星等，再与视星等作对比就能得出这个恒星到地球的距离。

由于根据造父变星周光关系可以测量星系、星团等大尺度的空间距离，因此这一测量方法也被被誉为“量天尺”。

谢谢邀请，题目中说我们所在的银河系直径有20万光年，这好像有点高估银河系了，目前一般认为银河系的直径在10至16万光年左右。光年是衡量宇宙空间的一种距离单位，是指光在真空中一年所走过的路程，光年当然是一个天文数字，因为光的速度是30万千米每秒。地球到太阳的距离大约是1.5亿千米，光走完这段距离大概只需要8分钟多一点的时间。

人类对于银河系直径的测算，主要是通过对造父变星的观测来推断的，目前对于银河系的直径也还没有定论。造父变星是变星的一种，它的变光周期和光度呈正比，因此可用于测量星际和星系际的距离，通过对于银河系内大量造父变星观测数据的积累，来推算银河系的直径。

如果银河系的直径有10万光年，那么光要穿越整个银河系需要10万年的时间，对于我们人类来说这是一个令人绝望的空间距离。而我们所处的宇宙直径直径可能达到920亿光年以上，这更是一个超出人类想象的巨大空间。我们人类的目光当然不能超光速，我们的眼睛只是接受进入我们视网膜的光线而已，比如，我们看到了一颗20光年外的恒星，那么你看到的这颗恒星的样子是它20年前的样子。

光年是一个距离单位，只用于测量恒星际空间的尺度，是根据光的运行速度计算出来的，1光年约为9.46万亿千米，20万光年就是189.2亿亿千米。

大家知道光速每秒约30万千米（准确的数据为299792458m/s)，一个小时3600秒，一天24小时，一年365.25天（儒略年），光年就是根据光速一秒一秒走一年的长度算出来的。

为什么宇宙空间要用光年来计算呢？这是因为宇宙恒星之间的距离尺度太大了。

在地球上，我们测量距离用米、千米来表述；在太阳系的行星之间，我们用天文单位（1个天文单位约1.5亿公里，是太阳到地球的平均距离）来表述。但如果到了恒星际之间，再用这些单位来表述，数字就很多，表述起来很麻烦。

距离我们最近的恒星都有4.22光年，如果用千米表示，就是39921200000000千米（39.9212万亿千米），如果用天文单位表示，就是266141.33个天文单位，是不是很拖泥带水的麻烦？??

比光年更大的尺度是秒差距，是建立在三角视差基础上的距离单位。1个秒差距约3.26光年。这就是在恒星际、星系际距离尺度用光年或秒差距表述的原因。

天体测量有很多方法，比如三角视差法、分光视差法、造父周光关系测距法、谱线红移测距法、星群测距法、统计测距法等等。

现在用得比较多的是谱线红移测距法，这种方法是伟大的天文学家埃德温·哈勃发现并首创的。

哈勃在上世纪初，发现所有星系都有红移现象，星系距离我们越远，其谱线红移量就越大，而且红移量与距离呈现比例关系，即：Z=H*d/c。

式中：Z为红移量，c为光速，d为距离，H为哈伯常数。

这就是哈勃定律，根据这个定律，只要测出河外星系谱线的红移量Z，便可以计算出星系的距离d，这种测距法可以测定百亿光年尺度的天体距离。

2013年欧洲航天局用普朗克卫星测得的哈伯常数为67.80±0.77(km/s)/Mpc，这个数据表明在距离我们百万秒差距的地方，星系离开我们的速度为每秒67.8千米，正负误差为0.77千米。百万秒差距就是距离我们326万光年的地方。

近几年一些科学机构采取其他方法测得的哈伯常数大于70km/s/Mpc，说明宇宙膨胀正在加速。

测量恒星或星系距离，有时候为了精准，会采用多种方法并行，相互印证，就能取得较为精准的数据。

但这毕竟是宇宙级大尺度距离的测量，不管怎么精准都还是有一定误差的。比如说我们宇宙可观测范围有930亿光年，只能是一个大概。

这些测量方法的详细介绍，在网上一搜都会出来，时空通讯过去文章也多次有过介绍，有兴趣者可查阅，就不再赘述了。

科学家们对银河系的测量也是用这些方法，随着观测手段的不断提升，探测发现也越来越深入，这样，科学界对银河系大小的认识从过去直径约10万光年，逐步到前几年的16万光年，现在认为有20万光年。

美国NASA发射的斯皮策红外望远镜经过10年拍摄，采集了银河系200多万张照片，然后通过电脑合成，获得了一张银河系360度的全景图。

这是人类迄今为止得到的首张银河系全景图，对人类进行银河系的研究有重大意义。

这张图是一张专业化的图，不像我们平时图画那样的直观。这张图像素很高，如打印出来有一个体育场那么大。现在NASA向全世界公开免费提供电子图片，供天文学者和天文爱好者们下载使用。

但这张图就像我们迄今为止获得的所有银河系信息一样，并不是完整的、全面清晰的。

人类对宇宙和天体的了解虽然较之100年前有了长足进步，与古代相比更是天壤之别，但毕竟人类文明还处于较初级阶段，还只能在地球周边活动，视野还很局限，还有许多宇宙奥秘等着科学家们去破解，包括对银河系的了解都还很少。

至于此问题说明中谈到人的“目光”速度，这个问题我在过去文章中多有阐述，有兴趣的朋友可以搜时空通讯已发文章查看。

这里再简单重申一下，人类目光没有“光”，也没有速度，只是被动的接受光线传到我们视网膜的图像。远方的星系和恒星之所以能够被我们视网膜捕捉到，是因为这些天体的的光线在太空传递了很多年，才来到我们的眼前。

光年虽然是个距离单位，但与时间也是同步的，密切关联。我们看到的所有事物都是通过光来传播的，因此我们看到1光年远的天体就是它1年前的样子，100亿光年远的天体就是100亿年前的样子，要看到它们现在的样子，就需要等待与光年距离同等年数的时间。

如果距离我们10光年的某个天体现在发生了爆炸，已经毁灭了，我们还会天天看到它，一直到10年以后的某一天，它爆炸毁灭的过程才会传到我们的视网膜。当然如果那里现在新诞生了一颗恒星，也要10年后才会被我们看到。

就是这样，不知有这种疑问的朋友清楚了没有？欢迎讨论。

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首先确认一个概念，就是光年，光年不是时间单位，而是一个长度单位。简单说就是光线在真空中走一年所经过的距离，我们知道光速在真空中是30万千米每秒，严格说是299792458米/秒，那么光速走一年的距离大约是10万亿千米。

这是一个对于目前人类来说非常遥远的距离，太阳系的直径大约是2光年，那么半径为1光年。美国在上世纪70年代发射的旅行者号飞船至今为止已经飞行了近50年，那么总共飞行距离达到了200多亿千米，但是这大约只有1光年距离的万分之一。

因此，光年是一个非常大的距离单位。那么银河系的直径是20万光年，也可以理解为即便是以光速，还需要20万年才能从银河系的这一头飞到那一头。

受观测技术的限制，之前我们一直认为银河系的直径为10万光年，但是，根据最新的观测数据表明，银河系要比10万光年更大。应该在16万到20万光年之间。

其实，这里可能还是有个误会，这个16万也好，20万也好，不是说银河系的主体直径，而是指的银河系边缘。

我们通常看到的银河系模型是一个带旋臂的漩涡状，这是银河系的主体，叫做银盘，银盘的直径在8万到10万光年之间，银河系的大部分天体都集中在这里。不过，在银盘之外，还有天体存在，只是比较稀少，银盘之外是银晕，这里存在一些球状星团。在银晕之外还有银冕，这里的天体数量更少，但依然是银河系的范围。

我们说的20万光年，指的是这里的范围，而银盘的大小没有变化，还是8到10万光年。

首先说明一点，之前很长时间银河系直径一直被认为是10万光年，不过去年我国的郭守敬望远镜发现了银河系直径远不止10万光年，达到了20万光年！

这也是人类观测水平不断提高的结果，当然科学家们认为20万光年也可能不是最终的结果，银河系还可能会更大！

那么银河系直径20万光年是什么意思呢？

其实很简单，“银河系直径20万光年”与“地球直径12756千米”是一个意思，因为光年和千米都是距离单位，甚至与“你的身高1.8米”也是一个意思！

一光年，就是光速跑一年的距离，也就是以30万公里/秒的速度跑一年的距离，这个距离大约是94600亿千米！

所以，20万光年简单理解就是光飞行20万年的距离，以光速飞行20万年的距离，当然也只有光这种这得信息的物质能以光速飞行，其他物质都不可以！

不过虽然我们不能以光速飞行，这并不代表着我们飞行20万光年穿越银河系花的时间一定超过20万年。按照狭义相对论中的时间膨胀原理和尺缩效应，如果我们的速度足够快，足够接近光速，你穿越银河系的时间会远小于20万年！

答：20万光年，就是指以光速飞行20万年的距离，也就是189亿亿公里，相当于在地球和太阳之间往返63亿次。

“光年”是天文学上常用的距离单位，表示光在真空中传播一年的距离，光速c=299792458米每秒，一年取365.25天，于是：

1光年=299792458*365.25*24*3600

=9.46*10^12公里；

既一光年大约是9.46万亿公里，要知道太阳光从太阳表面到达地球需要约8分钟，所以一光年的距离是非常远的，相当于绕地球2.365亿圈。

坐落在我国河北的郭守敬巡天望远镜，给出的最新数据显示，我们所处的银河系直径高达20万光年，远比科学家原先估计的范围大（最初认为是10光年，后来更改为16万年），主要得益于观测手段的进步，使得以往无法观测到的黯淡天体被科学家监测到。

在夏天的夜晚，我们有机会看到夜空中一条明暗相间的银河，这正是银河系的截面投影，因为我们太阳系处于银河系当中，所以我们无法直接看到银河系的全貌。

但是科学家经过与河外星系的对比，勾勒出了我们银河系的形状，我们银河系属于棒状星系，猜测在数十亿年前由两个大星系相互碰撞融合而成，银河系有110亿年的历史，我们太阳系有46亿年的历史。

银河系相对于人类来说实在太广袤了，但是和可观测宇宙比起来，又是微不足道的，比如：

（1）银河系的姐妹星系——仙女星系，距离地球有254万光年；

（2）天文学上漂亮的南风车星系，距离地球有1500万光年；

（3）哈勃望远镜拍摄到的玫瑰星系，距离地球有3亿光年；

（4）我们的可观测宇宙，直径高达930亿光年呢！

我的内容就到这里，喜欢我们文章的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！

在宇宙中多数天体之间的距离都非常的大，达到我们根本无法用平常使用的公里来衡量了。因此天文学家们由重新定义了一个新的距离单位用来专门衡量宇宙中天体的距离。这就是光年。

图示：光年

一光年的距离有多长呢？1光年就是光在1年的时间内通过的距离。我们知道光在宇宙中的传播速度每秒钟大约30万公里。因此一光年的距离就是：30万公里/秒×60秒×60分钟×24小时×365天≈94607亿公里！也就是9460700000000公里，7后面8个零，这个数字是不是很大呢？

1光年的距离如果用公里表示使用起来就非常的费劲了，何况是银河系的直径呢？如果用公里表示银河系的直径那就是大约1890000000000000000公里，也就是189亿亿公里。如果用光年表示银河系的直径——20万光年，多么的清爽！

图示：银河系

关于银河系的直径现在科学家只是得出了一个范围。银河系的直径从大约10万光年到20万光年之间。这是我们我们身处银河系之中，就像有句诗中说的那样“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。对于我们来讲要想观测到银河系的全貌，测量一个较为准确的银河系直径是很困难的。相信随着科学家观测技术的不断进步，银河系的究竟有多大，我们会有一个准确的数值的。

图示：在地球上看到的银河是银河系的一部分

银河系的直径20万光年就意味着光从银河系的一端传播到另一端的距离需要20万年的时间。可想而知银河系是有多大啊。然而银河系在宇宙中只是一个规模比较小的棒旋星系。就在银河系的身边就有一个比银河系更大的星系，这就是仙女座星系。仙女座星系的直径大约是22万光年。目前我们已经观测到的最大星系叫做IC 1101星系。IC1101星系的直径大约是200万光年，是银河系直径的10倍！

图示：银河系和其他星系比较

这个我们已知的最大星系直径200万光年，如果用公里表示的话那得是多少位数啊，感兴趣的朋友可以在纸上画画看看！

根据近些年的研究，银河系的直径最大可达20万光年。那么，20万光年意味着什么呢？天文学家如何测出来的呢？

20万光年表示长度，即光在真空中前进20万年的距离。光速是最快的速度，每秒将近30万公里。既然以光速都要走20万年，天文学家又是如何知道银河系的直径呢？

诚然，光走20万光年的距离需要20万年的时间，但这不代表我们无法在短时间内测出这个距离。在太阳系中，测定天体的距离时，可以向天体发射电磁波（也就是光），然后等待电磁波反射回来，通过测定时间差就能知道距离。

然而，我们不可能以这样的方式来测定银河系的直径，等上20万年不现实。再加上技术限制，用电磁波法来测量银河系直径更是天方夜谭。天文学家有其他方法来测量银河系的大小，不需要等待漫长的时间就能测出。

银河系的结构

通过观测银河系中的恒星分布以及河外星系，天文学家知道银河系是一个圆盘状的结构，中心部分有些隆起，并且太阳系远离银河系的中心，处在银河系的猎户臂上。基于这些信息，只要测出太阳系与银心的距离，以及太阳系与背对银心方向的银河系边缘的距离，就能知道银河系的直径。

因此，测量银河系的直径，就等于测量遥远恒星的距离。恒星的测距方法通常包括三角视差法、主序星拟合法、造父变星法。在测量银河系直径时，主要依赖于三角视差法和造父变星法。

测距方法

三角视差法是一种几何方法，我们在某一时间观测一颗恒星的位置，半年后，地球转到太阳的另一侧，我们再观测这颗恒星的位置，其位置相对于背景恒星是不重合的，这会出现轻微的视差。只要测出视差角，由于日地距离已知，根据三角函数即可算出距离。天文学中最常用的长度单位“秒差距”就是来源于此。

造父变星是一种特殊的恒星，它们的光度变化表现出稳定的周期性。由于造父变星的光变周期和绝对星等之间存在直接的关系，只要测出造父变星的光变周期，就能知道它们的绝对星等，再结合它们的视星等，就能知道它们离我们有多远。

银河系的大小

目前，天文学家测出的银河系直径介于10万至20万光年，恒星盘厚度约2000光年，太阳系离银心大约2.6万光年。另据估计，银河系中存在大约1000亿至4000亿颗恒星，恒星与恒星之间的平均距离约为4光年。

除了恒星和星云等普通物质之外，银河系中可能还存在着大量的暗物质。这种神秘的物质笼罩着整个银河系，形成了被称为暗物质晕的结构，它从银心向外延伸可达30万光年。暗物质的含量远超普通物质，它们产生的强大引力维持住了银河系的结构。

光年是距离单位，意思就是光走一年所经过的距离，你的理解没错，20万光年就是以光速跑20万年的长度。

银河系的直径大约10到18万光年。

其中银晕大约18万光年，在银晕外面还存在着一个巨大的呈球状的射电辐射区，叫做银冕，银冕至少延伸到距银心32万光年远。

光速大约每秒30万公里也没错，并且真空中的光速是已知最快的速度，没有任何具有质量的物质可以超过这个速度。

说道测量银河系的跨度或者遥远天体的距离，方法有很多，也较复杂，我简单介绍几种。

太阳系内的距离测量就不说了，人类的探测器已经飞到柯伊伯带了，这个距离内可以测量的很精确了。

对于距离太阳系较近的恒星，主要的测距方法是视差法。当地球绕着太阳公转时，邻近恒星的位置相对于更遥远的背景天体会有些微的变化。这种变化可以转换成一个等腰三角形，地球在太阳两侧的两点间直线是这个三角形的短边，这个短边长度是固定的，就是两个天文单位，三角形的长边则是地球到该恒星的距离。这个角度的改变量非常小，测量出1角秒变化的距离是1秒差距，相当于3.26光年。随着天体距离的增加，测量得到的角度变化值就越小，而这个值的倒数就是秒差距的值。所以通常以秒差距来表示天体的距离，不过在一般的场合与大众化的媒体上，都会将秒差距转换成光年来表示距离。

另一种常见的方法是利用造父变星作为标准烛光来测距。造父变星是一种非常明亮的变星，其变光的光度和脉动周期有着非常强的直接关联性，它是建立银河和河外星系距离标尺的可靠且重要的标准烛光。

还有很多种利用多种天文学规律的方法来测量距离，比如利用威尔逊-巴甫效应，利用超新星等等方法，描述起来比较复杂，这里就不深入讨论了，感兴趣可以搜索各种百科网站上的介绍。

银河系的直径是20万光年，20万光年是什么意思，是以光速跑20万年吗？

银河系是我们太阳系所处的一个巨大星系，其中包含约2000亿个恒星系统，太阳系处在其中的一条支臂－猎户臂上，从大小来看，科学家们应用不同的方法对其持续地进行着测量研究，从最初的10万光年拓展到20万光年，近期又通过应用更加精确的天文观测方法，从银河系外缘更加古老的恒星系统边界，来重新界定银河系的范围，将其进一步延伸到100万光年的区域。不过从目前来看，科学界对于银河系的范围，还是遵循着在没有引起明显引力扰动情况下，对最外侧的恒星系统进行归属界定，认为是20万光年。

20万光年的概念

在通常情况下，我们在衡量两个点之间的距离时，主要是运用直线测量或者通过匀速物体的速度与所经历的时间乘积进行计算，而对于宇宙空间来说，由于天体之间的距离数值实在是过于庞大，运用通常的长度单位，比如公里就显得效率很低，也不便于计算和展示，于是引入了光年的概念。

光年是一个长度单位，即以光速运行一年时间所经过的距离，其数值为9.4608万亿公里，即63240个天文单位。比如以奥尔特云的外侧边界界定太阳系的直径，其值为3.2光年；半人马座α星，即比邻星的主星距离地球4.3光年；仙女座河外星系，距离地球254万光年；可观测宇宙的半径465亿光年，等等，运用光年这个距离单位，可以比较轻松地表达出宇宙天体之间的距离。

相对静止的参照系

我们在衡量光年的距离时，是以地球为参照系来进行测量和计算的，也就是说将地球作为一个静止的参照系，由于光速在真空中的速度是恒定的，因此只需要了解光的运动时间，就可以直接计算出光在一定时间段内所移动的距离大小。比如，我们在测量月球与地球距离时，就是通过向放置在月球上的反射镜发射激光，然后精确测算激光发射时与返回光线到达地球时所经历的时间就可以计算出最终的结果。

按照爱因斯坦的狭义相对论，在不同的惯性参照系中，对相同处于运动状态的物体移动所造成的空间变化和时间变化，会有不同的结果，也就是说时间和空间，在不同的惯性参照系内不具有统一性和同时性。

从长度上看，在一个运动参照系内，对其中物体的长度进行测量，要比处在静止参照系内测量的同样物体的数值要小，而且运动速度越快，这种缩短的程度就越明显，而当速度达到光速时，测量的结果就会变为零。

从时间上看，在一个运动参照系内，对其中物体运动所经历的时间进行测量，要比处在静止参照系内测量的时间结果要短，而且运动速度真快，这种缩短的程度也越明显，当速度达到光速时，无论距离大小，那么其所经历的时间也会变为零。

以上就是著名的“尺缩”和“钟慢”效应。处在不同惯性参照系内对空间和时间的测量结果，可以应用洛仑兹变换进行求解。因此，我们定义的光年距离，是以地球为参照系来进行测量的，因为地球相对于光的运行，可以视为一个相对静止的参照系。而假如在光的运行参照系内进行测量，无论多远的距离，其所经历的空间位置变化为0，所经历的时间也为0，就失去了观测的意义。

银河系直径的测量方法

对于像非常宏大的星体距离测量，我们就不能再沿用测量地月之间的距离那样，通过测算光在两点之间运行的时间来进行计算了，一方面，我们不可能在目标点找到合适的光线反射区域，当然更不能去放置一个。另一方面，即使是光线，在非常遥远的两点之间运行，也需要很长的时间，光都能走几年，几十年甚至几万年，我们哪能等得起，因此，需要通过另外的方法进行测量。

天文学界对于测量银河系的直径，主要采用了两种最基本的思路，一种是通过位置或者亮度的变化，结合视觉差异进行计算，另外一种是通过应用宇宙膨胀理论来进行测算。

对于第一种视觉差异法，又分为两种情况：

• 一个是利用位置的变化。即三角视差法，首先需要确定一个处于银河系外缘的恒星，然后选择一个时间点对其进行观测，记录其在宇宙空间中的具体位置。而当地球围绕太阳公转到另外一侧时，再对其进行观测，也记录下目标恒星在空间中的位置。那么在银河系的背景之下，这颗恒星的位置是相对不变的，那么我们就可以应用三角函数的几何方法，将日地距离、两次观测的角度代入这个几何图形中，进而近似地求出银河系边缘恒星与地球的距离，继而推算出银河系的直径。

• 另一个是利用亮度的变化。这就涉及到造父变星的概念，即恒星亮度会因某种自身原因发生周期性变化的一种特殊的恒星。我们通过长期的持续性观测，可以测量出它的光变周期具体时间数值，一般情况下其光变周期在几个小时到数十天。而造父变星的光变周期越长，则视星等越亮。科学家们于是从这种对应关系上，就可以测算出目标天体与观测点之间的距离。

对于第二种宇宙膨胀测算法，其主要计算过程是，根据已经测算出的河外星系与地球的距离，运用哈勃提出的“视向速度与距离之间呈线性正比关系”的结论，通过在地球上接收到的目标恒星发出的光谱，再以多普勒定律计算其与地球的退行速度，最后除以哈勃常数，即可得出目标恒星与地球的距离。

总结一下

在空间尺度较大的宇宙空间中进行距离的测量，我们无法像短距离测距时，通过光线传输所需要的时间进行测量和计算，而必须借助于一定的天文观测方法进行换算，而银河系的直径，正是通过使用空间位置或者光变周期变化引起的视觉差，或者应用宇宙膨胀的退行速度来进行间接计算的。