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银河系到底有多大？如果银河系缩小成地球，那太阳系有多小？
我们晚上抬头看见的恒星数量一般只有6000多颗，在地球可以明显看到一条朦胧的白光带，这也是我们常说的银河系，事实上，这些白光带基本上来自英仙座旋臂。
人类肉眼可见的银河系只是银河系很小的一部分。
我们现在普遍认为银河系的直径在10万到20万光年之间。但是最新的观测数据加入了暗物质，那么银河系可延伸的引力范围就达到了200万光年。
至于银河系具体有多大，目前还存有争议，大部分科普文都是比较保守，通常采用10万光年作为银河系的直径。事实上，银河系极有可能直径超过200万光年。
200万光年是什么概念？我们可以用太阳系作为对比，距离太阳系最近的恒星系是比邻星，距离大约有4.22光年，所以太阳系的引力范围一般只能延伸到2光年远。所以一般认为太阳系的直径为2光年，半径为1光年。
不知道是巧合还是必然，人类要想飞出太阳系，刚好就是飞出一光年远的距离。
旅行者一号是人类发射的最早的星际探测器，旨在飞出太阳系。
旅行者一号的速度必然是大于第三宇宙速度的，飞行速度大概维持在17.062公里／秒。太阳系的半径，也就是一光年大概有9.46万亿公里。
旅行者一号要飞出太阳系则需要横跨一光年的距离，至少需要17645年。
银河系的直径200万光年，太阳系直径2光年。太阳系和银河系直径是1:100万。
最形象的案例是将太阳系对比成一米长度的中华田园犬。那么银河系的直径就相当北京到西安的距离。
在银河系中找太阳系就相当在半个中国的面积里寻找一只中华田园犬。
如果银河系和地球一样大，则半径就会从100万光年（946亿亿公里）缩小到6400公里，缩小了1478万亿倍。
太阳半径为69.63万公里。如果缩小同样的倍数，那么半径则为4.7×10^-7米。大约为470纳米，相当于0.47微米。
而细胞的半径一般在2到100微米直径。所以如果银河系和地球一样大，那么太阳就比细胞还小。
人类未来是否有可能飞出银河系？事实上，对于这一问题，很多科学家都表示不可能。
如果没有虫洞或者曲速引擎，人类将永远无法飞出银河系。
银河系是个圆盘状星系，直径至少10万光年，但是银河系的厚度比较薄，其平均厚度只有1000光年，中心厚度可以达到1.2万光年，边缘厚度只有上百光年。
我们抬头仰望星空看到的银河系正是银河系边缘区域的厚度，只有大概1000光年的厚度。
其中最亮眼的部分是人马座星云，距离地球大约7800光年远。
所以穿越银河系只能从银河系的垂直面出发，从太阳系到银河系盘面的距离大约只有1000光年，按照旅行者一号的飞行速度，是不可能逃离银河系的。
我们知道第一宇宙速度为7.9km／s，是飞行器发射的最小速度，也是绕地公转的最大速度。
第二宇宙速度是逃离地球的最小速度，起码需要11.2km／s。
第三宇宙速度是逃离太阳系的最小速度，起码需要16.7km／s。
而旅行者一号的速度只有17km／s，只能飞出太阳系。
要想飞出银河系，就需要挣脱银河系的引力束缚，也就是需要达到第四宇宙速度。
由于科学家还没有完全精确测量出银河系的质量，目前只能预估第四宇宙速度在110km／s～120km／s。
所以人类发射的探测器要想飞出银河系，至少需要110km／s的速度。如果要维持这样的速度，传统的石油燃料是无法提供足够的动力的。至少需要核聚变动力的宇宙飞船。
以110km／s的速度只要跨越银河系的厚度距离，也就是1000光年，就可以飞出银河系。按照这样的速度，飞出银河系只需272万年。
而如果平行于银河系盘面飞行，要逃离银河系，至少需要2亿7万年。
所以，人类不管怎么飞，都是无法逃离银河系的。而我们寄希望的虫洞在爱因斯坦看来只是广义相对论引力场方程式中的数学伎俩，并不对应物理现象。到目前为止，人类还没有找到任何证明虫洞存在的确凿证据。
如果虫洞被证伪，剩下的只有超光速曲速引擎了。但是这也只是一种理论上的预言，如果未来的物理理论也否定了曲速引擎，那么人类将永远被锁死在银河系。
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银河系直径10万光年，人类能穿越吗？我们可能永远走不出银河系
我们能穿越银河系吗？
科学家眼中的“假想”银河系
根据哈勃太空望远镜的数据，宇宙中至少有1000亿个星系，但我们对自己身处的银河系都没有完全了解透彻，虽然它“只是”一个中等大小的星系，但银河系内包含数十亿颗恒星和数十亿颗行星，它们都围绕着一个超大质量的黑洞运行。
我们能看到这个壮观的螺旋中的每一颗星星吗？穿越银河系需要多长时间？
由于太空中的所有物体都在移动，实际上我们现在正在穿越银河系。
地球可以以每秒29.79公里的速度绕太阳运行，太阳系绕银河系中心运行的速度更是惊人，达到每秒250公里。以这种速度，我们绕银河系一圈大约需要2.3亿年，也就是所谓的“宇宙年”。
地球大约诞生在45亿年前，也只是环绕银河系运行了19次，或者20次。银河系的直径至少有105000光年，由于光年的长度为8.8万亿公里，这使得银河系从一端到另一端的距离超过965万亿公里，实际上这是一个保守的估计。
其他的研究表明，银河系的星盘可能达到20万光年，因为天文学家发现，围绕银河系中心运行的恒星的位置比我们之前认为的，可能还要远得多。这意味着，一个以光速行进的光子需要20万年才能穿过银河系。
不过，与光子不同，人类不能以光速行进，虽然20万年在宇宙的历史上并不算什么，但对我们来说已经是一个天文数字。现代人类也只是在20万年前或是30万年前才进化而来的。既然我们不能以光速行进，却仍然想要穿越银河系，我们还有什么其他选择？
地球上最常见的交通方式是汽车，现在全世界有超过10亿辆汽车在公路上行驶，我们假设汽车可以飞行，如果你以每小时96公里的速度驾驶一辆汽车，你将需要2万亿年才能穿越银河系，幸运的是，我们有一些速度更快的飞行器可以用于太空旅行。
旅行者号太空探测器可以以每小时5600公里的速度穿越太空，但我们仍需要大约20亿年的时间。我们还能更快吗？
旅行者1号探测器
在2016年，朱诺太空探测器达到了26万公里每小时的峰值，这还是因为受到木星引力的影响，但是，如果我们能以某种方式保持这种速度，穿越银河系只需要大约4亿年。
还有帕克太阳探测器，被美国国家航空航天局赋予探索太阳的开创性任务，天文学家认为在它的旅程完成时，帕克可以达到每小时43万英里的速度，如果能够保持下去，我们只需要1.5亿年就可以完成我们的旅程。
但是，利用太空探测器的速度来进行这个特殊的实验，还是存在很多问题的，尤其是空间探测器太小了，没有足够安全的空间来容纳人类，这在一定程度上限制了我们使用太空探测器来穿越银河系。
帕克太阳探测器
那么，我们还能怎么做呢？目前，“世代”飞船被认为是我们最好的选择之一。
理论上讲，一个能够容纳数千人的巨大方舟是可以在银河系中漂流的，当然“世代飞船”也不能回避人类寿命的长短问题，在船上每个人都会随着时间变老，都会死去。
有些人可能永远也看不到一颗新的行星或恒星，可能飞船上的人已经换了一代又一代，但他们仍然有机实现穿越银河系这一目标，他们每离开地球一英公里，就会进入到完全未知的领域！这段极其缓慢的旅程将比人类已经存活的时间要长得多。
宇宙飞船
因此，在一艘宇宙飞船中囚禁了几个世纪之后，我们的物种可能会发生变化，当飞船到达目的地时，飞船上的人类可能已经和留在地球上的人类走上了完全不同的进化道路，如果有一天他们以某种方式相遇，可能都没法认出彼此。
再往远了说，“世代”飞船上的人和留在地球上的人甚至可能会随着时间的推移而忘记彼此。
也许还有另一条路，许多科幻文学作品和影视作品中都有提到“冬眠”，这是一种将人体的机能降低到最小消耗的方式，让人“睡着”，这可以确保宇航员在长途旅行中存活下来。
在现实世界中，它被提议用于各种的任务，无论是相对较短的火星之旅，还是更远的真正的深空旅行。理论上讲，“冬眠”意味着地球可以用比一艘巨大的一代飞船更小更快的运载工具搭载船员，只有在遇到确实有趣的东西的时候，才把他们从冬眠中唤醒。
不幸的是，目前，“冬眠”比起科学事实更像是科幻小说，但这并不意味着我们不可以提出类似的解决方案，还有一个问题是，如何决定什么样有趣的东西值得船员“醒来”呢？这也有待讨论。
在穿越银河系的旅程中，我们会停下来检查每一颗行星，每一个外星太阳系，每一个黑洞吗？
银河系至少包含1000亿颗行星，即使忽略中间的航行时间，把一天时间花探索一颗行星上，那就是1000亿天，这本身就超过了2.5亿年。
如果我们只去拜访可能适合居住的行星，或者类地行星，这个数字仍然很大，银河系中可能有超过400亿个符合条件的星球，所以至少需要3000万年，而人类平均寿命为72岁，宇航员候选人在美国接受训练前的平均年龄为34岁。如果每个宇航员都工作到死，他们可能平均有35年左右的探索时间，即12775天。
在一个假设的时间，一天访问一个行星是可能的，即使以物理上可能的速度旅行，这个特殊的旅程仍然需要20万年才能完成。
所以，也许探索银河系的最好方法就是简单地，仰望夜空。
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从不同的角度分析一下宇宙中质量最大的物质是什么
有人提出这样一个问题：以宇宙为范围，已知什么物质质量最大？
这个问题没有规定前提，因此有多种解答。我想可以根据这么几个不同的侧面来考量：宏观天体、元素、微观粒子。
宏观天体是人类能够观测到宇宙中最大的事物，这里面又可以分为几类：天体结构、星系、黑洞、恒星。
天体结构有多个层次，如果从地球算起，就有地月系、太阳系、银河系、星系群（团）、超星系团等。我们地月系统只占太阳质量的0.0003%；我们太阳系引力影响半径约1光年，太阳质量就占了整个太阳系的99.86%；银河系直径20万光年，包含2000~4000亿颗恒星，质量为太阳的2100万倍。
银河系是本星系群中约50个星系中的一员，不过占有老二的位置；本星系群又是超星系团中约100个星系中的一个小团体，而这个超星系团中的老大室女座星系团，就包含了2500个星系以上；在本超星系团之上，是拉尼亚凯亚超星系团，这个超大星系团拥有10万个星系，覆盖范围达到5.7亿光年，而现在发现宇宙中还有更大的天体结构，一个叫“武仙~北冕座长城”的天体结构长达100亿光年，是目前被认为最大的天体结构。
但总体上来说，星系还是被认为宇宙中较为紧密的基本天体结构单元。星系是由于引力相互作用结合在一起各种天体的集合体，包含演化过程中的恒星、恒星残骸（白矮星、中子星、黑洞等）、气体的星际物质、宇宙尘和暗物质等。星系一般由几百亿颗到几千亿颗恒星等天体组成，大的星系也有数万亿颗恒星的。
现在已知最大的星系是距离我们10.45亿光年的IC 1101星系，是阿尔贝2029星系群的中心星系，直径约为400万光年，是银河系的20倍，包含恒星100万亿颗。
如果要说单个质量的最大天体，就是黑洞莫属了。我们银核系中心有一个黑洞，其质量约太阳的400万倍。但这个黑洞在宇宙中完全就是小儿科，我们本超星系团的M87星系中心黑洞，距离我们5500万光年，质量为太阳的65亿倍；而迄今为止最大的黑洞是在一个距离我们104亿光年，叫TON 618的类星体中心，这个黑洞质量达到太阳的660亿倍，史瓦西半径为1920亿千米，也被认为是迄今为止人类发现最大质量的单一天体。
恒星就比黑洞小多了，目前发现最大的恒星是距离我们16万光年，藏身于大麦哲伦星系中的R136a1恒星，质量是太阳的约300倍。
但这些天体大小严格意义上来说，不能算作最大“物质”，物质从本质上来说，是由原子组成，什么样的原子就会组成什么样的物质，可以说物质是原子的集合体。组成各种物质的分子也可以是单体原子，也可以是多种原子的化合物。因此真正意义上的物质应该是元素。元素是单种原子的总称，原子是元素的最小单位。
目前人类已经发现了118种元素，其中26种由人工合成。这些元素最轻的是氢，原子序数为1，原子量也是1；最重的元素是金属锇，原子序数为76，原子量为190.2。
氢的密度为0.00008342克/cm^3，锇的密度为22.6克/cm^3，后者是前者密度的27万多倍，是地球上存在单位质量最大的物质。金的密度为19.32克/cm^3，铂的密度为21.45克/cm^3，是次于金属锇密度的金属。
宇宙中还有一种物质，严格意义上来说已经不属于人类认知的任何物质，就是白矮星和中子星上特殊状态下的物质。白矮星上的物质状态就是在极强大的引力压力下，把原子压碎了，电子离开了原子核成为自由电子，原子核挤在一起；中子星上的物质状态是原子核也被压碎了，电子与质子压在了一切，变成了中子，这样整个星球就变成了一个由中子组成的大中子核。
这两种特殊状态的物质在地球上没有，也无法制造。白矮星物质密度高达1000000~10000000克/cm^3，也就是每个立方厘米1~10吨；中子星密度更是惊人，是白矮星的1亿倍以上，每个立方厘米达到1~20亿吨。
密度更大的东西（已经无法称为物质，甚至不是我们这个时空的东西了）就是黑洞奇点了。那里的东西无法用现有科学解释，只能用无限来说明，无限密度。这是因为奇点已经变得无限小，既然无限小到无法衡量，那密度也就无法衡量了。但如果按照黑洞的史瓦西半径来计算密度，就是一个很小的密度了，这样越大质量的黑洞密度就越小。
物质的定义还有一种微观定义，这就是粒子。粒子是人类认知构成物质的最小最基本的单位，是组成原子的基础，是不改变物质属性前提下最小体积的物质。根据作用力不同，基本粒子分为夸克、轻子和传播子三大类。
现在人类已经发现了400多种粒子。夸克分为上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克六种，夸克组成的粒子叫强子，包括质子、中子、介子、超子；轻子主要有电子、电子中微子、谬（u）子和谬子中微子、陶（T）子和陶子中微子等；传播子又称媒介子，主要有光子、胶子、引力子（未证实存在）等。
这些粒子中，传播子被认为没有静质量，质量最轻的是电子中微子，最重的是顶夸克。电子中微子质量极小，但认为不为零，而顶夸克的质量达到173.1 ± 0.6 GeV，与钨原子质量相当，是质子质量的200倍，是顶夸克的100万亿倍！
粒子物理学家们认为，粒子本来没有质量，是一种叫做希格斯玻色子的粒子与其他粒子的相互作用才使它们产生质量，因此这种粒子被号称为“上帝粒子”。这里面的机制很复杂，就不在这里扯了。
这就是我们宇宙物质质量最大从不同角度的分析，欢迎讨论。
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你是不是一直记得银河系的直径是10万光年？是的，很多年前的就数据是这样，但今天我们来看看新研究数据如何？我们的家银河系，比之前想象的要大。一项新的研究表明：一艘以光速飞行的宇宙飞船需要20万年才能穿越整个星系。研究人员在分析了恒星中金属(重元素)的丰度后得出了这一发现。当科学家们越过先前假定的银河系圆盘边界时惊奇地发现，恒星的成分与圆盘状恒星相似。加那利群岛天体物理研究所的研究员卡洛斯·阿连德在一份声明中说：已经证明，有相当一部分的恒星具有更高的金属度，即盘形恒星的特征，比先前假定的星系盘半径的限制要远得多。
一项新的研究表明银河系的恒星盘比之前认为的要大，它至少延伸到图中的内虚线圆，并可能延伸到更远的地方。图片：R. Hurt, SSC-Caltech, NASA/JPL-Caltech
这项新研究估计银河系的圆盘直径为20万光年。过去的研究表明银河系直径在10万光年到16万光年之间（一光年是光在一年中传播的距离，大约6万亿英里或10万亿公里）。为了让这一发现与我们太阳的位置保持一致，天文学家说，新发现的圆盘形恒星距离星系中心距离是太阳的三倍。该研究小组在声明中补充说：在大约四倍的距离之外，可能还会有更多的圆盘恒星星。
研究人员分析了阿帕奇点天文台银河演化实验(APOGEE)和大空域多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)的观测数据，得出了这一结论。恒星的光谱是把它的光分解成不同的颜色。通过分析颜色的图案，科学家们了解了恒星中存在的元素。这并不是科学家第一次修改星系的参数。最近对仙女座星系的研究表明，质量实际上和银河系差不多，而不是更大。这影响了这两个星系的运动预测，因为它们将在40亿年里不可避免地发生碰撞。这项新研究发表在《天文学与天体物理学》上，由IAC研究员马丁·洛佩兹-科雷埃拉领导。
