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如果只看銀河系的圖片，會發現銀河系就像一片煙雲，這一片煙雲能有多重呢？它的總質量遠超出我們的想象。

我們生活在地球上，常常覺得地球都已經大得沒邊兒了，這個巨大的巖質星球直徑就達到了12,756公里，我們開車跑一天，通常也就跑1~2個省的長度，從我國坐飛機飛到美國也需要近10個小時，地球的質量為5.965×10^24公斤，或者說是近60萬億億噸，這主要是根據萬有引力公式中引力與質量成正比，與距離的平方成反比計算出來的，知道力的大小（測量）和距離（測量）就很容易求得地球的質量，再用質量除以體積就能知道地球的平均密度為5.52克/立方厘米。第一個稱量出地球質量的科學家是英國的卡文迪許，他用的就是這類的方法，當時得出的誤差並不大，去年美國科學家又重新稱量了地球的質量，比上面的數值略小一點，但相差不大。

然而如此巨大的地球也只是太陽系中一顆較小的行星，木星、土星、天王星和海王星都要比地球的體積和質量更大，其中木星的體積是地球的1300倍，質量是地球的318倍。

然而太陽質量和體積又比木星大了1000倍左右，太陽的體積是地球的130萬倍，質量是地球的33萬倍，約為1.9891×10^30千克，佔了整個太陽系可見物質總質量的99.86%，它的巨大已經讓人難以想象了。

然而我們的太陽又只是銀河系數千億個恆星中的一個，我們看銀河系的圖片就像一片煙雲，太陽就是這片煙雲中的一粒塵埃，太陽的質量在銀河系恆星質量排名中屬於中等偏上，因為銀河系大部分恆星都是紅矮星和黃矮星，紅矮星質量在太陽的8~50%之間，黃矮星的質量在太陽的50~80%之間，但是也有很多恆星的質量是太陽的幾十倍甚至上百倍，所以我們也可以說太陽的質量在銀河系恆星中屬於中等，那麼這樣看的話，銀河系的總質量將是太陽的數千億倍。

但是天文學家們還是想到了一些測量銀河系質量的方法，比如通過銀河系邊緣恆星的質量、軌道速度、與銀心的距離來計算銀河系的總質量，這樣計算出來的銀河系總量約佔太陽質量的8000-9000億倍之間，去年又有美國天文學家認為可以用銀河系的衛星星系的運行情況來計算銀河系的總質量，比如距離銀河系很近的大麥哲倫星系和小麥哲倫星系，都會受到銀河系的強大引力作用，甚至會產生飛向銀河系的恆星流，那麼通過測量衛星星系以及恆星流的質量和角動量，也能間接測出銀河系的總質量，而且這種方法比測量銀河系外圓的恆星角動量相對更準確一些，計算結果發現銀河系的總質量大約為太陽質量的9500億倍以上，或者說接近1萬億倍，實在太大了。

由於強大的引力場會影響附近空間的物質，所以銀河系也在吸引著附近的天體物質融入銀河系中，天文觀測發現有多個衛星星系正在銀河系的引力控制下融入銀河系中，因此我們也可以說銀河系的質量一直是處於增加中的，所以它的質量也會越來越大。

人類的方向

我們要有點大概的科學常識。

首先，在物理學上，重量與質量是絕對不同的概念。地球上一千克的質量是一千克的重量，但是，如果一千克的鐵球拿到月球上，質量沒變，但是重量卻成了一千克的四十九分之一。同樣，如果拿到太陽上，質量也沒變，但是重量卻成了一千克的大概三十三萬倍。所以，重量是個變值，提問銀河系的總重量的提法是不對的。只能問銀河系的總質量是多少！

其次，銀河系雖然在宇宙中形同塵埃，但是相對人類的觀察能力而言，銀河系又太大了。對於銀河糸的物質組成，用管中窺豹比喻一點兒也不為過。只能是個大體猜測。據科學家猜測，銀河糸總質量大概為太陽質量的七千億至兩萬億倍，空間太大了。所以到今天為止，人類既不知道銀河系總質量，更不知道銀河系的逃逸速度，但是，總之與人類而言，這兩個數值很大就是，大的超出了想象，是一個無法想象的數值。

再一個，愛因斯坦創立的廣義相對論，論證了引力是質量造成的時空扭曲，所以，萬有引力是不存在的。我們也大概明白，銀河系的總尺寸與恆星的點綴反映了銀河系大部分是虛空，而原子同樣也大部分是虛空，再往下再細分，到粒子，色子級別，仍然大部分是虛空，是否繼續細分下去，到底小到多少才不是虛空？量子級別能否再細分下去？我們並沒有明確答案。

愛因斯坦告別了人類固有的時間，空間感覺發現了萬有引力的真諦，人類若不能告別質量，重量等等感官的感覺也永遠無法認識到物質的本質，物理的本質。

全是大實話

銀河系的質量一般被認為有2000億-4000億個太陽質量，更精確的答案我們還不得而知。

就連我們熟知的銀河系直徑，由新的研究表明也，這一數值不再是10萬光年，而是15萬光年，但以後可能還會再變，畢竟沒有人立於銀河系之上真正觀察過。

我們人類目前對於銀河系的觀察，更多的是從側面用不同的波段“看”整個銀河系。

許多細節我們掌握的都不是很精確，甚至是銀河系到底有幾條懸臂也一知半解。

它們都是我們獲取銀河系質量的重要參數，知道的參數越少，測量的結果誤差自然更大。

除了這些，另一個更加棘手的問題是暗物質的存在，這些我們只有神秘的物質我們對它們的研究也才剛剛開始。

據估計，暗物質在整個銀河系中大量分佈，質量可能是可見物質的幾十倍，它對於維持整個銀河系的穩固有這很大的作用。除了銀河系之內，還有更廣大的暗物質暈包圍了整個銀河系，如果把它們也算做銀河系的一部分，關於銀河系有多重，會更加的複雜。

所以這樣看來，真實的銀河系有多重，我們是不得而知的。

科學新視野

經常見到問銀河系有多大？第一次見銀河系有多重這個問題，銀河系其直徑在150000到200000光年之間，這是我們通常所說的恆星盤面直徑，還沒有考慮暗物質！其平均厚度約為1000光年，這麼大的銀河系質量到底是多少呢？

如果要計算質量的話那麼必然要考慮暗物質，當然計算方法的不同會導致結果有著很大不同，按最低來說銀河系的質量為5.8×10∧11個太陽質量（M☉），要知道在銀河系雖然恆星數以千億記，還有不同恆星系的其它星球，再加上大量塵埃加起來這些可探測物質可能也只佔了15%左右，而大部分質量似乎是暗物質，一種未知的、不可見的物質，與普通物質在重力作用下相互作用。

其實暗物質暈相對均勻地分佈在距銀河系中心100000秒差距（kpc）以上的距離上。因此根據數學模型就可以算出暗物質的質量，並且因為軌道速度取決於軌道半徑內的總質量，所以2014年發表的一項研究，整個銀河系的質量估計為8.5×10∧11個太陽質量M☉。

而2018年的一個研究中根據測量衛星星系以及恆星流的角動量，利用角動量守恆的原理計算銀河系質量得出質量為9.6×10∧11M☉，這種方法目前看來較為可靠。

總之這類計算只能是大概估計，因為涉及體系太大，技術難度等限制可能不同方法計算結果有所差距，但在數量級上一般是相同的。

科學認識論

答：目前對銀河系質量的測量，還存在較大的爭議，各種測量方法得出的結果有偏差，但是基本都在5000億~15000億倍太陽質量之間。

天文學還沒有一個精確測量銀河系質量的方法，而且銀河中的普通物質，佔了銀河系總質量的大約15%，另外還有大約85%的暗物質。

我們可以根據銀河系的觀測模型，估算出銀河系恆星的數量，然後乘以恆星質量的平均值，就可以得出銀河系恆星的總質量，不到1000億倍太陽質量，這樣的辦法無法統計暗物質、黑洞、流浪行星等等質量，得出的誤差非常大。

暗物質不發光很難被觀測到，唯有通過引力作用才能探測到暗物質的存在，天文學觀測發現，銀河系邊緣的恆星運動速度，比模型預測的要高很多，目前主流解釋是受到暗物質的影響。

如果通過銀河系邊緣恆星的運行速度來估算銀河系質量，大約是8500億倍太陽質量（包括暗物質），該測量方法也具有較大的不確定度。

在2018年，美國天文學家使用了一種新方法，測量出銀河系質量大約是9600億倍太陽質量，該方法原理：在銀河系周圍存在很多衛星星系，這些衛星星系的受到銀河系引力的影響，衛星星系中的一些恆星會被拖拽出來，形成恆星流。通過研究恆星流的運動情況，就可以得到銀河系總質量的信息。

以上各種測量方法，得出銀河系質量相差較大，從各測量結果來看，銀河系質量應該在5000億倍~15000倍太陽質量之間，今後隨著觀測數據的增多，銀河系質量應該會有更準確數值。

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艾伯史密斯

由於我們身處銀河系之中，並且銀河系的範圍又很大，想要測出銀河系的總質量不是一件容易的事情。根據不同方法測出的銀河系質量有一定的偏差，從最輕的8000億倍太陽質量，到最重的1.5萬億倍太陽質量。

銀河系中最容易被我們觀測到的是恆星，因為它們會發光，據此可以測量出恆星的距離和質量。但即便統計出銀河系中有多少恆星，也無法精確測量出銀河系的總質量。因為銀河系中還有大量的星際塵埃，它們本身不會發光，只能依靠反射恆星光或者受到恆星輻射的激發而發光。

然而，能夠用各種波段的天文望遠鏡探測到的普通物質只佔銀河系總質量的15%，另外85%是那些十分神秘的暗物質，它們無法用電磁波手段探測到，只能藉助於引力的方法，因為暗物質可以產生引力作用。

理論上，通過測量銀河系邊緣恆星的運動速度以及它們與銀河系中心的距離，可以估算出銀河系的總質量。銀河系中的恆星都會繞著整個銀河系的共同質心（銀心）旋轉，它們的軌道速度與其軌道之內的銀河系質量直接相關。根據這種方法測出的銀河系總質量大約為太陽質量的8500億倍，其中恆星的總質量大約為太陽質量的500億倍。

在2018年，亞利桑那大學的天文學家提出了一種新的方法來給銀河系稱重[1]。銀河系周圍存在不少的衛星星系，例如，肉眼可見的大、小麥哲倫星系，它們都在繞著銀河系運動。由於受到銀河系的強大引力作用，離得較近的衛星星系中的恆星會被拽出來，從而產生恆星流。通過測量衛星星系以及恆星流的角動量，就能間接測出銀河系的總質量，因為角動量是守恆的，所以這種方法更為可靠。結果表明，銀河系的總質量大約為太陽質量的9600億倍。隨著觀測數據的增加，這種測量方法的精度也會進一步提高。

參考文獻

[1]Ekta Patel, Gurtina Besla, et al., Estimating the Mass of the Milky Way Using the Ensemble of Classical Satellite Galaxies, Astrophysical Journal, 2018, 857, 78.

火星一號

經常看到銀河系多長，多大，直徑多少，第一次看到有人問銀河系多重。銀河系直徑（含暈）在15萬光年以上，其大小可能與仙女星系相仿。約含有2500億顆恆星，其質量大約是太陽質量的2100億倍。

不過這個2100億倍，算的是銀河系可見物質的總量，據科學家的發現，除可見物質外，還有著暗物質與暗能量，暗物質與暗能量佔據著宇宙總質量的95%，剩下的5%才是我們眼中看到的宇宙物質，星系、星雲、星際塵埃雲等等。所以，還無法求得銀河系可見與不可見物質的總和是多少。

地球的質量是5.965×10^24kg，太陽的質量是地球質量的33萬倍，而銀河系可見物質質量是太陽質量的2100億倍，那麼銀河系可見物質質量就是地球的69300萬億倍，還是相當誇張的哦。

宇宙又是如此的浩渺，人類可觀測的宇宙大小直徑都是930億光年了，其中含有萬億個像銀河系這樣的星系，我們真的能夠實現暢遊宇宙的夢想嗎？

個人淺見，歡迎評論！

科學船塢

十年磨一劍，就在昨天，天文學家發表了對銀河系質量的精確估算。

質量是星系最重要的屬性之一，精確估算銀河系質量對於超級計算機模擬銀河系與仙女星系未來的碰撞或者融合是非常重要的一個參數呢，雖然我們都活不到那一天，但我們現在就能預測未來數十億年後發生的宏觀天文事件，想想還是挺激動的，天文研究幫助凡人超越自我。但身在銀河系中，反倒讓天文學家們很難精確估算銀河系的質量。此前根據對其它星系的研究，天文學家給出了我們自己所在銀河系的質量範圍，從5,000億~30,000億個太陽質量。這個數字實在過於粗糙。

但就在昨天，《天體物理學雜誌》上發表的一篇論文，經過十年的數據積累，天文學家們認為自己已經能夠較為精確的估算出銀河系的質量，大約為1.54萬億個太陽質量。這個質量的確落在了此前的估算範圍內。這一成就，是通過哈勃太空望遠鏡以及ESA（歐洲航空航天局）發射的專門用來觀察銀河系中恆星運動的蓋亞衛星收集到的數據來獲得的，為了收集這些數據，花了十年時間。

圖示：2013年，ESA（歐洲航空航天局）發射蓋亞衛星，對銀河系進行前所未有地詳細觀測。

ESA發射蓋亞衛星，其雄心壯志是想繪製一個三維的銀河系。蓋亞衛星將測量銀河系數萬光年內的天體在銀河系三維空間中的精確運動軌跡。其工作目標是繪製至少十億個銀河系中的天體運動，包括恆星、行星、彗星、小行星乃至類星體等。正是這些詳細的數據，幫助天文學家估算出了銀河系的質量。因為質量就意味著引力，而引力會影響天體的運動。

由於蓋亞衛星只能觀察離地球數萬光年內的天體運動，想要稱量銀河系的天文學家們還需要更遙遠的天體的運動模式才能真正知道銀河系有多重，因為銀河系的質量絕大部分是由暗物質提供的，而暗物質的分佈不僅是在銀河系中還包括正常物質構成的銀河系的附近，因此要稱量一個完整的銀河系的質量，我們還需要觀察銀河系邊緣天體的運動。這超出了蓋亞衛星的能力，不過好在天文學家有著名的哈勃太空望遠鏡的幫助。

圖示：正常物質構成的銀河系+銀河系附近的暗物質 = 完整銀河系

總之，藉助哈勃太空望遠鏡和蓋亞衛星的幫助，天文學家仔細觀察了數十個球狀星團的運動，並藉助它們估算出銀河系的新質量，還更改了從前對銀河系半徑的估算，將它從大約10萬光年，延伸到129,000光年。

圖示：通過觀測資料生成的銀河系模型，以及它周圍受銀河系引力影響的球狀星團。

天文學家提取了34個距離地球65,000光年的球狀星團的運動數據，它由蓋亞衛星提供。而哈勃太空望遠鏡則提供了另外12個遠離地球130,000光年的球狀星團的運動數據，這項觀察任務斷斷續續花了哈勃太空望遠鏡十年時間才完成，畢竟哈勃太空望遠鏡的任務繁重。

綜合這45個球狀星團的運動軌跡，天文學家們估算出銀河系的最新質量為1.54萬億個太陽質量。這一估算未必是最終估算，隨著技術的進步以及更多數據的獲取，未來可能會再次變動。這正是科學的特徵，一步一步地接近真相。

圖示：紅點代表銀河系中的球狀星團。球狀星團是銀河系中最古老天體集群。

有理由認為所有的恆星最初都誕生在一個球狀星團中，一個巨大的球狀氣體塌縮成為一個球狀星團。但一些球狀星團中的恆星，最終在銀河系中散開了，我們的太陽系就是其一。因此我們附近的恆星非常少。但另一些球狀星團在成型後，卻一直保持相對獨立性，以一個整體在銀河系中運動。研究這些大質量球狀星團的運動，就能幫助天文學家估測銀河系的質量。這類似於，如果知道太陽系中各行星的質量和運功軌跡，就能估算太陽的質量一樣。

謝謝推薦

裸猿的故事

我們不能把整個銀河系放在一個尺度上，但是天文學家已經能夠利用美國宇航局的哈勃太空望遠鏡和歐洲航天局的望遠鏡，得出迄今為止對我們銀河系質量最精確的測量之一。

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根據最新測量，銀河系重約1.5萬億太陽質量(一個太陽質量是我們太陽的質量)。其中只有百分之幾是由銀河系中大約2000億顆恆星造成的，包括位於中心的一個400萬太陽質量的超大質量黑洞。大部分質量的其餘部分都被鎖在暗物質中，這是一種看不見的神秘物質，在整個宇宙中起到腳手架的作用，並將恆星保持在它們的星系中。

幾十年前的早期研究使用了各種觀測技術，為我們銀河系的質量提供了5000億到3萬億太陽質量的估計。改進後的測量值接近該範圍的中間值。

與宇宙中的其他星系相比，新的質量估計使我們的星系更加強大。最輕的星系大約有10億個太陽質量，而最重的星系有30萬億個，或者說是30000倍的質量。銀河系1.5萬億太陽質量對於一個亮度相當高的星系來說是相當正常的。

天文學家利用哈勃和蓋亞來測量球狀星團的三維運動——孤立的球狀島嶼，每個島嶼包含數十萬顆恆星，每個圍繞我們銀河系的中心運行。

儘管我們看不見它，暗物質是宇宙中物質的主要形式，它可以通過對球狀星團等可見物體的影響來衡量。星系越大，它的球狀星團在重力的作用下移動得越快。大多數以前的測量都是沿著球狀星團的視線進行的，所以天文學家知道球狀星團接近或遠離地球的速度。然而，哈勃和蓋亞記錄了球狀星團的側向運動，由此可以計算出更可靠的速度(以及重力加速度)。

哈勃和蓋亞觀測是互補的。蓋亞被專門設計來創建一張銀河系天文物體的精確三維地圖，並跟蹤它們的運動。它進行了精確的全天測量，包括許多球狀星團。哈勃的視野較小，但它可以測量較暗的恆星，因此可以到達更遠的星團。這項新研究將蓋亞對34個球狀星團的測量擴大到65000光年，哈勃對12個星團的測量擴大到130000光年，這些測量是從10年間拍攝的圖像中獲得的。

當蓋亞和哈勃的測量結果像地圖上的圖釘一樣被組合成錨定點時，天文學家可以估計出銀河系的質量分佈在離地球100萬光年的地方。

軍機處留級大學士

銀河系到底有多重？

著是比較難駕馭的話題，因為從無論測測量恆星數量的角度去統計還是太陽系以繞行銀河系公轉速度去統計，總會有各種侷限，因為前者有銀盤面上的大量塵埃遮擋，無法準確估計車核球以及受到遮擋的銀盤質量，後者則是因為太陽系在距離2.6萬光年的位置，似乎精度上仍然受到極大的限制！

蓋亞曾經統計出11億顆恆星的座標，根據這些普適到整個銀河系，平均誤差已經控制在極小的範圍內，但這種累加的方式並不適合銀河系，因為銀河系除了我們看得見的恆星之外，還存在這大量我們所看不到的暗物質！既然是看不到的暗物質，那麼又是如何發現的呢？

因為最早在上世紀二十年代對仙女星系的觀測中發現，從星系自轉的速度以及與星系質量的對比上，自轉速度產生的離心力則遠遠大於星系所能給予引力，按理來說這些位於星系邊緣的天體早就應該被甩入宇宙空間，但事實上它們運行的好好的！因此天文學家懷疑有一種看不見的物質在起著這種骨架作用！

到上世紀中期觀測與測量技術提升之後，對仙女星系的自轉進行了精確的測量，由此發現我們觀測到的物質遠遠低於所看不見的物質，甚至在星系中有高達85%質量的物質我們都無法被觀測到！

但這反而給天文界出了一個新思路，因為隨著觀測技術的進步，我們逐漸發現銀河系周邊有很多愛星系在圍繞銀心公轉，因為在這個尺度上，銀河系的總質量將是據丁這些天體軌道參數的關鍵，因此終於在2018年亞利桑那大學的天文學家用這種方法對銀河系的質量做了重新計算！得出的結果太陽的9600億倍！

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關鍵字: 多重 科學 銀河

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