吐槽君
不识庐山真面目，只缘身在此山中。——苏轼
但是想知道银河系的形状，跟看一座山还是稍微有点区别的！因为山需要俯视，而银河系就在我们头顶，我们只需要仰望它，或者仰望其他星系。在地球上我们只需要完全黑暗的夜空和一双敏锐的眼睛，就能看到横跨天空的整条银河系暗带，这至少说明了银河系不是球形的。
那么我们为什么很难获取银河系样貌的信息
想要了解银河系的大小和规模，确实很困难！从很多方面来说，我们了解位于数十亿光年之外的星系比了解银河系要容易得多！这是为什么呢？因为，如果我们不去照镜子，不看自己的影子，我们永远不会看见自己眼睛的颜色（除非有人告诉我们），同样的道理，我们无法从银河系内部清楚地看到银河系！（除非有“小绿人”告诉我们，银河系长什么样！小绿人是外星人） 假如把你困在一栋楼房里，你想知道这栋楼房的整体结构、形状和大小，怎么办？唯一的办法就是逐个房间、通道、楼梯进行仔细地测量，慢慢地整体结构就会出现在你地图纸上，这个过程可能会耗时几个月，但是对于楼外地人呢？一眼就能看出了整栋楼地样子。
我们如何确定银河系的大小和结构
我们身处在银河系中能做的最好的、唯一的事情就是在银河系的内部在不同波段的光线下进行仔细的测量，绘制出恒星、脉冲星和气体云的位置，并尝试构建出银河系在“小绿人”眼中的样子。这个过程也一样极其缓慢，但是我们也确定了银河系的一些最基本的属性，例如：银心、银盘、悬臂和大小。但这些信息对于银河系之外的任何人来说一眼就能看出来。而且我们就算知道了这些信息，还是不知道银河系的整体样貌。
这里我们就能想到，别人可以看银河系，那么我们也可以看其他星系，这就叫照猫画虎！
上图中的星系NGC 6744距离我们2900万光年通常被认为是银河系的孪生兄弟，这其中有很多原因。和银河系一样，在NGC 6744星系有着絮结的 (蓬松的) 旋臂和细长的核心，使它成为一个絮状漩涡星系。有很深的尘埃带（看起来很暗）和一些强烈的恒星形成区域（粉红色），还有一个被主星系扭曲、正在吞噬的小型的卫星星系（如左上方的NGC 6744A）。 NGC 6744星系的直径大约是银河系的两倍，而且正面朝向我们，因此我们能看到更多关于星系悬臂的细节！除了大小以外，简直就是银河系的翻版。所有这一切信息，我们只需要一台望远镜看一眼就知道了。这就是我们知道银河系大小和结构的方法。不仅是NGC 6744，宇宙中还有很多星系与银河系有一些相似之处。
这些星系中的大多数不是正面朝向我们的；像上图中的NGC 2841一样，和我们的视角有一个倾斜的角度。下图中美丽的NGC 4565，完全是侧面朝向我们，距离我们将近4000万光年！这也是我们银河系侧面的样子！ 
那么银河系的圆盘有多厚呢？
我们知道银河系的直径有10万光年，但是银河系的圆盘有多厚呢？中心更厚和NGC 4565一样有球状凸起，但是圆盘的大部分，比如太阳系所在的位置有一个大致均匀的厚度。那么厚度是多少呢？
这个问题即使在今天的科学家中也有争议。有争议的原因是：得到不同的答案取决于你你测量方法的不同。例如：想知道行星盘有多厚，我们可以测量恒星的密度。
恒星的密度
观察太阳系附近得恒星密度，银河系圆盘和中心得恒星密度。我们发现，在银河系平面中心恒星密度最大，约为300秒差距（1000光年），但在任何方向上仍然有大量的恒星，约为900至1000秒差距（更接近3000光年），这给了我们星系盘厚度的估计值6000光年。
如果是这样的话，银河系的规模就像是6张DVD碟片叠在一起的样子。但是如果我们不测量恒星，而是测量星系中的电离气体呢？
电离气体厚度
布莱恩·詹兹勒（Bryan Gaensler）领导的团队在2008年就做过这样的研究，他们观察了一组不同距离和不同星系纬度的脉冲星。科学家想要做的是确定在这些脉冲星和我们之间有多少中间气体，从而确定气体的范围和分布情况。
令人惊讶的是科学家发现电离气体的厚度是星系中恒星厚度的两倍。也就是说银河系的厚度在6000至12000光年之间，这是根据恒星和电离气体分别测出的下限和上限值。这就是我们银河系圆盘的厚度。
虽然我们生活在我们的星系中，整天看着天空，但银河系仍然是我们最不了解的星系之一。这就是我们如何知道银河系形状和大小的方法，
量子科学论
当我们处于一个陌生的房间里，我们可以通过房间的布局、大小、房间里面的装饰等获得很多信息，比如所在建筑的类型（商业、民宅等）、房间主人的喜好等；我们还可以根据窗外的景色、植被、建筑形式、广告牌、太阳的方位等确定地理位置、国家、季节、时刻等信息。我们之所以能够确定这些信息，是因为我们知道这房间和房间所在的地方和我们熟悉的房间和地方遵循同样的规律。
现在我们通常认为宇宙中的其他行星、恒星、星系也是和我们熟悉的地球、太阳、银河系遵循同样的规律，在我们地球上成立的物理规律，放到宇宙的各个角落也是普遍适用的，也就是说物理规律是普适的，这点目前还没有遇到反例。
因此我们可以通过观察其他星系来确定银河系长什么样子。通过观测我们发现星系的外形大致有三种类型，一种长得有点像铁饼，一种是椭球形的，还有一种形状不规则，我们夜空中长长的银河告诉我们，我们的星系是铁饼状的，叫做旋涡星系。
至于银河系的大小和结构，我们可以通过测量银河系内部的一些气体、尘埃云、明亮的恒星、星团等的运动速度和轨道来一点一点的描绘整个银河的全貌，这有点像人造卫星和飞机发明之前，我们可以通过大地测量，一点一点描绘出全球地图一样。正是因为会进行这样的测量和思考，我们人类才不同于地球上的其他动物。
宇宙浩瀚无垠，个人水平有限。如有疏漏，请多指教。
乔小海
的确如此，我们处于银河系中，永远看到的是银河系的侧面，那么那些正面图像的旋臂结构是怎么来的呢？（首先说明一点：你能看到的所有银河系正面图像，都不是真实照片。因为你只有跳出银河系拍摄，才能得到这样的照片，而我们飞的最远的探测器：旅行者1号才刚刚走出太阳系，所以肯定是不可能啦！）
图：1845年Lord Rosse手绘的M101星云，当时还不知道这是一个星系
现在，我们有了众多星系的正面图像，就很容易猜测银河系正面应该是什么样子，再结合观测就可以得到银河系正面的模拟图。
于是，我们终于知道了教科书上的以下内容：银河系是一个漩涡星系，直径10万光年，厚度数千光年，太阳位于距离银河系中心26000光年处。
以上。飞扬60805185
人类是怎么知道银河系的形状的？
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