天文学家是怎样计算出银河系、太阳等天体的质量的？3
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发布时间：2023-10-19 18:13
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时间：2024-12-02 14:43
世界上的大多数物质都是有静止质量的，山石树木如此，你和我也是如此。
一个物质的总质量是由其体积和密度所决定的，而在地球之上，质量最大的物体就是地球本身了。对于地球上包括人类在内的所有生命形式而言，地球是一片无限广阔的空间。
从某种角度来看，“无限广阔”也是一种对事实的描述，因为你永远无法走到地球的边界，因为地球是个有限而无界的球体，这同宇宙的本质很像，不同的是宇宙更大，大得近乎于无限。而我们很容易便能够计算出地球的大小，它是一颗直径为12756公里的大球。
我们不仅知道地球有多大，我们还知道地球有多重，它的质量约为60万亿亿吨，这听起来有些拗口，我们也可以将其表述为5.965*10∧24公斤。
地球的确很重，可是地球的质量，我们是怎么知道的呢？我们当然无法制造出一杆宇宙巨秤，事实上我们也根本无需这样做，只是通过单纯的计算，我们就可以知晓地球的质量。你可能想不到，早在18世纪英国的物理学家卡文迪许就已经求得了地球的质量，而且非常精确，与当代科技所测量的结果几乎相差无几。而计算地球质量所需要的一个最关键的数据就是引力。
任何有质量的物体之间都具有相互引力作用，而引力的大小与质量成正比、与距离的平方成反比，所以通过测定引力和距离，我们就能够得知一个物体的质量，地球的质量简单来讲就是如此计算得出的。
地球对于我们来说很重，而在宇宙中还有很多比地球更重的天体，比如木星的质量就达到了地球的三百多倍，而太阳更是地球的33万倍，而整个银河系的质量就大得更加让人难以理解。根据最新的测量方式所得出的银河系总质量大约为太阳质量的一万亿倍左右，这实在是太大了，但比这更令人好奇的是，银河系的质量，我们是怎么知道的？
要测定银河系的质量是一个复杂的问题，因为银河系包含了太多的内容，星际尘埃、小行星、卫星、行星、恒星、中子星、黑洞等等各式各样的天体都在银河系中大量存在着。
而且我们根本就不知道银河系中天体的具体数量，仅仅以恒星为例，银河系中到底是有1000亿颗恒星，还是4000亿颗恒星，我们就不得而知，所以自然不可能计算所有天体的质量再将其相加。其实测定银河系质量的方法和测定一颗星体质量的方法很像。只是我们要选取一些用于测量的标志物。比如那些位于银河系边缘的恒星。这些恒星的运动无疑受到了整个银河系引力的影响。
通过测定银河系边缘恒星的质量、轨道速度以及距离等等，便可以计算出银河系的整体质量。
但这并不算是特别精确，以此方式计算得出的银河系质量为一个概数，约为太阳质量的8000亿倍到9000亿倍之间。后来科学家们彻底跳出了银河系，意识到在银河系的外面还存在着很多卫星星系，比如我们所熟悉的大小麦哲伦星系就是典型的代表。
这些卫星星系的整体运行依赖于银河系的引力作用，有大量的恒星流从这些星系中飞出前往银河系，通过测量这些卫星星系的恒星流质量与角动量，能够得到更为准确的银河系质量数据。所以最终确定银河系的总质量为太阳质量的一万亿倍左右。当然，随着未来科学的进步，这个数字还会变得更加精确。
