今天，我们尝试从尺度来理解天文学可以“有多大”。

天文学之大，常常超乎想象：大到难以用日常数字来形容，只能用比喻来感受。

离地球最近的恒星是比邻星，距离约4.2光年——这意味着哪怕是乘坐一艘以光速飞行的飞船，也需要4年多才能抵达。我们的“家园”银河系直径约为10万光年。美国于1977年发射的旅行者1号探测器，以每秒约17公里的速度飞行40余年，如今距离地球约170AU（AU为日地距离），仅仅走了不到1个“光日”（约0.0027光年）的路程；若以此速度横跨10万光年的银河盘面，需要超过17亿年的时间。以此来审视宇宙距离之遥，可以说人类目前全部深空足迹，甚至尚未跨出“自家庭院”。

就数量而言，同样令人震撼。即便用地球上所有的沙粒来计数，或许仍不及宇宙中星辰总数的百万分之一。根据估算，地球上所有沙滩和沙漠中的沙粒总数，大约在1018～1020粒之间；银河系的恒星数量约为1000亿～4000亿颗，而在可观测宇宙中，类似银河系的星系总数大致为2000亿～2万亿个，据此保守估算，仅仅宇宙中的恒星总数即可高达1022～1024颗。可以设想，每一个像素般的光点，都可能是一个正在燃烧的太阳系。

这还不够。宇宙未知领域之广，远远超出人类迄今为止建立的认知。我们通过引力效应得知，构成星系、维系宇宙结构的主要是一种看不见的暗物质，其总质量约为普通物质的5倍。而驱动宇宙加速膨胀的暗能量，约占宇宙总质能的68%。根据普朗克卫星的精密测量，宇宙的组成为暗能量约68%、暗物质约27%、普通物质约5%。也就是说，我们由原子构成的一切——星辰、山河与我们自身——只占宇宙的“冰山一角”。这正是天文学的魅力，在“已知的5%”中抽丝剥茧，去逼近那95%的未知。

纵观人类与星空的互动：早在远古时代，先民就通过观象授时来指导农耕，古巴比伦人在泥板上刻下日月运行周期，及至张衡的浑天仪与地动仪、郭守敬的简仪与《授时历》，到哥白尼的日心说开启近代科学、牛顿的万有引力揭示宇宙运动法则，天文学不断以新工具拓展边界。直到20世纪，天文学研究进入快车道，相对论提供了全新的理论框架，“大爆炸宇宙论”描绘了整个宇宙的起源与演化史。

中国是世界上天文学起步最早、发展最快的国家之一，进入21世纪，中国天文学更是在多个方向上实现跨越式发展：郭守敬望远镜（LAMOST）推动银河系考古，被誉为“中国天眼”的FAST（500米口径球面射电望远镜）以超高灵敏度探索射电宇宙，悟空号暗物质粒子探测卫星开展暗物质粒子探测；行星科学方面，嫦娥六号实现月球背面采样返回，天问一号探测器完成火星环绕着陆巡视，以及羲和号太阳探测卫星开展太阳物理观测——这些装置共同丰富了我们对地月系统、太阳系与银河系的认知版图。

本期《知识就是力量》杂志希望带你系统了解中国天文的最新进展与原创贡献，领略中国为全人类天文事业贡献的东方智慧。也许下一项颠覆性发现，正出自阅读杂志的你！