在經(jīng)典力學(xué)時期，人類盛行機(jī)械??的世界觀，他們對各種事物的劃分是絕對和靜態(tài)的。比如，認(rèn)為物質(zhì)是絕對的實(shí)體，其占有確定的空間和不變的質(zhì)量。

然而，進(jìn)入到二十世紀(jì)，上述形而上學(xué)的死板觀念被打破了。取而代之的，是有機(jī)的統(tǒng)一性，即不存在任何絕對不變的事物。

比如，放射性??元素的被發(fā)現(xiàn)，證明質(zhì)量并不守恒，其僅只是能量的聚集。因此，能量與質(zhì)量都是關(guān)于粒子運(yùn)動的度量。只是它們所描述的粒子存在狀態(tài)不同，前者是離散的，而后者則是封閉的。

正是因?yàn)槟芰颗c質(zhì)量，在本質(zhì)上相同，但在形式上不同；所以，兩者才可以進(jìn)行相互的轉(zhuǎn)換，存在著質(zhì)能守恒定律。

又比如，盧瑟福用阿爾法粒子轟擊金箔。其意外地發(fā)現(xiàn)，大約只有萬分之二的粒子被反射了回來。這說明原子并非實(shí)體，原子的體積僅只是電子高速運(yùn)動所形成的封閉體系。

于是，物質(zhì)的質(zhì)量和體積都只具有相對的意義，它們并不是絕對不變的。任何物質(zhì)的質(zhì)量和體積，其具體的數(shù)值，在一定的程度上取決于與之相互作用的對象，是由相互作用的雙方共同決定的。

在現(xiàn)實(shí)的生活中，最為常見的例子就是用x光透視人體內(nèi)部的情況。眾所周知，不同頻率的光，在本質(zhì)上是完全相同的，都是受到激發(fā)的量子。然而，能量越高的光子，其所具有的穿透性就越大。

比如，可見光會被人體反射回來，所以我們能夠借助于光亮看見物體；然而，x射線可以穿透肉體，但卻被密度更大的骨頭??反射回來，所以我們可以借助于x光的照射，看到人體骨骼的變化。

至于能量更高的伽馬射線，可以無礙地穿透許多物體，被用于對密度更高的物體進(jìn)行探測。而對于能量最大的中微子來說，不存在任何封閉的物體，即便是地球??，中微子也可以無礙通過。

因此，對于天體的定義，取決于我們觀察天體的角度和方法。嚴(yán)格地說，只要是高于物理背景的能量聚集，形成了相對穩(wěn)定的耗散結(jié)構(gòu)，都屬于天體的范疇。

只要在足夠遠(yuǎn)的距離，對頻率足夠低的光子進(jìn)行感光，即便是松散的星云也可以作為天體被我們觀測到。

比如，天上飄的云??，就是相對穩(wěn)定的天體，其是由無數(shù)個離散的水分子組成的。然而，當(dāng)我們乘坐飛機(jī)??進(jìn)入云層時，卻感覺不到云的實(shí)體性。

因此，在我們的宇宙中，直徑超過一光年的天體比比皆是。當(dāng)我們仰望夜空，看到的某一微弱的光點(diǎn)，就有可能是數(shù)十億光年之外的星系或星系團(tuán)，它們的直徑都超過了幾十萬光年。

比如，銀河系??的直徑大約有二十多萬光年。其之所以被稱為銀河而不是單個星體??，是因?yàn)槲覀兊奶��??系處于銀河系之中。如果在其他的星系上觀察銀河系的話，那銀河系也只是夜空中的一顆普通的星星。

總之，如果我們拋棄傳統(tǒng)的機(jī)械觀念，將超出物理背景的所有物體都視為天體的話，那么宇宙中絕大部分的天體，其直徑都是超過一光年的。

無數(shù)個天體就好比是海水??中所泛起的各種大小不一的泡沫，而我們?nèi)祟愐约暗厍騼H只是泡沫中的泡沫。這就是為什么，我們只能微觀地觀察現(xiàn)實(shí)的世界，只能看到直徑遠(yuǎn)小于一光年天體的原因。

一光年有多長？光中以每秒鐘30萬公里的速度在宇宙穿行一年的時間所走過的距離就是一光年。這個距離大約是94607億公里。這是一個非常大的天文數(shù)字。那宇宙中可能存在著直徑以光年為單位的巨型天體嗎？

答案是肯定的，宇宙是中存在著這樣的巨型天體的。相對于人類的世界來講，宇宙中的天體都是非常巨大的。像太陽的直徑是大約是1392000公里，是地球直徑的109倍。太陽的直徑已經(jīng)是非常的大了，但是它的直徑是無法和一光年的距離相比的。光只需要不到5秒鐘的時間就可以穿越太陽直徑的距離。因此太陽的直徑只有大約5光秒。

圖示：太陽系中最大的天體太陽

那目前已知的體積最大恒星盾牌座UY有多大呢？根據(jù)天文學(xué)家的觀測，盾牌座UY的直徑大約是太陽直徑的1800倍，也就是大約25億公里。如果把盾牌座UY放大太陽系的太陽的位置的話，它的星球表面會到達(dá)土星軌道附近。即便是這樣，盾牌座UY的直徑和一光年無法相提并論。盾牌座UY的直徑只有2.32光時，只占了一光年的萬分之三。

圖示：已知體積最大的恒星盾牌座UY

這么看來，在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的這些恒星是沒有一顆直徑超過一光年的了。那宇宙中直徑億光年為單位的天體是哪些呢？就是星云。星云也是宇宙中的基本天體之一，它是由稀薄的氣體和塵埃構(gòu)成的天體。和恒星比起來，星云的質(zhì)量很大，同時體積也很大，但是密度卻很小。普通的星云質(zhì)量就有上千個太陽那么大，直徑可達(dá)20光年左右。

簡單舉幾個例子來了解一下星云。

上面這片星云叫做北美洲星云。因?yàn)樗�的形狀看上去就像北美洲一樣，故此得名。這片星云跨度大約15光年，是個巨大的恒星制造工廠。

這片星云叫做蟹狀星云。它和北美洲星云不同的是，它時超新星爆炸后的參與物質(zhì)。它的大小最長的地方是12光年，最寬的地方是7光年。最寬的地方差不多是太陽到天狼星的距離。

星云在宇宙中千姿百態(tài)，沒有固定的形狀，但是它們卻是宇宙中最大的天體。而像銀河系和仙女座星系這樣的更大的星系是比天體更高一級的天體運(yùn)行系統(tǒng)了。所以我們說，在宇宙中直徑能夠一光年為單位衡量的天體非星云莫屬了。

光年是個長度單位，若按宇宙尺度來看，用光年來表示距離的話還是比較適合的，因?yàn)樘祗w之間的距離動輒就是幾百幾萬光年直到數(shù)十億光年。但單一天體的直徑大小相對于天體間的距離來說就顯得微不足道了，用光年來表示就很不適合，一般還是用千米來表示天體大小的。

我們先看看光年這個長度單位有多大，以真空中的光速一年走過的距離，1光年（ly）=9460730472581千米(約9.46萬億千米)，這個長度是地球到太陽平均距離（約1.49億千米）的63240倍。而太陽系的邊緣，按照廣義上以太陽的引力所能影響的范圍，也就是奧爾特云來界定，也只有5萬到10萬天文單位，也就是半徑一光年左右。但這是指太陽系的大小而不是單一天體。那我們看看目前觀測到的宇宙中幾個最大的天體有多大？

先說恒星，目前已知體積最大的恒星是盾牌座UY，這是一顆位于盾牌座的紅超巨星，其直徑約23.78億千米，這樣巨大的一顆恒星如果放到太陽的位置，可以把木星的軌道包含進(jìn)去并接近土星的軌道。如果用“光”來測量的話，光速環(huán)繞這顆恒星的一周需要約9個多小時，相比光年這個距離還是顯得太小了。

那么比這種超大體積的恒星還要大的天體是什么？只能是黑洞或者和黑洞有關(guān)的類恒星天體了，因?yàn)楹诙吹馁|(zhì)量幾乎是沒有上限的，不過最近有些研究認(rèn)為黑洞質(zhì)量上限約為500億個太陽質(zhì)量（只是一個理論假說，目前還沒有發(fā)現(xiàn)這么大質(zhì)量的黑洞），而黑洞的體積目前來看也沒有什么限制，它的體積可以小到比原子還要小（幾乎瞬間蒸發(fā)），也可以非常大，其半徑可能超過整個太陽系。但是以目前人類的觀測技術(shù)，黑洞對我們來說基本上是隱形的，因此很難確定黑洞有多大。但宇宙中有一種叫做類星體的天體，這是上個世紀(jì)60年代天文學(xué)“四大發(fā)現(xiàn)”之一。

類星體是一種特殊的天體，距離我們都十分遙遠(yuǎn)，其中心是一顆至少千萬太陽質(zhì)量以上的超大質(zhì)量黑洞，雖然其中心的黑洞不會發(fā)光，但是與周圍物質(zhì)的作用使其成為了宇宙中最耀眼的天體。與星系相比，類星體要小很多，但是釋放的能量可以是星系的百千倍。目前為止已知的質(zhì)量最大的類星體是S5 0014 + 81，根據(jù)2009年最新一次測算，這個類星體中心的黑洞質(zhì)量約為400億個太陽質(zhì)量，其史瓦西半徑大約有1190億公里，也就是說，其直徑達(dá)到了2380億公里（等于1600個天文單位）！是冥王星軌道的40倍，圖中中間那個小白點(diǎn)就是包括冥王星在內(nèi)的太陽系！

如此巨大的黑洞，其視界范圍也只有0.025光年，還是太小了點(diǎn)，但是其周圍類似吸積盤的物質(zhì)直徑可以達(dá)到光年這個單位，但用光年來描述的話，又顯得不太精確，也不方便。

所以，在我們目前所能觀測到的宇宙來說，還沒有哪個單一天體的大小能以光年來測量，畢竟宇宙很大，天體很小。

我是這樣理解的，宇宙中，星球越大它的它熱能就越高，引力赿強(qiáng)勢就會成為一個星系中心。也就是說一個人有很多錢，就有很多人圍著他轉(zhuǎn)

宇宙中體積最大的恒星是盾牌座uy，但它的直徑也僅僅是太陽直徑的1420倍，光只需要9個多小時就能環(huán)繞盾牌座uy一圈，而環(huán)繞我們的太陽僅需14.5秒，盾牌座uy的體積雖然說太陽的45億倍，但它的質(zhì)量只有太陽的32倍，宇宙中的天體的體積越大質(zhì)量也就越大，相應(yīng)的引力就會進(jìn)一步約束天體的體積，具體到恒星身上就會變成黑洞。

一個恒星的質(zhì)量如果超過太陽質(zhì)量的3.2倍，那么它在死亡之后就會變成黑洞，更準(zhǔn)確一點(diǎn)來說，任何一個天體只要它的質(zhì)量達(dá)到了太陽的3.2倍以上就都能變成黑洞，黑洞就是由強(qiáng)引力坍縮而成的。

所以宇宙中是不會有什么任何一種星球直徑達(dá)到一光年的，黑洞也不行。

宇宙中唯一直徑達(dá)到光年級別的只有天體系統(tǒng)，比如包裹太陽系的奧爾特云直徑達(dá)到了2光年，我們的銀河系直徑更是達(dá)到了20萬光年，但這些都不是單個天體。

超新星爆發(fā)后的星云直徑也能達(dá)到數(shù)光年，再距離地球6500光年的金牛座有一個超新星爆發(fā)后形成的星云，這個名為蟹狀星云的天體直徑已經(jīng)達(dá)到了12光年，而且還以每秒1000公里的速度膨脹中。

物理定律規(guī)定了宇宙中單個天體體積是不可能達(dá)到一光年的，唯有那些天體系統(tǒng)和密度極低的星云可以將直徑擴(kuò)大到數(shù)光年。

既然已經(jīng)是天方夜譚了，我們就來算算。

因?yàn)轭}目中說了直徑這個概念，所以默認(rèn)這個天體是球形的，假設(shè)密度與太陽相近。

我們把這個問題簡單點(diǎn)，首先一光年是多長？是9.46萬億千米。

那么太陽的直徑是多少？1392000千米。

也就是說如果有一個天體的直徑是一光年，那么它的直徑就是太陽直徑的6796336倍。

根據(jù)球體體積公式我們知道球體的體積是與球體半徑的三次方關(guān)聯(lián)的，所以通過體積計算，這個天體的體積大概是太陽的6796336的三次方倍，這個數(shù)字大概是3.139e+20。

而我們又知道，天體的質(zhì)量幾乎完全與體積正相關(guān)，而引力與質(zhì)量正相關(guān)。如果假設(shè)這個天體與太陽的密度近似，那么它的質(zhì)量也就是太陽的3.139e+20倍。

現(xiàn)代科學(xué)家，討論的超大黑洞質(zhì)量是太陽質(zhì)量的100萬-100億倍，假設(shè)我們?nèi)∽罡咧?00億倍，那么這個直徑一光年與太陽密度相近的天體質(zhì)量是超大黑洞質(zhì)量3.139e+10倍。

我們知道萬有引力中，引力是與天體質(zhì)量呈正相關(guān)，與天體間的距離呈反相關(guān)，黑洞之所以能夠吞噬一切，就是因?yàn)槠渚薮蟮馁|(zhì)量。

而這個所謂直徑一光年的天體，質(zhì)量是黑洞質(zhì)量的300多億倍，請問啥東西能不被吸走？所以這個問題幾乎不成立，最起碼在現(xiàn)代科學(xué)能夠理解的范圍內(nèi)再發(fā)展500年也很難成立。

但是不是就完全沒有可能存在這樣一個天體呢？比如說超級黑洞就是一個質(zhì)量極大，密度甚至比空氣還低，體積還比較小的天體，它與我們在常規(guī)物理范疇對于質(zhì)量、體積與密度的理解有些偏差，既然宇宙中可以存在黑洞，那么當(dāng)然也可能存在一個體積或者說跨度距離極大、密度極低、質(zhì)量較大的天體了。

雖然一切皆有可能，但可能性還是低到幾乎沒有。

答：單一天體的尺度還達(dá)不到一光年，但是由單一天體相互聯(lián)系，組成的引力結(jié)合體，引力的影響范圍可以達(dá)到數(shù)十萬乃至數(shù)百萬光年。

單一天體：也稱作單星，指不與其他同類星體構(gòu)成聚星系統(tǒng)的單個天體。

比如我們太陽，就是一顆恒星類型的單一天體；距離太陽最近的恒星系統(tǒng)，就是由三顆恒星組成的聚星系統(tǒng)，叫做半人馬座三星。

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光年是距離單位，表示光一年行走的距離，大約是9.46萬億公里，足足可以繞地球兩億三千六百五十萬圈，幾個天體的尺度如下：

（1）我們太陽的直徑為140萬公里；

（2）目前發(fā)現(xiàn)體積最大的恒星，是距離地球9500光年的盾牌座UY，直徑大約是地球的2000倍28億公里，約合0.0003光年；

（3）目前發(fā)現(xiàn)最大的黑洞，是距離地球104億光年的Ton 618，質(zhì)量是太陽的600億倍，視界半徑足足有3850億公里，約合0.04光年；

（4）銀河系直徑大約20萬光年；

（5）目前發(fā)現(xiàn)最大的星系，是距離地球10.45億光年的“IC1101星系”，據(jù)天文學(xué)家估計，IC1101的直徑為400~600萬光年，是我們銀河系的20多倍；

以上數(shù)據(jù)，恒星和黑洞屬于單一天體，直徑都遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到一光年；但是由單一天體組成的星系，直徑卻高達(dá)幾十萬到數(shù)百萬光年。

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好啦！我的內(nèi)容就到這里，喜歡我們文章的讀者朋友，記得點(diǎn)擊關(guān)注我們——艾伯史密斯！

宇宙中可能存在直徑以光年為單位的巨型天體嗎？

從上世紀(jì)50年代開始，隨著世界科學(xué)技術(shù)特別是宇宙科學(xué)、天文學(xué)的不斷發(fā)展，人類的目光已經(jīng)從地球上逐漸延伸向遙遠(yuǎn)的宇宙深入處，雖然人類只是到達(dá)過月球，但相信不久的將來，火星上也會留下人類的足跡。除了人類自身以外，眾多探測器的發(fā)射升空，使得我們更加清晰地認(rèn)識到了宇宙以及其中眾多天體的面貌和特征，旅行者1號和2號便是其中典型的代表。

不過，我們需要認(rèn)清的現(xiàn)實(shí)是，人類研制的眾多探測器，目前還沒有1個飛出太陽系，旅行者1號和2號也僅僅是到達(dá)了介于柯伊伯帶外緣和奧爾特云之間的巨大空間中，以目前的速度來看，飛出太陽系也至少需要幾萬年的時間。然而，即使它們飛出太陽系，也早已經(jīng)與地球失去了信息聯(lián)系，漫無邊際地在宇宙空間中飄蕩。

慶幸的是，我們目前通過利用大量的地面天文望遠(yuǎn)鏡和以哈勃、斯皮策、康普頓等為代表的太空望遠(yuǎn)鏡，觀測到了來自更加遙遠(yuǎn)宇宙空間的“朦朧”信息，這些信息有的是以可見光形式呈現(xiàn)，有的以X射線呈現(xiàn)，有的以伽馬射線呈現(xiàn)，為我們展現(xiàn)出了許許多多美麗的星空“畫卷”。而之所以說信息“朦朧”，主要在于觀測目標(biāo)非常遙遠(yuǎn)（有的甚至高達(dá)200億光年），我們僅能從宏觀上、巨大尺度上進(jìn)行窺探。

從目前科學(xué)界已知的情況看，單一星體的質(zhì)量和體積都有一定的上限。在一個恒星系統(tǒng)中，恒星在早期形成時所吸聚的物質(zhì)總量，占據(jù)了絕大部分的比例，只有一些“邊角料”在恒星風(fēng)的吹拂下帶到外圍，從而依次聚合為巖質(zhì)行星和氣態(tài)行星，因此無論是在質(zhì)量還是體積上，行星都無法與恒星相提并論。

僅就恒星來說，能夠推動激發(fā)內(nèi)部核聚變的臨界質(zhì)量，即為它理論上的最小質(zhì)量，通過科學(xué)家們測算，只有恒星的質(zhì)量達(dá)到太陽質(zhì)量的0.08倍時，其內(nèi)部的壓力和溫度環(huán)境才足以支撐產(chǎn)生量子隧穿效應(yīng)，繼而形成核聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，向外釋放光和熱，否則最多只能形成一顆失敗的恒星－褐矮星。

從上限來看，能夠維持恒星外部形態(tài)穩(wěn)定的最大質(zhì)量，即為它的質(zhì)量上限。當(dāng)恒星質(zhì)量不斷增大時，其內(nèi)部核聚變反應(yīng)的程度就會增強(qiáng)，推動微觀粒子動能提升的程度就越高，向外層表現(xiàn)出來的輻射壓力就越大，當(dāng)外層組成物質(zhì)受到來自內(nèi)部的輻射壓力，大于它們指向恒星內(nèi)部的重力值時，恒星的外觀形態(tài)就會產(chǎn)生“失衡”，推動體積發(fā)生膨脹。

而大部分的恒星由于質(zhì)量不算特別巨大，這種輻射壓力和重力壓力處于一種動態(tài)的平衡，恒星的體積因而呈現(xiàn)出微小的變大、變小的循環(huán)過程中。而假如恒星的質(zhì)量超過埃丁頓極限，即太陽質(zhì)量的150倍時，內(nèi)部指向外部的巨大輻射壓就會大大高于外層物質(zhì)的重力，大量恒星外層物質(zhì)就會被推動剝離出恒星體系，恒星形狀的動態(tài)平穩(wěn)被徹底地打破，恒星也就解體了。目前已經(jīng)觀測到的最大恒星為盾牌座UY，其直徑為太陽的1420倍，不過質(zhì)量還不到太陽的10倍。如果按照光年來衡量，盾牌座UY的直徑光線從一頭穿越到另一頭，也僅需2個小時，遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到光年的級別。

在科學(xué)家長期的觀測中，相繼發(fā)現(xiàn)和證實(shí)了黑洞和類星體的存在。而從目前來看，類星體－距離地球非常遙遠(yuǎn)（100億光年以外）、光度極高（比直徑10萬光年的巨大星系的亮度還要大1000倍）、但又不符合單一天體恒星的質(zhì)量規(guī)則，在“黑洞支撐類星體假說”的框架下，由于黑洞中心體積無限小、引力無限大，時空扭曲非常嚴(yán)重，連光線都無法逃逸出來，因此黑洞中心本身不會向外發(fā)光，然而黑洞與周圍物質(zhì)產(chǎn)生一系列復(fù)雜的作用，使得黑洞的外圍可以向外散發(fā)耀眼的光芒。這些類星體從觀測結(jié)果來看，有的直徑可以達(dá)到1光年的水平，但這并不能代表黑洞有這么大，而是黑洞周圍物質(zhì)的組合體所表現(xiàn)出來可觀測形狀。

那么，如果我們將“天體”的概念進(jìn)一步延伸，只要是通過某種力量聚集在一起的物質(zhì)，都稱為天體的話，那么，無論是具有特定形狀的衛(wèi)星、行星、恒星，還是在物質(zhì)能量聚集所形成的耗散型結(jié)構(gòu)，都可以視為“天體”的范疇，這樣的話，我們在天文觀測中所看到的各種形態(tài)的星云，它們由密度非常低的氣體物質(zhì)、塵埃物質(zhì)所構(gòu)成，是宇宙中單一天體孕育的搖籃，它們理應(yīng)納入天體范圍。

目前觀測到的大型星云直徑都非�？捎^，比如蟹狀星云直徑12光年，鷹狀星云50光年等等，而由不同星云構(gòu)成的上一層級的星云團(tuán)，直徑就更龐大了，可以高達(dá)成千上萬光年。

宇宙中的天體一般指星球，而星球自身不可能超過一光年的。除非我們把星云、星系也看著天體，那么這樣的話隨便一些星云和星系的直徑都可以超過一光年，比如說我們的銀河系，直徑就達(dá)到了10+光年。

如果這里的天體特制星球，那么理論上根本不允許星球的體積那么大。星球包括行星、恒星、白矮星、中子星。行星體積一般比較小，要小于恒星。因?yàn)轶w積太大的話會導(dǎo)致內(nèi)部壓力過大，要不就是形成恒星通過核反應(yīng)來抵御引力，要不就是發(fā)生坍塌形成白矮星或者中子星，甚至黑洞。比如太陽系內(nèi)最大的行星木星，其體積是地球的1312倍。如果密度不變體積變得和太陽一樣大，那么木星也將會開啟核反應(yīng)變成一顆恒星。恒星也體積也不能過大，過大的體積導(dǎo)致他們即便通過核反應(yīng)都無法抵御自身引力，因此也會發(fā)生坍塌變成白矮星或者中子星或者黑洞。

我們目前已知的最大恒星就是星盾牌座UY，它的直徑也才19個天文單位而已。而即便恒星體積再大，也萬萬不能超過一光年。因?yàn)槿绱司薮蟮暮阈瞧涫吠呶靼霃蕉疾恢挂还饽�，所以坍塌成為黑洞是其必然歸宿。