根据最新的天文观测表明,银河系质量大约是太阳的1.5万亿倍,也就是3*10^42kg,恒星数量大约是2000亿颗,但是银河系只有百分之几的质量来自于恒星,绝大部分质量来自于暗物质。
根据我国郭守敬巡天望远镜去年公布的数据,银河系直径超过20万光年,这是一个非常大的尺度,要知道旅行者一号在太空中40多年,才飞了0.00228光年。
一光年是9.46*10^15米,我们就以标压下水的密度为例,看看一立方光年的水到底有多重:
M=ρV=10^3*(9.46*10^15)^3≈8.5*10^50kg;
可以看到,一立方光年的水,质量大约是整个银河系质量的3亿倍;即便银河系直径高达20万光年,平均厚度为2000光年,也远远没有一立方光年的水重。
其中的原因,是宇宙非常空旷,远比我们想象的要空旷;我们在看星系图片时,表面上星系中是密密麻麻的恒星,实际上这些恒星的分布非常稀疏。
比如我们太阳直径为140万公里,但是距离太阳最近的恒星有4光年;以奥尔特云为界边界,太阳系半径大约是1光年,如此计算的话,我们太阳系的平均密度只有:
ρ=M/V=5.6*10^-19km/m^3;
相当于每立方厘米的体积内,只有大约三百个原子;要知道,一立方厘米的空气内,可有2.69*10^19个原子;如果算上恒星之间的星际空间,银河系的平均密度更低,大约每立方厘米只有几个氢原子质量。