学点知识|为什么天上的星星除了月球外，肉眼看大小都差不多？
题图：yestone 正版图库
为什么天上的星星除了月球外，肉眼看大小都差不多？而不是看起来有大有小地分布在夜空？
知友：狐狸先生（400+ 赞同，中国科学院国家天文台星云计划研究员，天文学、天体物理学、物理学、宇宙学、科研话题的优秀回答者）
首先，天上除了月亮，太阳也是一个苹果，所以应该是 2 个苹果，和很多的芝麻。
天体看起来的大小由两个要素决定，天体本身的大小，和天体到我们的距离。
大致上，天体的直径除以天体的距离，就等于天体在视野中占据的角度（单位是弧度 rad ，乘以 57 转化为度 degree）。
太阳的半径是地球的 109 倍，距离地球 1.5 亿公里（定义为一个天文单位）。
我们可以计算得出，太阳在天空中的张角是 0.5 degree。作为比较，我们把手臂伸直，食指挡住的角度大概是 1 degree。
月球的直径是大致是太阳的 1/400，地月距离又恰好是是日地距离的大约 1/400，所以月球看起来和太阳差不多大。这很可能只是一个巧合。
伸直手臂，手指对应的角度大小
下面需要考虑，为什么其他的星星都差不多大呢？
因为它们要么太远，要么太小。
距离地球最近的金星，大小和地球类似，有 4 个月球大，但是距离地球最近的时候，也要比月亮远一百多倍。所以金星距离地球最近的时候，看起来也只有月球的 1/30。
火星，只有地球一半大，却比金星还要远一点。木星，是太阳系最大的行星，但是它比太阳小 10 倍，却比太阳距离地球还要远上四倍。所以看上去也小的很了。
那么太阳系外的恒星呢？距离太阳最近的比邻星，距离地球有 265600 倍日地距离，可是大小还不如太阳。其他恒星就更远了。
而恒星的体积越大，寿命就越短。特别巨大的恒星早已经死光，今天银河系里大多数的恒星和太阳差不多，甚至更小些。
因此，夜空中的恒星看起来也都非常小，和芝麻一样也就不奇怪了。
我们还可以进一步考虑，是否有可能有另一个世界的生命，它们头顶上有很多的苹果大小的天体呢？
我们知道在太阳系内，木星的卫星有很多，而且木卫一到木卫四，大小都有几千公里，距离木星表面也不远。
所以，如果我们在木星周围建造一个空间站，我们是可能看到 4 个从苹果到枣子那么大的明亮天体的。当然，这四个天体并不总是同时出现在天空。
但是，在太阳系内，像木星这类巨大的气态行星，总是拥有很多的卫星。但是这些气态行星表面重力太强，却不适宜生命繁衍。
像地球这样的类地行星所拥有的卫星数量都很少。卫星最多的火星也只有 2 个卫星。这种差别和行星的形成机制有关。
以此推断，即使在其他和太阳类似的恒星系有生命存在，如果它们是生存在类地行星上的，也很难看在天空中到多个大星球。
在木星的某个卫星上，夜空的假想图
但是，近年来人们发现，在有的超冷矮星这类非常暗弱的恒星周围。可能密集排列着很多地球大小的行星。
比如去年非常火的 trappist-1 超冷矮星，周围就有 7 颗行星，6 颗大小都和地球尺寸相差不多。这些行星的轨道相距近的只有几十万公里。
所以，如果站在其中中间的一颗行星上。有可能会有机会同时再天上看到好几颗明亮的和天体。
NASA/JPL-Caltech
那么是否在有的世界中，可能在天空中看到好多颗恒星呢？在银河系里，恒星最密集的地方可能是球状星团的中心。
在球状星团中心，恒星的平均距离可能只有一百天文单位。这些恒星大多数看起来还是不会太大，但是它们的亮度却可以超过月亮。如果在球状星团中心有生命存在，那么它们的夜空会无比璀璨。
但是球状星团中的恒星运动非常复杂，会彼此频繁的近距离相遇。如果一颗行星围绕恒星运动，它很容易在这种频繁的恒星会面中被引力作用抛飞。很难想象，这种地方会演化出生命。
武仙座
最后，夜空中的天体除了卫星，行星，恒星以外。还有银河系外的天体，比如其他星系。
这些银河系外的星系，可以汇聚上百亿，上千亿的恒星。有些近邻星系在夜空中其实也很大。
比如在南半球夜空中可以看到的大小麦哲伦云，都要比月球看起来大得多。北半球可以看到的 M31 仙女座大星系，M33 三角座星系也都要比月亮的角直径大，但是肉眼只是勉强能看到。
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