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)。我们可以把这种视觉观察上天体的尺度,叫做天体的角直径。
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。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。
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。
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。
银河系中目前发现的质量最大的恒星是太阳质量的300多倍。这颗恒星如果在比邻星的位置,亮度和月亮相媲美,但是它的直径只是太阳几十倍,所以在 夜空中的大小还是像芝麻一样。
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。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。