教科書上的太陽系，八大行星都有一個繞行的軌道平面，很容易就可以分辨出它們之間的相互關(guān)系！但事實上這卻是一個上帝的角度觀察太陽系，而且當年NASA還專門為此發(fā)射了一顆衛(wèi)星，它的發(fā)現(xiàn)讓人類深思！

宇宙中到底是怎么區(qū)分上下的？

相信很多作者都會告訴你，宇宙中是沒有上下左右之分的！在地表由于存地球?qū)θf物的引力作用（包括人類），因此我們很容易就可以分辨出上下，物體下落、指向地心方向的就是下，反方向則就是上，而左右就是以人當時站立的姿態(tài)來區(qū)分左右的，它沒有確定的方向！

在近地軌道上上，由于繞行地球產(chǎn)生的“離心力”，使得飛船內(nèi)的所有物體都處在失重狀態(tài)，此時我們首先就沒有了下的概念，與之相反，上的概念也就消失了！難道宇宙中真的就沒有上下之分了嗎？

宇宙中的上下是什么標準？

準確的說，如果是一個空蕩蕩的宇宙，那么還真沒有什么標準定義上下，但宇宙并非空無一物，而是熱鬧非凡，比如在太陽系，就有八大行星和十幾顆矮行星以及數(shù)不清的小行星！那么我們就有了定義的標準！比如地球的就有一個南北極的磁場，N是北極，S南極（其實北極是S，南極是N，但磁針的N指向北極，也就約定俗成了）！

所以我們幾乎所有太空中的地球圖片，北極總是朝上的，這有幾個原因，因為地球上大部分人類都在北半球，另一個是科學(xué)體系也是從北半球發(fā)展起來的，所以大部分科學(xué)家都在北半球的科學(xué)界，當然將將地球的北極朝上啦！

所以北極朝上成了我們約定俗成的概念，太空中北極方向就成了傳統(tǒng)意義中的上，而南極自然就成了下！那么宇宙中的天體如果沒有磁場又怎么來定義北極呢？這也難不倒科學(xué)家，他們借用了判斷電流方向的右手定則，四個手指代表自轉(zhuǎn)方向，那么大拇指所指就是北極！

地球、天王星以及金星的北極方向

太陽系中三個典型的天體北極方向，從地球傾斜自轉(zhuǎn)到天王星躺著轉(zhuǎn)，再到金星反著轉(zhuǎn)！因此太陽系的上下也就區(qū)分出來了，四指順著星星公轉(zhuǎn)方向，大拇指所指就是上方，反之則是下方！

當然太陽自轉(zhuǎn)的方向和太陽系行星的公轉(zhuǎn)方向是一致的，所以太陽系和太陽的北極方向也相同！

太陽系的上面和下面究竟隱藏了什么秘密？

太陽系行星大致都在黃道面上公轉(zhuǎn)，因此無論從哪顆行星上上觀測，都只能看到太陽中低緯度區(qū)域，為了能看到太陽兩極方向，NASA和ESA合作發(fā)射了一顆太陽探測器“尤利西斯號”，它是一顆長、寬、高分別為3米、3.3米和2米的箱式探測器，于1990年10月6日在卡納維拉爾角由發(fā)現(xiàn)號航天飛機發(fā)射升空，1992年2月8日借助木星的引力調(diào)整到近乎垂直（79°）黃道面的太陽極軌上，開始了太陽高緯度觀測之旅！

尤利西斯號的太陽極軌觀測之旅

尤利西斯在飛躍極地時，對太陽風(fēng)進行取樣，探測到了先前人們未預(yù)料到的高緯度的太陽風(fēng)暴，觀測到極區(qū)太陽風(fēng)從冕洞逸出時的情形！

極區(qū)太陽風(fēng)從冕洞逸出的情形（圖A）

除了神秘的太陽外，其它行星也在它們的兩極展現(xiàn)了非常神秘的一面，當然最著名的要數(shù)土星北極的六角形風(fēng)暴！2013年4月，卡西尼號探測器傳回了一個讓科學(xué)家目瞪口呆的畫面，一個巨大的六角形風(fēng)暴出現(xiàn)在土星北極，與地球上熱帶氣旋或者颶風(fēng)的原形完全不一樣！其實早在旅行者時期就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這個風(fēng)暴，但在卡西尼如此高清的畫面下仍然震撼了科學(xué)家！

這個風(fēng)暴的直徑高達2.5萬千米，不過各位不要驚訝，這是在自然狀態(tài)下形成的，因為科學(xué)家們利用實驗室里的條件完全重現(xiàn)了這種結(jié)構(gòu)，土星會形成這種六角形風(fēng)暴是因為它出現(xiàn)在北極，和土星的自轉(zhuǎn)耦合形成了這種特殊機制！

太陽系的上下方到底還有什么？

上文簡單介紹了太陽系的上下方，那么在遠離太陽系方向的銀河系中又有什么呢？其實這事情最早還得從赫歇爾普查銀河系中的恒星開始說起，之后則是無數(shù)科學(xué)家試圖搞清楚銀河系結(jié)構(gòu)的各種研究，1918年沙普利搞清楚了太陽系在銀河系邊緣，瑞典天文學(xué)家貝蒂爾·林德布拉德則搞清楚了銀河系也在自轉(zhuǎn)！

但要準確銀河系如此龐大數(shù)量的恒星（1000億-4000億），顯然不是人工所能達到的！因此在歐空局先后發(fā)射了伊巴谷衛(wèi)星和蓋亞衛(wèi)星，將銀河系的恒星“徹底”普查了一遍，當然徹底是不可能啦，只是盡可能多而已，建立了銀河系三維地圖，使得科學(xué)家對太陽系所在的銀河系有了一個比較清晰的了解！

太陽系100光年內(nèi)的天體

上圖是以太陽系黃道面為基準建立的恒星為止相對示意圖，準確的說太陽的北極方向并非指向一顆臨近的恒星，不過地球北極指向北極星，但太陽自轉(zhuǎn)軸（幾乎垂直黃道面，傾角只有0.1°略多）和地球傾角大約23.5度。

地球傾角示意圖

太陽系的北極方向是遠離銀河系中心的，所以在地球上的冬季，地球自轉(zhuǎn)軸傾斜的結(jié)果是，北半球的冬季完全看不到銀心，因此冬季銀河暗淡無光！

太陽系在銀河系中的姿態(tài)

上圖是以銀道面為基準所制的太陽系在銀河系中的姿態(tài)圖，各個角度都有詳細標準，各位可以試圖腦補下太陽系在銀河系中的運動，看上去是有點怪怪的！

夏季和冬季銀河方向

上圖是以仙女星系為例（仙女星系是漩渦星系，銀河系是棒旋星系），標注了夏季和冬季銀河的方向，那么在更大的尺度下，又該怎么樣來理解呢？

本星系群內(nèi)的幾個對象

從太陽系到整個可觀測宇宙

宇宙中確實沒有上下之分，但我們以約定俗成的坐標系來解決了整個問題，顯然大家理解起來是方便多了！