我们的身体与地球上的所有物质、太阳系的行星、太阳、恒星和星系一样，都是由我们所谓的物质组成的。恒星内和恒星之间的大部分物质都是由地球上常见的原子和分子组成的。原子由称为电子的粒子组成，电子占据着云状结构，围绕着由质子和中子组成的中心原子核。带负电的电子和带正电的质子之间的电吸引力将原子结合在一起。化学元素由原子核中的质子数定义。氢有一个质子，氦有两个，依此类推。分子是两个或多个原子的集合，如下图。
人体中的许多分子都是不同元素的原子的极其复杂的组合，但最简单的原子氢是宇宙中最常见的化学元素，氦是第二常见的。
原子是宇宙中最小的物体之一（单个氢原子在星际介质中非常丰富，即恒星之间的空间）。日常的长度单位（如米）既不适用于这些微小的物体，也不适用于定义恒星之间的巨大距离。
在测量宇宙的规模时，需要考虑最小和最大的物体和距离以及它们的定义方式。感兴趣的物理量是长度（可能是物体的直径或它与我们的距离）。
单位、数字和物理量
天文学的很多内容都涉及距离、质量、温度等量。在所有这些情况下，测量单位都很重要。物理量通常是将数字与测量单位相乘的结果。因此，距离（例如 5.2 米）实际上是将数字 5.2 乘以距离单位（即米）的结果。常用的测量单位有很多，因此，每当引用物理量的值时，都应始终注意包括单位以及乘以该单位的数字。如果您不知道距离是 5.2 厘米还是 5.2 米，那么即使有人告诉您距离是 5.2，也是没有意义的。单位与数字同样重要。
在科学工作中，有几种国际公认的单位定义惯例，以及在写下物理量值时应使用和表示单位的方式。最广泛采用的单位制是 SI，代表国际单位制。它基于七个精心定义的单位，包括米（长度）、秒（时间）和千克（质量）。其他四个基本单位与光强度（即亮度）、物质的数量、电流和温度有关。
温度的 SI 单位称为开尔文（缩写为 K 而不是 °K）。1 K 的差异与 1 °C 的差异相同，但开尔文标度从不同的零点开始。0 °C 对应于水结冰的温度（在地球大气压下）。0 K 等于 −273.15 °C，对应于绝对零度，在经典物质理论中，此时所有原子的运动都会停止。这两个标度都在科学文献中使用。摄氏标度通常用于日常生活中，更常用于生物环境，而开尔文标度则用于天文学中更广泛的温度范围。
米、秒和千克的公认缩写分别是 m、s 和 kg。缩写单位应始终以单数形式书写，例如 5.2 m，而不是 5.2 ms，因为这可能会被误解为 5.2 × 1 m × 1 s 或 5.2 毫秒，后者缩写为 5.2 ms。在完整书写单位时，例如作为计算结果，也应使用单数（例如 5.2 米而不是 5.2 米）。但是，在文本中表达数量时，为了保持正确的语法，可以使用复数形式，如下段所示。
在计算中，单位应与数字一样对待。例如，速度是行进距离除以所用时间，因此速度的单位是距离单位（米）除以时间单位（秒）。例如，6.0 米除以 3.0 秒的结果是 2.0 米/秒，可以读作 2.0 米/秒。
将基本单位合并而得到的单位称为派生单位。最常见的派生单位有时会有自己的名称和符号。例如焦耳（J；能量单位）和瓦特（W；功率单位，即单位时间的能量或 J/s）。
原子的大小约为一百亿分之一米，而原子核则更小约十万倍！显然，需要一些不同的距离单位，以更适合极小和极大的物体。一种方法是使用适合给定尺度的单位。例如，原子的大小最好用一百亿分之一米的单位来描述，称为埃 (Å)，而恒星的距离可以用光年 (ly) 来测量。
您已经了解了光年。
您会发现 1 光年比 9467 280 000 000 000 米更容易书写！事实上，专业天文学家使用不同的单位来测量恒星的距离，即秒差距 (pc)，约为 3.26 光年。
埃、米和秒差距涵盖了非常广泛的尺寸范围，分别是原子、人类和恒星距离尺度的理想测量单位。但是，描述原子核尺寸需要比埃更小的单位，而描述到其他星系的距离则需要比秒差距更大的单位。我们不必每次需要描述某个尺度时都发明新单位，而是可以使用 SI 长度单位米。但该如何操作呢？
非常大和非常小的数字
长度的 SI 单位是米。如果您要测量通常比实际小 1000 倍或大 1000 倍的物体，则可以使用熟悉的单位毫米和千米。因此，使用相同的过程，您可以获得逐渐减小或增大 1000 倍的单位，以达到所需的任何比例。以下列表显示了如何：
因此，阿米可用于测量原子核，拍米可用于测量到附近恒星的距离。图 3 显示了这些单位与宇宙尺度的关系。
图 3 宇宙的尺度从原子到星系。每幅图像代表所示单位。每个阶段都比前一个阶段大 1000 倍。图中最小的尺度是飞米 (fm)，表示氧原子核。下一个微观尺度 (pm) 仍然太小，无法显示整个原子。接下来的两个尺度 (nm 和 µm) 分别表示脱氧核糖核酸 (DNA) 和细菌细胞的直径。您将熟悉毫米 (mm) 到兆米 (Mm) 的尺度。太阳的尺度是千兆米 (Gm)。向外移动的是内太阳系 (Tm)、奥尔特云 (Pm)、星云 (Em)、星系 (Zm) 和星系团 (Ym)。
大多数单位听起来都很陌生，不仅仅是因为它们指的是日常生活中我们不会遇到的尺度。天文学是一门古老的科学，通常使用某些非国际单位制单位来代替，例如埃和秒差距。在我们的太阳系中，距离以地球与太阳的平均距离为单位来测量，称为天文单位 (AU)。
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