科學家推測可觀測宇宙有2萬億個星系，更遠的星系已經看不見了

2023-03-31 13:51:02 4

自從文明出現以來，人類一直仰望著星星，思考著一個共同的問題:那裡有什麼？

那時，人類不知道什麼是天文學，所以他們創造了各種各樣的神話來解釋我們頭頂的天空、月亮、太陽、行星...

現在我們知道夜空，也就是宇宙，有無數的天體——黑洞、中子星、紅巨星——它們和我們的太陽系一樣，甚至比我們的太陽系更奇怪。這些天體很難單獨存在，而是被引力場所束縛，並聚集在一起，也就是星系。

大約100年前，人類認為銀河系就是宇宙。儘管有些人已經意識到宇宙包含的不僅僅是銀河系，他們的「大膽想法」仍然淹沒在主流之中。直到美國天文學家埃德溫·哈勃通過造父變星發現仙女座菌株遠遠超出了銀河系的直徑，並且無法在其中找到，這場爭論才得以解決。在這一點上，人們認為銀河系只是宇宙中的一個「小島」。在浩瀚的宇宙中，有更多像我們這樣的星系。

這些星系的直徑為200萬光年，大到足以容納數千個星系，包含大約100萬億顆恆星。然而，小星系只有1000顆恆星，它們的光度是太陽的900倍，不到銀河系的1/20萬。

根據它們的形狀，哈勃將它們分為螺旋星系、棒狀螺旋星系(如銀河系)、橢圓星系、透鏡狀星系和不規則星系。這是哈勃分類，也是當前的宇宙星系分類。目前的研究表明，這種分類方法確實能夠反映星系的演化過程。

那麼，宇宙中有多少個星系？

事實上，只有在最近幾年，我們才能粗略地判斷宇宙中有多少個星系。我們知道哈勃體積的直徑約為940億光年。科學家推測在這個範圍內大約有2萬億個星系。

這些數據是由於哈勃0+望遠鏡、錢德拉X射線望遠鏡和歐洲南方天文臺在智利的超大型望遠鏡陣列的強大觀測能力。正是這些強大的觀測設備使得推測宇宙中星系的總數成為可能。

你可能認為20000億這個數字是由天文學家編制的——是的，我們真的沒有辦法知道宇宙中到底有多少個星系，我們也沒有找到更好的方法，但至少有一些理由支持目前的方法。

首先，天文學家可以在夜晚空找到一個非常小的區域(這只是相對於宇宙而言)，然後使用這些強大的望遠鏡觀察並找到這個區域有多少個星系。這不是一個簡單的任務。天文學家需要使用各種波長的探測設備進行觀測，以避免星際塵埃阻擋後面的星系，並找到捕捉所有自身非常黑暗的星系的方法。

哈勃望遠鏡在1995年發布的哈勃深度空場，2003年發布的哈勃超深場，2012年發布的哈勃超深場，以及2019年發布的哈勃遺產場都幫助我們理解宇宙有多大，以及在一個肉眼看起來只有手指大小的小宇宙中可以容納多少個星系。這些圖片的進化史也是人類理解宇宙的歷史。

哈勃的極深場全天捕捉了1200萬個區域，揭示了大約5500個星系。基於這些數據，天文學家推測宇宙中大約有1000-2000億個星系。

哈勃超深場

然而，僅僅四年後，諾丁漢大學的一個研究小組重新分析了哈勃的極深場，並參考了其他天文臺的觀測數據，得出結論認為，宇宙中90%以上的星系(可觀測的)還沒有被研究過，這意味著宇宙中的星系總數可能比2012年大10倍，也就是說，如前所述，大約有20000億個星系。當得出這個結論時，英國諾丁漢大學的天體物理學家克里斯多福·康塞利茨也說:「這很奇怪。」

此外，還有一些我們可能永遠看不到的星系。由於一些古老的星系是在大爆炸後不久形成的，它們位於宇宙的邊緣。由於宇宙的膨脹，它們以比光速更快的速度離開我們，所以我們永遠看不到這些星系。

然而，由於星系的後退速度和它們離地球的距離之間的線性關係，仍然有少量的星系可以被我們觀察到。然而，它們的距離已經超過了現有天文設備的觀測範圍，只有下一代望遠鏡才能看到它，也就是詹姆斯·韋伯空望遠鏡。