宇宙中在可觀測的範圍內到底有多少個星系?

家常幸福 科技 (23) 4周前

人是地球上惟一有智慧的生命,自茹毛飲血的原始時代起,人類就對星空產生了無限的遐想。不過,在古代人的心中,對於星空更是仍是一種恐懼,尤其是看著天上的流星落向地面,更是一種恐懼。

因為缺少科學的認識,遠古人類對地球以外的星空世界,並不了解,不知道那是個怎樣的世界,由此也孕育出許多美麗的神話傳說。

伴隨著人類的不斷發展,人類由原始時代進入封建時代,最後進入科技時代。盡管人類進入技術時代只有短短的200多年,但我們已經取得了驚人的成就。人類在技術的幫助下,生活質量不斷提高,我們也從地球上走出,開始探索宇宙。

宇宙中在可觀測的範圍內到底有多少個星系? 第1张

唯有從地球裏走出來,我們才知道宇宙有多遼闊,地球有多渺小,站在太空中觀察宇宙跟站在地球上觀察宇宙,完全是兩種不同的感覺。在進入技術時代後,我們也知道夜空中閃爍的星星基本上都是恒星,因此許多人對宇宙中有多少個星系、多少個恒星這一問題產生了疑問。

為了弄清楚宇宙中有多少個恒星和星系,我們必須先弄清楚宇宙到底有多大?我們的觀測技術在探索宇宙的早期,相對較低層次,能看到的範圍非常有限,當時科學家們認為,銀河系就是整個宇宙範圍,而銀河系中的恒星似乎也不多。

然而,隨著科技的不斷進步,觀測能力也大大提高,有了更先進的天文望遠鏡,我們從銀河系中看到了星系外的星空,此時我們才明白:銀河系外的宇宙比我們想象的還要廣闊、遼闊。

宇宙中在可觀測的範圍內到底有多少個星系? 第2张

大爆炸理論提出後,科學家們發現宇宙的年齡已達138億歲,而目前人類可觀察到的宇宙的年齡已達930億光年。實際上,這一範圍的計算是基於大爆炸理論和光子的速度,並且,根據觀察,科學家們還得出了一個令人震驚的事實,即宇宙一直在加速膨脹。

如果宇宙中膨脹的速度超過了光速,那麽光子將不能到達可以觀察到的地方。如果我們不能通過天文望遠鏡觀察到光子,那就不能知道那個位置,因此就有了可觀測距的定義。可觀測範圍之外,還有更廣闊的宇宙,只是在那裏,我們根本沒有觀察到,能看到的只有一個黑暗神秘的空間。

因此,我們討論宇宙中的恒星有多大,有多少個星系,只是用930億來衡量,那麽,在這個範圍內,又有多少個星系像銀河系一樣巨大呢?像太陽一樣的恒星有多少?

宇宙中在可觀測的範圍內到底有多少個星系? 第3张

從理論上講,只要給我們一個先進的望遠鏡,讓它有足夠長的觀察時間,就可以把整個宇宙的星空都掃描一遍,這樣就可以計算出星系的總數目了。當然,這僅僅是一個理論上的問題,現實中我們根本做不到,我們對星空的觀察,也只能在非常有限的範圍內進行。

人的肉眼觀察能力是非常有限的,我們站在太空中觀察宇宙,所見的大多是黑暗一片。所以,在我們肉眼所見的黑暗星空中,難道什麽都沒有?為解開這一謎團,科學家們利用高精度天文望遠鏡進行了多次觀測實驗。

在1995年,科學家們把哈勃太空望遠鏡對準了一個似乎什麽也沒有的星區,並對它進行了10天的觀測。這個區域只占整個星空的2400萬分之一,它在人類肉眼所能看到的範圍內是完全黑暗的,什麽也沒有。然而經過十天的觀測,所獲得的數據卻令人驚訝,原來這個不引人註目的區域隱藏著多達4000多個星系。

2003年,科學家們又把望遠鏡對準了天爐座,這個地方比上一次觀測的要小,只有全天的2600萬分之一。通過幾天的觀察,發現了將近10000個不同顏色,大小不同的星系,這也是一張完整的照片。

上一次哈勃對深空的觀測是在2012年,它比前兩次的觀測範圍要小得多,僅占整個星空的3200萬分之一。這個針眼大小的區域,經過23天的觀察,同樣讓人感到震驚,因為有超過5500個星系在這張圖上出現。

經過三次觀測,我們可以看到,在我們肉眼看去漆黑的星空區域中隱藏著大量的星系,這些星系基本上都是像銀河系一樣巨大的星系。每個“星系”中都有數千億顆恒星,而行星的數量更是難以統計。

宇宙中在可觀測的範圍內到底有多少個星系? 第4张

因此,在目前可觀測的範圍內,星系中到底有多少呢?科學家最初的估計數字為1760億。隨後,英國諾丁漢大學的科學家根據大爆炸理論,結合各種物理參數和數學模型,在計算機中設計了一個虛擬宇宙。

根據這一虛擬宇宙的計算,相當於930億個星系,其中至少有20000億個星系。

由於宇宙自誕生以來,一直在不斷地運動,不斷地吞噬和合並,這些星系只是現在的一小部分,因此在宇宙形成初期,星系的數量和密度比現在大得多。我們目前觀測到的星系當然也只是星空中很小的一部分,實際上,許多恒星由於宇宙塵埃的阻隔而變得非常暗,加上距離的限製,我們不可能觀測到它們。

宇宙中在可觀測的範圍內到底有多少個星系? 第5张

因此,天文望遠鏡持續觀測一個很小的區域,所獲得的星系數也只是其中的一部分,並非全部。伴隨著人類科技的不斷進步,未來的星空望遠鏡將更加強大,我們也將能夠觀察到更多的星系。我們相信,只要人類繼續努力,終有一天,我們能夠觀察到整個宇宙的所有星系,即使是在可觀察的宇宙範圍以外的星空,我們也能以其他方式觀察到。

不過,隨著我們觀察能力的不斷提高,人們對宇宙的了解也越來越多,也越來越感覺到人類的渺小。盡管我們的觀測距離地球非常遙遠,但距離我們進行地面探測還有很長的路要走,畢竟,我們現在甚至連一個小小的太陽系都還沒有出來。

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