En regardant dans le ciel nocturne, il est assez difficile pour un astronome amateur de compter le nombre d’étoiles visibles à l’œil nu. Avec des télescopes plus grands, plus d’étoiles deviennent visibles, rendant le comptage impossible en raison du temps que cela prendrait. Alors, comment les astronomes calculent-ils le nombre d’étoiles dans l’univers?
La première partie collante tente de définir ce que signifie « univers », a déclaré David Kornreich, professeur adjoint à L’Ithaca College dans L’État de New York., Il a été le fondateur du service » demandez à un astronome » à L’Université Cornell.
« Je ne sais pas parce que je ne sais pas si l’univers est infiniment grand ou non », a-t-il déclaré. L’univers observable semble remonter dans le temps d’environ 13,8 milliards d’années, mais au-delà de ce que nous pouvions voir, il pourrait y avoir beaucoup, beaucoup plus. Certains astronomes pensent aussi que nous pourrions vivre dans un » multivers » où il y aurait d’autres univers comme le nôtre contenus dans une sorte d’entité plus grande.
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la réponse La plus simple peut estimer le nombre d’étoiles dans une galaxie typique, puis multipliez par le nombre de galaxies dans l’univers. Mais même cela est délicat, car certaines galaxies brillent mieux dans le visible ou dans l’infrarouge, par exemple. Il y a aussi des obstacles à l’estimation qui doivent être surmontés.
en octobre 2016, un article de Science (basé sur des images en champ profond du télescope spatial Hubble) suggérait qu’il y avait environ 2 billions de galaxies dans l’univers observable, soit environ 10 fois plus de galaxies que ce qui avait été suggéré précédemment., Dans un e-mail avec Live Science, L’auteur principal Christopher Conselice, professeur d’astrophysique à L’Université de Nottingham au Royaume-Uni, a déclaré qu’il y avait environ 100 millions d’étoiles dans la galaxie moyenne.
Les télescopes peuvent ne pas être en mesure de voir toutes les étoiles dans une galaxie, cependant. Une estimation de 2008 par le Sloan Digital Sky Survey (qui répertorie tous les objets observables dans un tiers du ciel) a trouvé environ 48 millions d’étoiles, soit environ la moitié de ce que les astronomes s’attendaient à voir. Une étoile comme notre soleil peut même ne pas apparaître dans ce catalogue., Ainsi, de nombreux astronomes estiment le nombre d’étoiles dans une galaxie en fonction de sa masse — ce qui a ses propres difficultés, car la matière noire et la rotation galactique doivent être filtrées avant de faire une estimation.
des Missions telles que la mission Gaia, une sonde spatiale de l’Agence Spatiale Européenne lancée en 2013, pourraient apporter d’autres réponses. Gaia vise à cartographier avec précision environ 1 milliard d’étoiles dans la Voie Lactée. Il s’appuie sur la précédente mission Hipparchus, qui a localisé avec précision 100 000 étoiles et a également cartographié 1 million d’étoiles avec une moindre précision.,
« Gaia surveillera chacune de ses 1 milliard d’étoiles cibles 70 fois au cours d’une période de cinq ans, en traçant précisément leurs positions, distances, mouvements et changements de luminosité », a déclaré L’ESA sur son site web. « Combinées, ces mesures vont construire une image sans précédent de la structure et de l’évolution de notre galaxie. Grâce à des missions comme celles-ci, nous sommes un peu plus près de fournir une estimation plus fiable à cette question si souvent posée: « Combien y a-t-il d’étoiles dans l’univers?,' »
univers Observable
Même si nous affiner la définition de la « observables » de l’univers — ce que nous pouvons voir — estimer le nombre d’étoiles dans elle exige de savoir juste comment grand l’univers. La première complication est que l’univers est en expansion, et la deuxième complication est que l’espace-temps peut courbe.
pour prendre un exemple simple, la lumière des objets les plus éloignés de nous prendrait environ 13.,8 milliards d’années-lumière pour voyager vers la Terre, en tenant compte du fait que les objets les plus jeunes seraient enveloppés parce que la lumière ne pourrait pas transporter dans l’univers primitif. Le rayon de l’univers observable devrait donc être de 13,8 milliards d’années-lumière puisque la lumière n’a que ce temps pour nous atteindre.
Ou faut-il? « C’est une façon logique de définir la distance, mais pas comment un relativiste définit la distance », a déclaré Kornreich. Un relativiste utiliserait un appareil tel qu’un bâton de compteur, mesurant la distance le long de cet appareil et l’étendant ensuite aussi longtemps que nécessaire.,
cela produit une réponse différente, que certaines sources définissent comme 48 milliards d’années-lumière de rayon. Les Sources varient sur ce nombre, cependant. C’est parce que l’espace-temps peut se courber. Comme l’observateur fait la mesure avec les bâtons de mesure, la lumière se déplace en même temps et influence les mesures.
observations de galaxies
Il est plus facile de compter les étoiles lorsqu’elles se trouvent à l’intérieur des galaxies, car c’est là qu’elles ont tendance à se regrouper., Pour même commencer à estimer le nombre d’étoiles, vous devez estimer le nombre de galaxies et trouver une sorte de moyenne.
selon certaines estimations, la masse des étoiles de la Voie Lactée est de 100 milliards de « masses solaires », soit 100 milliards de fois la masse du soleil. La moyenne des types d’étoiles dans notre galaxie, ce serait de produire une réponse d’environ 100 milliards d’étoiles dans la galaxie. Ceci est sujet à changement, cependant, en fonction du nombre d’étoiles plus grandes et plus petites que notre propre soleil. Aussi, d’autres estimations disent que la Voie Lactée pourrait avoir 200 milliards d’étoiles ou plus.,
le nombre de galaxies est cependant un nombre étonnant, comme le montrent certaines expériences d’imagerie réalisées par le télescope spatial Hubble. Plusieurs fois au fil des ans, le télescope a pointé un détecteur à un endroit minuscule dans le ciel pour compter les galaxies, effectuant le travail à nouveau après que le télescope a été amélioré par les astronautes pendant l’ère de la navette.
Une exposition en 1995 d’une petite tache dans Ursa Major a révélé environ 3 000 galaxies faibles. En 2003-2004, à l’aide d’instruments améliorés, les scientifiques ont examiné une tache plus petite dans la constellation Fornax et ont trouvé 10 000 galaxies., Une enquête encore plus détaillée dans Fornax en 2012, avec des instruments encore meilleurs, a montré environ 5 500 galaxies.
Kornreich utilisé une estimation très approximative de 10 milliards de galaxies dans l’univers. En multipliant cela par les 100 milliards d’étoiles estimés de la Voie Lactée, on obtient un grand nombre: 1 000 000 000 000 000 000 000 d’étoiles, ou un « 1 » avec 24 zéros après lui (1 septillion dans le système de numérotation américain; 1 quadrillion dans le système européen). Kornreich a souligné que le nombre est probablement une sous-estimation grossière, car des regards plus détaillés sur l’univers montreront encore plus de galaxies.,