Guardando nel cielo notturno, è abbastanza impegnativo per un astronomo amatoriale contare il numero di stelle ad occhio nudo che sono visibili. Con telescopi più grandi, più stelle diventano visibili, rendendo il conteggio impossibile a causa della quantità di tempo che ci vorrebbe. Quindi, come fanno gli astronomi a capire quante stelle ci sono nell’universo?
La prima parte appiccicosa sta cercando di definire cosa significhi “universo”, ha detto David Kornreich, un assistente professore all’Ithaca College nello Stato di New York., Fu il fondatore del servizio “Ask An Astronomer” alla Cornell University.
“Non lo so perché non so se l’universo è infinitamente grande o meno”, ha detto. L’universo osservabile sembra tornare indietro nel tempo di circa 13,8 miliardi di anni, ma al di là di quello che abbiamo potuto vedere ci potrebbe essere molto, molto di più. Alcuni astronomi pensano anche che potremmo vivere in un “multiverso” dove ci sarebbero altri universi come il nostro contenuti in una sorta di entità più grande.
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La risposta più semplice potrebbe essere quella di stimare il numero di stelle in una galassia tipica e quindi moltiplicarlo per il numero stimato di galassie nell’universo. Ma anche questo è complicato, dato che alcune galassie brillano meglio nel visibile o alcune nell’infrarosso, per esempio. Ci sono anche ostacoli di stima che devono essere superati.
Nell’ottobre 2016, un articolo su Science (basato su immagini in campo profondo del telescopio spaziale Hubble) ha suggerito che ci sono circa 2 trilioni di galassie nell’universo osservabile, o circa 10 volte più galassie di quanto suggerito in precedenza., In una e-mail con Live Science, l’autore principale Christopher Conselice, professore di astrofisica presso l’Università di Nottingham nel Regno Unito, ha detto che c’erano circa 100 milioni di stelle nella galassia media.
Tuttavia, i telescopi potrebbero non essere in grado di visualizzare tutte le stelle di una galassia. Una stima del 2008 dello Sloan Digital Sky Survey (che cataloga tutti gli oggetti osservabili in un terzo del cielo) ha trovato circa 48 milioni di stelle, circa la metà di ciò che gli astronomi si aspettavano di vedere. Una stella come il nostro sole potrebbe anche non apparire in un tale catalogo., Quindi, molti astronomi stimano il numero di stelle in una galassia in base alla sua massa — che ha le sue difficoltà, dal momento che la materia oscura e la rotazione galattica devono essere filtrate prima di fare una stima.
Missioni come la missione Gaia, una sonda spaziale dell’Agenzia Spaziale europea lanciata nel 2013, potrebbero fornire ulteriori risposte. Gaia mira a mappare con precisione circa 1 miliardo di stelle nella Via Lattea. Si basa sulla precedente missione Hipparchus, che ha localizzato con precisione 100.000 stelle e ha anche mappato 1 milione di stelle con una precisione minore.,
“Gaia monitorerà ciascuna delle sue stelle bersaglio 1 miliardo 70 volte durante un periodo di cinque anni, tracciando con precisione le loro posizioni, distanze, movimenti e cambiamenti di luminosità”, ha detto l’ESA sul suo sito web. “Combinate, queste misurazioni costruiranno un quadro senza precedenti della struttura e dell’evoluzione della nostra galassia. Grazie a missioni come queste, siamo un passo avanti nel fornire una stima più affidabile a quella domanda posta così spesso: “Quante stelle ci sono nell’universo?,'”
Universo osservabile
Anche se restringiamo la definizione all’universo” osservabile ” — ciò che possiamo vedere — stimare il numero di stelle al suo interno richiede di sapere quanto è grande l’universo. La prima complicazione è che l’universo stesso si sta espandendo, e la seconda complicazione è che lo spazio-tempo può curvare.
Per fare un semplice esempio, la luce dagli oggetti più lontani da noi richiederebbe circa 13.,8 miliardi di anni luce per viaggiare sulla Terra, tenendo conto che gli oggetti più giovani sarebbero stati avvolti perché la luce non poteva trasportare nell’universo primordiale. Quindi il raggio dell’universo osservabile dovrebbe essere di 13,8 miliardi di anni luce poiché la luce ha solo così tanto tempo per raggiungerci.
O dovrebbe? “È un modo logico per definire la distanza, ma non come un relativista definisce la distanza”, ha detto Kornreich. Un relativista userebbe un dispositivo come un bastone da metro, misurando la distanza lungo quel dispositivo e quindi estendendolo per tutto il tempo necessario.,
Questo produce una risposta diversa, che alcune fonti definiscono come 48 miliardi di anni luce nel raggio. Le fonti variano su questo numero, tuttavia. Questo perché lo spazio-tempo può curvare. Come l’osservatore fa la misura con i bastoni metro, luce viaggia allo stesso tempo e influenza le misure.
Osservazioni di galassie
È più facile contare le stelle quando si trovano all’interno delle galassie, poiché è lì che tendono a raggrupparsi., Per iniziare anche a stimare il numero di stelle, allora si avrebbe bisogno di stimare il numero di galassie e venire con una sorta di una media.
Alcune stime attribuiscono alla massa stellare della Via Lattea 100 miliardi di “masse solari”, ovvero 100 miliardi di volte la massa del sole. Calcolando la media dei tipi di stelle all’interno della nostra galassia, questo produrrebbe una risposta di circa 100 miliardi di stelle nella galassia. Questo è soggetto a modifiche, tuttavia, a seconda di quante stelle sono più grandi e più piccole del nostro sole. Inoltre, altre stime dicono che la Via Lattea potrebbe avere 200 miliardi di stelle o più.,
Il numero di galassie è un numero sorprendente, tuttavia, come dimostrato da alcuni esperimenti di imaging eseguiti dal telescopio spaziale Hubble. Più volte nel corso degli anni, il telescopio ha puntato un rivelatore in un piccolo punto nel cielo per contare le galassie, eseguendo nuovamente il lavoro dopo che il telescopio è stato aggiornato dagli astronauti durante l’era dello shuttle.
Un’esposizione del 1995 di una piccola macchia nell’Orsa Maggiore ha rivelato circa 3.000 galassie deboli. Nel 2003-4, utilizzando strumenti aggiornati, gli scienziati hanno esaminato un punto più piccolo nella costellazione Fornax e hanno trovato 10.000 galassie., Un’indagine ancora più dettagliata a Fornax nel 2012, con strumenti ancora migliori, ha mostrato circa 5.500 galassie.
Kornreich ha usato una stima molto approssimativa di 10 trilioni di galassie nell’universo. Moltiplicandolo per i 100 miliardi di stelle stimati dalla Via Lattea si ottiene un gran numero: 1.000.000.000.000.000.000.000.000 di stelle, o un ” 1 ” con 24 zeri dopo di esso (1 settiglione nel sistema di numerazione americano; 1 quadrilione nel sistema europeo). Kornreich ha sottolineato che il numero è probabilmente una grossolana sottovalutazione, poiché sguardi più dettagliati sull’universo mostreranno ancora più galassie.,