patrząc w nocne niebo, jest to wystarczająco trudne dla astronoma amatora, aby policzyć liczbę widocznych gołym okiem gwiazd. W przypadku większych teleskopów więcej gwiazd staje się widocznych, co uniemożliwia ich liczenie ze względu na ilość czasu, jaki by to zajęło. Jak astronomowie ustalają, ile gwiazd znajduje się we wszechświecie?
pierwsza część to próba zdefiniowania, co oznacza „wszechświat” – powiedział David Kornreich, adiunkt w Ithaca College w stanie Nowy Jork., Był założycielem serwisu „zapytaj astronoma” na Cornell University.
„Nie wiem, bo nie wiem, czy wszechświat jest nieskończenie duży, czy nie” Obserwowalny wszechświat wydaje się cofać w czasie o około 13,8 miliarda lat, ale poza tym, co mogliśmy zobaczyć, może być znacznie, znacznie więcej. Niektórzy astronomowie sądzą również, że możemy żyć w „multiwersie”, gdzie byłyby inne wszechświaty, takie jak nasz, zawarte w jakiejś większej jednostce.
czym jest Teoria wielkiego podrywu?,
najprostszą odpowiedzią może być oszacowanie liczby gwiazd w typowej galaktyce, a następnie pomnożenie jej przez szacowaną liczbę galaktyk we wszechświecie. Ale nawet to jest trudne, ponieważ niektóre galaktyki świecą lepiej w świetle widzialnym, a niektóre w podczerwieni, na przykład. Istnieją również przeszkody szacowania, które należy pokonać.
w październiku 2016 roku artykuł w Science (oparty na obrazach głębokiego pola z Kosmicznego Teleskopu Hubble ' a) zasugerował, że w obserwowalnym wszechświecie jest około 2 bilionów galaktyk, czyli około 10 razy więcej galaktyk niż wcześniej sugerowano., W e-mailu z Live Science, główny autor Christopher Conselice, profesor astrofizyki na Uniwersytecie w Nottingham w Wielkiej Brytanii, powiedział, że w przeciętnej galaktyce było około 100 milionów gwiazd.
Teleskopy mogą jednak nie być w stanie zobaczyć wszystkich gwiazd w galaktyce. Według szacunków Sloan Digital Sky Survey z 2008 roku (katalogujących wszystkie możliwe do zaobserwowania obiekty na jednej trzeciej powierzchni nieba) odkryto około 48 milionów gwiazd, co stanowi około połowę tego, co astronomowie spodziewali się zobaczyć. Gwiazda taka jak nasze własne słońce może nawet nie pojawić się w takim katalogu., Tak więc wielu astronomów szacuje liczbę gwiazd w galaktyce na podstawie jej masy — co ma swoje własne trudności, ponieważ ciemna materia i obrót galaktyczny muszą zostać odfiltrowane przed dokonaniem oszacowania.
misje takie jak Misja Gaia, sonda kosmiczna Europejskiej Agencji Kosmicznej, która wystartowała w 2013 roku, mogą dostarczyć dalszych odpowiedzi. Gaia ma na celu dokładne odwzorowanie około 1 miliarda gwiazd w Drodze Mlecznej. Bazuje ona na poprzedniej misji Hipparchus, która precyzyjnie zlokalizowała 100 000 gwiazd, a także zmapowała 1 milion gwiazd z mniejszą precyzją.,
„Gaia będzie monitorować każdą z 1 miliarda gwiazd docelowych 70 razy w ciągu pięciu lat, precyzyjnie rysując ich pozycje, odległości, ruchy i zmiany jasności”-powiedziała ESA na swojej stronie internetowej. „Łącznie pomiary te zbudują bezprecedensowy obraz struktury i ewolucji naszej galaktyki. Dzięki takim misjom jesteśmy o krok bliżej do bardziej wiarygodnego oszacowania tego często zadawanego pytania: „ile gwiazd jest we wszechświecie?,'”
obserwowalny wszechświat
nawet jeśli zawęzimy definicję do” obserwowalnego ” wszechświata — co możemy zobaczyć — oszacowanie liczby gwiazd w nim zawartych wymaga wiedzy, jak wielki jest wszechświat. Pierwszą komplikacją jest to, że wszechświat się rozszerza, a drugą komplikacją jest to, że czasoprzestrzeń może się zakrzywiać.
aby wziąć prosty przykład, światło z obiektów najdalszych od nas zajęłoby około 13.,8 miliardów lat świetlnych na podróż na Ziemię, biorąc pod uwagę, że najmłodsze obiekty zostaną osłonięte, ponieważ światło nie może przenosić się we wczesnym Wszechświecie. Więc promień obserwowalnego wszechświata powinien wynosić 13,8 miliarda lat świetlnych, ponieważ światło ma tylko tyle czasu, aby do nas dotrzeć.
a może powinno? „To logiczny sposób definiowania dystansu, ale nie sposób, w jaki relatywista definiuje dystans” – powiedział Kornreich. Relatywista użyłby urządzenia takiego jak drążek miernika, mierząc odległość wzdłuż tego urządzenia, a następnie przedłużając go tak długo, jak to konieczne.,
daje to inną odpowiedź, którą niektóre źródła określają jako promień 48 miliardów lat świetlnych. Źródła różnią się jednak pod tym względem. To dlatego, że czasoprzestrzeń może się zakrzywiać. Gdy obserwator wykonuje pomiar za pomocą drążków pomiarowych, światło przemieszcza się w tym samym czasie i wpływa na pomiary.
obserwacje galaktyk
łatwiej jest policzyć gwiazdy, gdy znajdują się wewnątrz galaktyk, ponieważ to właśnie tam mają tendencję do gromadenia., Aby nawet zacząć szacować liczbę gwiazd, musisz oszacować liczbę galaktyk i wymyślić jakąś średnią.
niektórzy szacują, że masa gwiazdy Drogi Mlecznej wynosi 100 miliardów mas Słońca lub 100 miliardów mas Słońca. Uśredniając typy gwiazd w naszej galaktyce, daje to odpowiedź na około 100 miliardów gwiazd w galaktyce. Może to jednak ulec zmianie, w zależności od tego, ile gwiazd jest większych i mniejszych od naszego Słońca. Również inne szacunki mówią, że droga Mleczna może mieć 200 miliardów gwiazd lub więcej.,
liczba galaktyk jest jednak zadziwiająca, Jak pokazują niektóre eksperymenty obrazowe wykonywane przez Kosmiczny Teleskop Hubble ' a. Kilka razy na przestrzeni lat teleskop wskazywał detektor w maleńkim miejscu na niebie, aby zliczyć galaktyki, wykonując pracę ponownie po modernizacji teleskopu przez astronautów w erze promu.
w 1995 roku naświetlenie małej plamki w Ursa Major ujawniło około 3000 słabych galaktyk. W latach 2003-2004, używając ulepszonych instrumentów, naukowcy zbadali mniejszy punkt w gwiazdozbiorze Fornaxa i odkryli 10 000 galaktyk., Jeszcze bardziej szczegółowe badania w Fornax w 2012 roku, z jeszcze lepszymi instrumentami, wykazały około 5500 galaktyk.
Kornreich użył bardzo przybliżonego oszacowania 10 bilionów galaktyk we wszechświecie. Pomnożenie tej liczby przez 100 miliardów gwiazd Drogi Mlecznej daje naprawdę dużą liczbę: 1 000 000 000 000 000 000 000 gwiazd lub „1” z 24 zerami po niej (1 septillion w amerykańskim systemie liczbowym; 1 biliard w systemie europejskim). Kornreich podkreślił, że liczba jest prawdopodobnie rażącym niedoszacowaniem, ponieważ bardziej szczegółowe spojrzenie na wszechświat pokaże jeszcze więcej galaktyk.,