遥远的宇宙的哈勃太空望远镜的图像。

抬头看向夜空,它是具有挑战性的,足以让一个业余天文学家计算肉眼可见的星星。 与更大的望远镜,更多的星星变得可见,使计数不可能因为需要的时间。 所以天文学家是如何算出宇宙中有多少星星?

第一个棘手的部分是试图定义“宇宙”是什么意思,说大卫?Kornreich纽约州伊萨卡学院助理教授。 他的创始人康奈尔大学“问一位天文学家”服务。

“我不知道(答案),因为我不知道宇宙是无限大的,”他说。 可观测宇宙似乎回到过去约137亿光年,但超出了我们可以看到有多少,更多。 一些天文学家也相信我们可以生活在一个“多元宇宙”,像我们这样的会有其他宇宙中某种更大的实体。

最简单的答案可能是恒星的数量估计在一个典型的星系,然后乘以估计数量的星系在宇宙中。 但即使是棘手的,像一些星系在可见光或红外发光更好,例如。 也有估计必须克服的障碍。

2016年10月,在《科学》杂志上的一篇文章(基于深视野图像从哈勃太空望远镜)建议在可观测宇宙大约有2万亿个星系,星系比先前建议的约10倍。 在电子邮件中与科学生活,作者Christopher Conselice诺丁汉大学的天体物理学教授在英国,大约有说1亿颗恒星在星系的平均。

望远镜可能无法查看所有的星星在一个星系,然而。 2008年的一项估计斯隆数字巡天(目录所有观察对象在天空的三分之一)发现了4800万颗恒星,大约一半的天文学家们希望看到的东西。 像我们的太阳这样的恒星可能甚至没有出现在这样的一个目录。 因此,许多天文学家估计一个星系的恒星数量基于它的质量——都有自己的困难,因为暗物质和银河系自转做估计之前必须过滤掉。

盖亚等任务使命,欧洲航天局的太空探测器在2013年推出,可以提供进一步的答案。 盖亚旨在精确地图银河系大约包含了10亿颗恒星。 它建立在先前的希帕克斯的使命,这正是位于100000颗恒星还有100万颗恒星映射到一个较小的精度。

“盖亚将监控每个10亿目标恒星在5年期间,70倍精确制图,距离,运动和亮度的变化,“欧洲航天局在其网站上说。 “相结合,这些测量将建立一个前所未有的银河系的结构和演化的照片。 由于这样的任务,我们提供一个更可靠的估计更近一步经常问这个问题:“在宇宙中有多少星星?””

可观测宇宙

即使我们宇宙缩小“可见”的定义——我们可以看到估计恒星的数量在这仅仅需要知道宇宙有多大。 第一个并发症是宇宙本身就是扩张,和第二个并发症是时空是弯曲的。

采取一个简单的例子,光从物体离我们最远的需要前往地球大约137亿光年,考虑非常年轻的对象会笼罩因为光线不能携带早期宇宙中。 所以可观测宇宙的半径应该是137亿光年,因为只有那么久的光线到达我们。

或者应该吗? “这是一个合乎逻辑的方式来定义距离,但不是一个相对主义者如何定义距离,“Kornreich说。 相对主义者将使用一个设备如米尺,设备测量的距离,然后只要需要扩展它。

这产生一个不同的答案,有消息在半径定义为480亿光年。 然而,在这个数字来源不同。 这是因为时空是弯曲的。 随着观察者用米尺测量,光同时影响测量。

星系观测

很容易计算恒星星系内时,因为这就是他们倾向于集群。 甚至开始估计恒星的数量,那么你需要估计星系的数量和想出某种平均。

一些估计挂钩银河系的恒星质量为1000亿太阳质量,或太阳质量的1000亿倍。 平均的类型我们星系中的恒星,这将产生一个答案1000亿颗恒星的星系。 这是可能发生变化,然而,这取决于许多恒星比我们的太阳大,小。 此外,其他估计银河系有2000亿颗恒星。

的星系的数量如图所示是一个令人惊讶的数字,然而,一些成像实验执行的吗哈勃太空望远镜。 多年来几次,望远镜有一个检测器对准天空中一个微小的点计算星系,执行工作后再望远镜被宇航员在航天飞机时代升级。

1995曝光的一个小点在大熊星座显示大约3000微弱的星系。 在2003 - 4,使用升级工具,科学家们观察了一个小的天炉星座星座,发现10000个星系。 2012年天炉座的一个更详细的调查,更好的工具,显示大约5500个星系。

Kornreich使用一种非常粗略的估计10万亿星系在宇宙中。 ,乘以估计银河系的1000亿颗恒星确实导致大量:1000000000000000000000000颗恒星,或者一个“1”后24 0。 Kornreich强调数量可能严重低估,更详细的看着宇宙将展示更多的星系。