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标题: 宇宙有多少个星系？哈勃望远镜传回仙女系图像，约有1万亿颗恒星 [打印本页]

作者: 王骜蓝 时间: 2023-6-12 09:09
标题: 宇宙有多少个星系？哈勃望远镜传回仙女系图像，约有1万亿颗恒星
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每当入夜我们抬起头时，都能看见漫天的繁星，有时我们会用浪漫来定义它们的存在。
而在地球之外，这些所谓的“繁星”却是由无数个星体构成的，人类处于宇宙最眇小的位置，窥探着宇宙的奥秘。

宇宙中数以百万计的恒星构成了银河系，也就是我们所处的星系，已往我们以为银河系已经是非常巨大的了。
但在不断的观测中，我们震动地发现在银河系之外，还存在更多的星系，以及数不清的恒星。这些究竟有多少呢？

人类的肉眼只能看到夜空中的星空，却无法看到宇宙空间的全貌，而平常的相机也无法做到这一点，它们顶多在有限的范围内拍摄图像，并放大，但像素如果不够高，一样只能看到一团马赛克。
因此，为了能实现人类的观测目标，望远镜就出现了，但这远远不够，天文望远镜也只能观测距地球约137亿光年的空间，可这远远达不到科学家们的需求，于是科学家们提出一个想法：如果要探索宇宙，就需要计算机和望远镜相结合，通过两者结合得出估算值。

1990年，哈勃望远镜成功发射，开启了人类向宇宙探索的大门。在这期间，我们通过哈勃望远镜窥见宇宙的一角，也讶异于群星的繁华。

1995年，我们在大熊座的区域观测了10天，据悉，那时的天文学家已经可以从图像中观测到3000个微光星系，那是人类所能观测到的最远的地方，后来拍摄的这张图像也被天文学家称为“哈勃深空场”。

颠末不断的观测以及对技术层面的升级，到了2003年，人类就借助哈勃望远镜探索到了天炉座的一小片区域，然而仅是这一小片区域，也不外只占天空的1270万分之一。
不外也从这次观测中，观测到了约1万个星系，后来他们又一连观测了50天的时间，得到2000余张图像，也在其中一小片空间中惊喜发现了5500个星系，而这一观测，就是“哈勃极深空场”。

宇宙到底有多少星系？

颠末对仪器的不断升级，“哈勃极深空场”已经能观测到隔断人类最远的120亿光年星系。
然后到了2015年，人类又发现了仙女座星系，并由哈勃望远镜传回图像，而这些图像是迄今为止得到的最高清的图片，像素最高达到了15亿。

仙女座星系是目前为止，人类肉眼可见的一个最远的天体，距地球有254万光年。
在这里扼要阐明一下，光年是长度单位而非时间单位。仙女座星系和银河系都属于“一家人”，由于都处在本星系群里，但它可比银河系要大多了，至少比它大1.6倍。

通过哈勃望远镜传回的仙女座星系照片大约有3700多张图像，当时哈勃大约拍了有400多个区域。
从星系图片中可以看出，亮点遍布了整个黑暗区域，它们围在一起，形成一个色彩瑰丽斑斓的旋涡状。据悉，其中大约包含有1万亿颗的恒星，甚至可能更多。

然而仙女座并不是最大的，我们越是挖掘宇宙，就越意识到人类的眇小，甚至我们所在的银河系也不外是亿万个星系中的其中一个，甚至比我们以为的还要微渺。
美国天体物理学家马里奥·利维奥曾表现：颠末天文学家们对星系的观测和假设以为，宇宙中的星系数目可能有1200亿左右，不外得到这个数字的条件是需要举行一个假设：即宇宙需要在每个方向看上去都差不多。
随着观测技术的升级和计算，这个数字也可能会上升到2000亿。

不外这个说法并不愿定是准确的，比如2016年，来自英国的天体物理学家就向导国际研究团队在举行一段时间的研究观测后，表现宇宙的星系数目可能远不止1200亿，极有可能靠近或超过了2万亿，这个数据可比1200亿要多多了。

后来，这位天体物理学家孔塞利切也在相干杂志中刊载过相干论文，他表现人类现在所观测到的宇宙星系在整个宇宙范围内实在微乎其微，如果用数值来表现，大概也只有10%而已，剩下的90%还没有被人类发掘，然而就是这仅仅10%的情形，就足以令人类叹为观止。

孔塞利切还表现了自己的惊讶，他以为在人类已往的认知中，在宇宙漫长的138亿年的演化过程里，新的恒星出现后会促使星系和其它星系举行合并来实现数目的增长，星系在已往的某个阶段应该履历过某些重大的演化过程，然后才会有比实际观测的可能还要多的星系。至于现在数目比之前要少一些，很有可能就是星系间的合并产生的。

他以为我们尚有很多宇宙的奥秘没有发掘，而我们现在知道的也不外是整个宇宙的冰山一角而已，所谓的数字也不外是一个在观测下出现的基本数字，并不能准确阐明星系具体有多少个数目。

另一方面，宇宙的膨胀速度很快，快到什么水平呢？
甚至超过了人类认知中的光速。目前人类只能看见来自星系的光，再通过到达地球的隔断来举行测量和判断，但这不代表整个宇宙的规则也是如此，地球说到底也不是移动中的物体，无法跟随我们的意愿去到我们想去的地方，这也导致如果星系离地球很远，那么我们观测的能力就会越弱。

而且根据科学家们的推测，星系也不是一成稳定的，它是会随着时间的推移而发生变化。
目前科学家们推测的效果是，人类所处的银河系星系，以及仙女座星系，将在将来举行合并，这个时间被推测为大约在40亿年之后，届时宇宙中可能会由于这一变化而出现极暗的宇宙区域。
如果太空望远镜能够快速升级，或许有一天我们能看到更多未知的星系。

哈勃望远镜都观测到过什么奇妙的征象呢？

一，星系越来越小。通过哈勃极深场，我们能观测到宇宙中更远的星系，天文学家们就使用哈勃发现一个征象，宇宙空间是不断扩张的，然而随着空间的扩张，原本挤在一起的星系也在向附近分散，这也直接导致了新恒星也在渐渐变少。
众所周知，新恒星的产生是由于分子云致密区域在密度超过肯定水平后，在引力影响下塌缩形成的，这就需要大量物质的相互摩擦，然而物质一旦减少就意味着新恒星的诞生条件也会减少，从而致使星系出现越来越小的征象。

二，无法观测整个宇宙。这一点就目前的技术而言是毋庸置疑的。起首人类目前在最高观测的条件中，也只能观测距地球120亿光年左右的地方。
之前也提到过，宇宙空间的扩张速度远超于光速，可人类的观测极限也只能达到这些。不外我们能得到的效果是，银河系属于拉尼亚凯亚超星系团中的一个，别看人类平时看起来高大，能上天入地，但在整个银河系之中，我们的存在几乎小到看不见，更别提和超星系团对比。
要知道，拉尼亚凯亚超星系团里有10多万个星系，就连银河系也执偾其中一个微不足道的“灰尘”而已。

三，发现合并星系。天文学家们使用哈勃望远镜举行观测后，发现大约有十多个的合并星系，最妙的是这些合并星系之间的隔断都不近，而且基本上都是古老的星系，这也侧面反映，在宇宙中，星系之间的合并是很常见的事。

四，暗物质占90%。
肉眼可见的就肯定是真实的吗？未必。在宇宙中，我们最常见的就是发着光的星系，然而颠末科学家们的研究发现，宇宙中的星系规模比质量低，这极有可能是由于宇宙有很多没有被观测到的物质存在，而这些物质成为维持星系的存在。
这些不被观测到的物质就被称为“暗物质”，科学家们对此提出了更大胆的推测，即宇宙中存在90%的暗物质，并且这些暗物质在背后岑寂地发挥作用。

我们之所以能观测到这么多变化，以及这么多奇妙的征象，都得益于望远镜的功劳。
哈勃天文望远镜为什么能看那么远？

哈勃望远镜直径4.3米，在宇宙中用时速2.8万公里的速度绕地球的轨道运行工作。它为什么能看到这么远的东西呢？
起首，它是个反射式望远镜，通过捕捉宇宙中光线反射来网络到“镜子”上，接着传输到仪器的焦点上，再转成数字信号反馈给地球，而我们只需要通过解译就可以获取拍摄到宇宙情形的高清图像。

不外在前期我们面对的一个主要题目是像素，由于它是使用光线反射观测的，在包管能看远的同时却不能包管能够看得很清楚，不外它的镜片可以使其拥有0.05角秒的角分辨率，如果对应地球的物体，它能分辨出25厘米大小的东西，表现的效果已经很不错了。
并且它从1990年开始到现在已经工作了长达30多年的时间，到目前为止仍然作为人类观测宇宙的主要工具，哈勃功不可没。

也有说法推测韦伯太空望远镜会不会代替哈勃望远镜，从实际情况来说，这是不可能的，由于两者有本质上的区别，起首哈勃是网络紫外光的，同时它也依赖于光线，而韦伯只网络宇宙中的红外光。
两者的计划目标差异，从观测层面来看，韦伯的任务更有可能是观测早期的宇宙。

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