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天文學家:宇宙中至少有2萬億個星系,地球只是一粒沙子

宇宙,乃是一切空間與時間的合集。

行星、恒星、塵埃云、星系等我們所有已知的宇宙結(jié)構(gòu),和物質(zhì)能量的各種形式,都包含在宇宙之中,正所謂“天地方圓為宇,古往今來為宙”,從古至今,人類沒有停下過對宇宙探索的腳步。

公元前2世紀,古希臘學者歐多克斯首先提出了日心說,他認為地球是宇宙的中心,包括太陽在內(nèi)的其他天體都圍繞著地球運動,后來托勒密對該理論進一步發(fā)展完善,建立了世界上第一個完整的行星體系模型:地球處于宇宙中央,人們在夜晚看到的其他星星,是包裹著宇宙的一個天球,上面鑲嵌了很多恒星。

現(xiàn)在看來,當時人們對宇宙的描述與想象有些過于狹小了,但其實后來的天文學家,對宇宙的大小估計也很保守。

在一百多年前,科學家們還認為宇宙只有銀河系,銀河系就是宇宙本體,也就是所謂的宇宙孤島模型,直到美國天文學家埃德溫.哈勃發(fā)現(xiàn):根據(jù)造父變星的尺度衡量,仙女座星云的間距是遠遠超過銀河系直徑的,這意味著仙女座星云并不在銀河系之內(nèi),也就是說,宇宙中并非只有一個銀河系。

1世紀的今天,我們知道了地球是銀河系幾乎可以忽略的極小一部分,而銀河系又是宇宙中不起眼的存在,地球在宇宙中,就像一粒沙子在撒哈拉大沙漠里。

但宇宙中的星系們彼此之間還是很能抱團取暖的,在彼此引力場的作用下,或大或小的星系都聚攏在了一起,形成了一個個星系群,星系群又組成了星系團,星系團組成超星系團,超星系團彼此聯(lián)合起來形成復合體,復合體再往上就是宇宙長城了,若干條長城盤根錯節(jié),成了我們現(xiàn)在看到的宇宙網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

那么宇宙中,究竟存在多少個星系?

想要回答這個問題,我們肯定不能一個個數(shù),只能借助太空中的哈勃望遠鏡,讓它采用抽樣調(diào)查的方式。

也就是先在夜空中劃定一個相對宇宙來說很小的區(qū)域,然后通過太空望遠鏡持續(xù)曝光,再加一些不同光波長的探測設(shè)備輔助,最后呈現(xiàn)出這個小區(qū)域的星系照片。

在哈勃望遠鏡于2003年公布的超級深場中,天文學家們讓哈勃瞄準3平方角分范圍的一小部分天區(qū),持續(xù)曝光了100萬秒,最終在這張照片中發(fā)現(xiàn)了1萬個星系,不要忘了,這還只是全天區(qū)面積的1270萬分之一,跟針尖的大小差不多。

2012年,哈勃望遠鏡用同樣的辦法獲得了哈勃極深場,這次的曝光持續(xù)了50天,觀測范圍是全天區(qū)面積的3200萬分之一,最終獲得了5500個星系的成像,其中最古老的星系遠在132億光年外,幾乎就是宇宙大爆炸后誕生的第一批星系。

通過若干次哈勃深場的拍攝,天文學家和宇宙學家們認為,可觀測宇宙內(nèi)至少有2000億個和銀河系類似的星系。

但2016年,諾丁漢大學的一個科研團隊通過研究哈勃極深場,輔以星系在不同時間段演化,提出了一個星系密度的公式,該公式的計算結(jié)果表明,可觀測宇宙中的星系數(shù)量要比2012年時多10倍,也就是說可觀測宇宙內(nèi),至少存在將近2萬億個星系。

考慮到宇宙正在誕生新的星系,這個驚人的記錄在未來很可能還會被打破,而且不要忘了,2000億也好2萬億也罷,都只是可觀測宇宙內(nèi)的數(shù)據(jù),在465億光年外,廣闊的未觀測宇宙中,一定還有大量未被發(fā)現(xiàn)的星系,只是它們的退行速度已經(jīng)超過了光速,人類永遠看不見它們而已。

但不要灰心,如果不出意外的話,隨著本月底NASA新一代望遠鏡,詹姆斯.韋伯望遠鏡的發(fā)射升空,這個相當于哈勃ProMax版的超級望遠鏡,是有能力發(fā)現(xiàn)更多星系的,并且它還能看到宇宙大爆炸之初發(fā)生了什么。

總體來說,雖然有生之年我們無法親眼目睹宇宙的宏大與美妙,也無法理解宇宙對于人的意義,但作為宇宙中為數(shù)不多的智慧生命,人類能親眼見證宇宙的和諧與美,那怕只是粗淺的一小部分,本身就是很美好的事。

不要忘了,宇宙的最不可理解之處,在于它是可以理解的,宇宙的最可理解之處,在于它是不可理解的。

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