但这并不是完美的办法,还有一些必须克服的评估障碍。据《自然》杂志报道,2016年10月,哈勃太空望远镜拍摄的深空图像表明,在可观测的宇宙中,大约有2万亿个星系。“盖亚”探测器欧洲航天局于2013年发射的太空探测器“盖亚任务”,可能会提供进一步的答案。据欧洲航天局称,“盖亚任务”任务的数据将于2022年6月公布。此外,科学家们强调,这可能是一个严重被低估的数字,因为更详细的宇宙观测,将显示更多的星系。

你是否曾经仰望过夜空,想知道天空中到底有多少颗星星?这个问题吸引了历代的科学家、哲学家、音乐家和梦想家。
在一个晴朗的夜晚,在耀眼的街灯下仰望天空,你会看到几千颗星星。即使是利用一架普通的望远镜,也会有数百万颗的星星出现在人们的视野中。那么宇宙中究竟有多少颗恒星呢?问这个问题很容易,但科学家们却很难给出一个确切的答案。
对于业余天文爱好者来说,计算肉眼可见的恒星数量,已经足够有挑战性了。那么,天文学家是如何计算出,宇宙中有多少颗恒星的呢?
星系是巨大的恒星集合体
恒星并不是随机地散布在宇宙中,而是聚集在一起,形成一个巨大的星系群。天文学家估计,仅在银河系就有大约10亿颗恒星。除此之外,还有成千上万的其他星系。
美国纽约州伊萨卡学院的助理教授,兼康奈尔大学“天文学家服务”的创始人,戴维·科恩赖希表示,对人类来说,第一个棘手的问题是,如何定义“宇宙”的含义。
“我不知道答案,因为我不知道宇宙是否是无限大的。”科恩赖希说道。可观测的宇宙可以追溯到138亿年前,但在我们所能看到的宇宙之外,可能还有更多别的东西。一些天文学家还认为,我们可能生活在一个“多元宇宙”中,那里可能存在其他宇宙,就像我们的宇宙一样,包含在某种更大的实体中。
根据欧洲航天局(ESA)的说法,最简单的办法,可能是先估算出一个普通星系中的恒星数量,然后乘以宇宙中的星系数量。但这并不是完美的办法,还有一些必须克服的评估障碍。例如,有些星系在可见光或红外线下,会更亮一些。
据《自然》杂志报道,2016年10月,哈勃太空望远镜拍摄的深空图像表明,在可观测的宇宙中,大约有2万亿个星系。这个数字,大约是之前天文学家们估算的10倍之多。在写给《生活科学》的一封电子邮件中,英国诺丁汉大学天体物理学教授克里斯托弗·康塞利斯表示,平均每个星系中有大约1亿颗恒星。
然而,望远镜可能无法观测到一个星系中的所有恒星。2008年,斯隆数字天空调查组织,对天空中三分之一的可观测天体进行了编目,并发现了大约4800万颗恒星,大约是天文学家预期中的一半。像我们的太阳这样众所周知的恒星,甚至可能不会出现在这样的目录中。因此,许多天文学家根据一个星系的质量,来估算恒星的数量。不过,这种方法也有其自身的困难,因为暗物质和星系的自转,在估算之前必须被过滤掉。
“盖亚”探测器
欧洲航天局于2013年发射的太空探测器“盖亚任务”,可能会提供进一步的答案。“盖亚”的目标是精确地绘制出银河系中,大约10亿颗恒星的地图。它建立在之前“希帕尔科斯任务”的基础上,“希帕尔科斯任务”精确地定位了10万颗恒星,并以较低的精度绘制了100万颗恒星的地图。据欧洲航天局称,“盖亚任务”任务的数据将于2022年6月公布。
“希帕尔科斯”绘制了银河系中十万颗恒星的地图
欧洲航天局在其网站上表示:“盖亚将在五年的时间里,对其10亿颗目标恒星进行70次监测,精确地绘制出它们的位置、距离、运动和亮度变化。综合起来,这些测量将建立一个前所未有的图像,以及我们的星系的结构和演化。”
即使我们将范围缩小到“可观测”宇宙,估算恒星数量也需要考虑两个复杂因素:一个是宇宙本身的膨胀,第二个复杂因素是时空的弯曲。
“盖亚”绘制银河系的恒星
根据哈佛和史密森天体物理中心的研究,当恒星在星系内时,计算它们的数量更容易,因为它们往往聚集在一起。为了估算恒星的数量,我们需要先估算星系的数量,然后得出一个最终数值。
一些天文学家估算得出结论认为,银河系的恒星总质量,相当于1000亿个“太阳的质量”。平均我们星系中恒星的类型,这将产生银河系中大约有1000亿颗恒星的答案。然而,这一数字可能会发生变化,主要取决于比我们的太阳更大,或更小的恒星数量。另外,另一种估算认为银河系可能有2000亿颗甚至更多的恒星。
由于宇宙正在膨胀,估算恒星的数量变得更加困难
然而,正如哈勃太空望远镜所做的一些成像实验所显示的那样,星系的数量是一个惊人的数字。在航天飞机时代,宇航员对望远镜进行了升级,之后的多年来,该望远镜曾多次将探测器对准天空中的一个小点,来计算星系。
1995年,大熊座上一个小点的曝光,显示了大约3000个微弱的星系。2003- 2004年,科学家们使用升级后的仪器,观测了天炉星座中一个较小的点,发现了1万个星系。2012年,科学家对天炉进行了更详细的调查,使用了更好的仪器,发现了大约5500个星系。
科学家们粗略估计了宇宙中的10万亿个星系。用这个数字乘以银河系估算出的1000亿颗恒星,结果确实是一个很大的数字:1,000,000,000,000,000,000,000,000(24个0)颗恒星。此外,科学家们强调,这可能是一个严重被低估的数字,因为更详细的宇宙观测,将显示更多的星系。
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