宇宙有多少星系(探究宇宙的奥秘)

宇宙,乃是一切空间与时间的合集。

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行星、恒星、尘埃云、星系等我们所有已知的宇宙结构,和物质能量的各种形式,都包含在宇宙之中,正所谓“天地方圆为宇,古往今来为宙”,从古至今,人类没有停下过对宇宙探索的脚步。

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公元前2世纪,古希腊学者欧多克斯首先提出了地心说,他认为地球是宇宙的中心,包括太阳在内的其他天体都围绕着地球运动,后来托勒密对该理论进一步发展完善,建立了世界上第一个完整的行星体系模型:地球处于宇宙中央,人们在夜晚看到的其他星星,是包裹着宇宙的一个天球,上面镶嵌了很多恒星。

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现在看来,当时人们对宇宙的描述与想象有些过于狭小了,但其实后来的天文学家,对宇宙的大小估计也很保守。

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在一百多年前,科学家们还认为宇宙只有银河系,银河系就是宇宙本体,也就是所谓的宇宙孤岛模型,直到美国天文学家埃德温.哈勃发现:根据造父变星的尺度衡量,仙女座星云的间距是远远超过银河系直径的,这意味着仙女座星云并不在银河系之内,也就是说,宇宙中并非只有一个银河系。

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21世纪的今天,我们知道了地球是银河系几乎可以忽略的极小一部分,而银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。

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但宇宙中的星系们彼此之间还是很能抱团取暖的,在彼此引力场的作用下,或大或小的星系都聚拢在了一起,形成了一个个星系群,星系群又组成了星系团,星系团组成超星系团,超星系团彼此联合起来形成复合体,复合体再往上就是宇宙长城了,若干条长城盘根错节,成了我们现在看到的宇宙网状结构。

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那么宇宙中,究竟存在多少个星系?

想要回答这个问题,我们肯定不能一个个数,只能借助太空中的哈勃望远镜,让它采用抽样调查的方式。

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也就是先在夜空中划定一个相对宇宙来说很小的区域,然后通过太空望远镜持续曝光,再加一些不同光波长的探测设备辅助,最后呈现出这个小区域的星系照片。

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在哈勃望远镜于2003年公布的超级深场中,天文学家们让哈勃瞄准3平方角分范围的一小部分天区,持续曝光了100万秒,最终在这张照片中发现了1万个星系,不要忘了,这还只是全天区面积的1270万分之一,跟针尖的大小差不多。

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2012年,哈勃望远镜用同样的办法获得了哈勃极深场,这次的曝光持续了50天,观测范围是全天区面积的3200万分之一,最终获得了5500个星系的成像,其中最古老的星系远在132亿光年外,几乎就是宇宙大爆炸后诞生的第一批星系。

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通过若干次哈勃深场的拍摄,天文学家和宇宙学家们认为,可观测宇宙内至少有2000亿个和银河系类似的星系。

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但2016年,诺丁汉大学的一个科研团队通过研究哈勃极深场,辅以星系在不同时间段演化,提出了一个星系密度的公式,该公式的计算结果表明,可观测宇宙中的星系数量要比2012年时多10倍,也就是说可观测宇宙内,至少存在将近2万亿个星系。

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考虑到宇宙正在诞生新的星系,这个惊人的记录在未来很可能还会被打破,而且不要忘了,2000亿也好2万亿也罢,都只是可观测宇宙内的数据,在465亿光年外,广阔的未观测宇宙中,一定还有大量未被发现的星系,只是它们的退行速度已经超过了光速,人类永远看不见它们而已。

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但不要灰心,如果不出意外的话,随着本月底NASA新一代望远镜,詹姆斯.韦伯望远镜的发射升空,这个相当于哈勃ProMax版的超级望远镜,是有能力发现更多星系的,并且它还能看到宇宙大爆炸之初发生了什么。

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总体来说,虽然有生之年我们无法亲眼目睹宇宙的宏大与美妙,也无法理解宇宙对于人的意义,但作为宇宙中为数不多的智慧生命,人类能亲眼见证宇宙的和谐与美,那怕只是粗浅的一小部分,本身就是很美好的事。

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

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