宇宙有多少星系?哈勃望远镜的发明是转折点,它发现了多少星系?
宇宙中有几个星系?
这个长期困扰天文学界的问题,在1995年开始被哈勃望远镜逐步解决。
1995年12月18日到28日,哈勃将镜头对准大熊座方向一小片天区,拍摄了342张独立曝光影像,最后合成了哈勃第一张深空照片,“哈勃北部深空”
在这张改变天文学的照片上,有3000多个亮点,它们不是星星,而是和银河系一样,拥有数千亿颗恒星的星系,而这3000多个星系,仅仅占到了全天区面积的2400万分之一。
在哈勃深场照片出现之前,天文学家们预估的宇宙星系总量在千万级别,但哈勃深场表明,可观测宇宙内至少拥有1000亿个星系。
而这些百亿光年外的星系们,有的甚至还没来得及大规模生成恒星,毫无疑问,这张照片向人类展示了一个极其年轻的宇宙,正如大众媒体报道的那样,“哈勃看到了大爆炸”。
在第一张哈勃深空带给人类的震撼,逐渐平息后,1996年,哈勃望远镜生成了第二张深空照片,“哈勃南部深空”
同样的星系分布密度,同样的星系构成,甚至是同样的星系亮度,这张新的深空照片,与一年前第一张深空照片有着极高的相似度,这种高相似度意味着,我们的宇宙星系分布十分均匀,所以哈勃望远镜不论朝哪个方向拍,最后获得的图像都大同小异。
现代宇宙学中的“各向同性”原理,被哈勃的这两张深空照片,演绎得淋漓尽致。
2003年到2004年,通过对天炉座方向长达113天的累计曝光,哈勃望远镜合成了“超级深空场”,和最初的哈勃深场不同,这次的超级深空场照片,原始天区大小,达到了全天区的1270万分之一,其内拥有大约10000个星系,且部分星系远在130亿光年之外。
2012年,通过对超级深空的进一步处理,人类得到迄今为止“信息量”最大的“哈勃极深空”,其内最远的星系,距离地球135.5亿光年,
也就是说我们现在看到的,基本上就是宇宙大爆炸后,形成的第一批星系。
根据大爆炸理论,宇宙诞生38万年后,光子才得以在宇宙中自由穿梭,而哈勃作为一架光学望远镜,是看不到那38万年间的景象的,想要真正了解宇宙大爆炸之初发生了什么,只能靠原初引力波。
通过整理现有数据,目前的天文学界在可观测宇宙内发现了超过7万亿个星系,而可观测宇宙之外的星系数量,很可能数十倍于可观测宇宙内的星系数量。
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