宇宙分可觀測宇宙和不可觀測宇宙,可觀測宇宙又包含可見物質和不可見物質,而可見物質最直觀的載體就是漫天星辰。
那可觀測宇宙中有多少星辰呢,今天咱們就來數一數。
但目前能大致估算的只能是行星級別以上的天體,比行星再小的天體和宇宙塵埃就不算在內了,那真是沒法數,光太陽系內的都數不清。
圖片來自網絡,可觀測宇宙
首先說一下什麼是“可觀測宇宙”。
按照目前主流的宇宙大爆炸理論,宇宙是有限大的,但我們並不能看到整個宇宙,能看到的部分稱為“可觀測宇宙”。
因為遠處的空間膨脹速度已超過了光速,遙遠星體的光還沒來得及到達地球,我們無法看到他們,也無法較準確的計算他們的數量。
目前認為,可觀測宇宙的範圍是以地球為中心半徑約為465億光年的球體。
圖片來自網絡,河外星系之仙女座星系
自哈勃發現仙女座大星雲和三角座星系到地球的距離遠遠超出銀河系直徑而斷定他們是“河外星系”之後,人們才知道在銀河系之外還有更多的星系。
現在我們知道,夜空中肉眼可看到有四個河外星系,即仙女星系、三角座星系、大麥哲倫星系和小麥哲倫星系。
可觀測宇宙中有多少星系呢?
圖片來自網絡,哈勃超級深空場
天文學家認為在大尺度的宇宙中,星系分布是比較均勻的,因此利用望遠鏡拍攝一個小片區域並估算出其中的星係數量,然後知道這個區域在整個天球的面積佔比,就可以估算出整個可觀測宇宙中的星係數量了。
天文學家根據哈勃望遠鏡觀測到的星系密度,估算出可觀測宇宙中大約有兩萬億個星系。
知道了星系的大致數量,再來估算一下恆星和行星的數量。
恆星好說,可以通過望遠鏡來觀測。
星系大小不一,據估算平均每個星系有兩千億顆恆星,這樣可觀測宇宙總共有約四千萬億億顆恆星。
行星就不那麼簡單了,因為行星很難直接觀測到。
圖片來自網絡,模擬雙星系統
宇宙中約有四分之一的恆星是類似太陽系的單恆星系統,另外大多數恆星是雙星或多星系統。
按照現有的恆星理論,單恆星系統存在較多行星,而雙星或多星系統中存在的行星較少。
天文學家利用開普勒望遠鏡觀測系外恆星,大致發現410顆恆星擁有總共700顆的行星,但這並不是一個估算值,只是理論下限。
因為所觀測到的行星,都是那些體積較大、離恆星較近且剛好處於合適觀測角度的行星。
圖片來自網絡
隨着科技進步,天文學家可以更精確地估計這個數字,就目前來看,行星數量至少是恆星數量的八倍。
因此,結論出來了,在我們可觀測宇宙中,至少有兩萬億個星系,而恆星至少有四千萬億億顆,行星的數量至少在三億億億顆以上,數量級在10^24至10^25。
好了,今天先聊到這裡,你或許會覺得數字已超出了想象,但開篇就說過,這些星辰也只是整個宇宙中的很小的一部分物質,不可見的物質則佔比更大。
而不可觀測宇宙到底有多少物質,至今還是未知。
作者:連瑋
版權所有:上知天文科普傳播中心