人是地球上惟一有智慧的生命_自茹毛飲血的原始時(shí)代起_人類(lèi)就對(duì)星空產(chǎn)生了無(wú)限的遐想。不過(guò)_在古代人的心中_對(duì)于星空更是仍是一種恐懼_尤其是看著天上的流星落向地面_更是一種恐懼。
因?yàn)槿鄙倏茖W(xué)的認(rèn)識(shí)_遠(yuǎn)古人類(lèi)對(duì)地球以外的星空世界_并不了解_不知道那是個(gè)怎樣的世界_由此也孕育出許多美麗的神話(huà)傳說(shuō)。
伴隨著人類(lèi)的不斷發(fā)展_人類(lèi)由原始時(shí)代進(jìn)入封建時(shí)代_最后進(jìn)入科技時(shí)代。盡管人類(lèi)進(jìn)入技術(shù)時(shí)代只有短短的200多年_但我們已經(jīng)取得了驚人的成就。人類(lèi)在技術(shù)的幫助下_生活質(zhì)量不斷提高_(dá)我們也從地球上走出_開(kāi)始探索宇宙。
唯有從地球里走出來(lái)_我們才知道宇宙有多遼闊_地球有多渺小_站在太空中觀察宇宙跟站在地球上觀察宇宙_完全是兩種不同的感覺(jué)。在進(jìn)入技術(shù)時(shí)代后_我們也知道夜空中閃爍的星星基本上都是恒星_因此許多人對(duì)宇宙中有多少個(gè)星系、多少個(gè)恒星這一問(wèn)題產(chǎn)生了疑問(wèn)。
為了弄清楚宇宙中有多少個(gè)恒星和星系_我們必須先弄清楚宇宙到底有多大？我們的觀測(cè)技術(shù)在探索宇宙的早期_相對(duì)較低層次_能看到的范圍非常有限_當(dāng)時(shí)科學(xué)家們認(rèn)為_(kāi)銀河系就是整個(gè)宇宙范圍_而銀河系中的恒星似乎也不多。
然而_隨著科技的不斷進(jìn)步_觀測(cè)能力也大大提高_(dá)有了更先進(jìn)的天文望遠(yuǎn)鏡_我們從銀河系中看到了星系外的星空_此時(shí)我們才明白_銀河系外的宇宙比我們想象的還要廣闊、遼闊、廣闊。
大爆炸理論提出后_科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)宇宙的年齡已達(dá)138億歲_而目前人類(lèi)可觀察到的宇宙的年齡已達(dá)930億光年。實(shí)際上_這一范圍的計(jì)算是基于大爆炸理論和光子的速度_并且_根據(jù)觀察_科學(xué)家們還得出了一個(gè)令人震驚的事實(shí)_即宇宙一直在加速膨脹。
如果宇宙中膨脹的速度超過(guò)了光速_那么光子將不能到達(dá)可以觀察到的地方。如果我們不能通過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡觀察到光子_那就不能知道那個(gè)位置_因此就有了可觀測(cè)距的定義。可觀測(cè)范圍之外_還有更廣闊的宇宙_只是在那里_我們根本沒(méi)有觀察到_能看到的只有一個(gè)黑暗神秘的空間。
因此_我們討論宇宙中的恒星有多大_有多少個(gè)星系_只是用930億來(lái)衡量_那么_在這個(gè)范圍內(nèi)_又有多少個(gè)星系像銀河系一樣巨大呢？像太陽(yáng)一樣的恒星有多少？
從理論上講_只要給我們一個(gè)先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡_讓她有足夠長(zhǎng)的觀察時(shí)間_就可以把整個(gè)宇宙的星空都掃描一遍_(kāi)這樣就可以計(jì)算出星系的總數(shù)目了。當(dāng)然_這僅僅是一個(gè)理論上的問(wèn)題_現(xiàn)實(shí)中我們根本做不到_我們對(duì)星空的觀察_也只能在非常有限的范圍內(nèi)進(jìn)行。
人的肉眼觀察能力是非常有限的_我們站在太空中觀察宇宙_所見(jiàn)的大多是黑暗一片。所以_在我們?nèi)庋鬯?jiàn)的黑暗星空中_難道什么都沒(méi)有？為解開(kāi)這一謎團(tuán)_科學(xué)家們利用高精度天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了多次觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。
在1995年_科學(xué)家們把哈勃太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)了一個(gè)似乎什么也沒(méi)有的星區(qū)_并對(duì)她進(jìn)行了10天的觀測(cè)。這個(gè)區(qū)域只占整個(gè)星空的2400萬(wàn)分之一_她在人類(lèi)肉眼所能看到的范圍內(nèi)是完全黑暗的_什么也沒(méi)有。然而經(jīng)過(guò)十天的觀測(cè)_所獲得的數(shù)據(jù)卻令人驚訝_原來(lái)這個(gè)不引人注目的區(qū)域隱藏著多達(dá)4000多個(gè)星系。
2003年_科學(xué)家們又把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)了天爐座_這個(gè)地方比上一次觀測(cè)的要小_只有全天的2600萬(wàn)分之一。通過(guò)幾天的觀察_發(fā)現(xiàn)了將近10000個(gè)不同顏色_大小不同的星系_這也是一張完整的照片。
上一次哈勃對(duì)深空的觀測(cè)是在2012年_她比前兩次的觀測(cè)范圍要小得多_僅占整個(gè)星空的3200萬(wàn)分之一。這個(gè)針眼大小的區(qū)域_經(jīng)過(guò)23天的觀察_同樣讓人感到震驚_因?yàn)橛谐^(guò)5500個(gè)星系在這張圖上出現(xiàn)。
經(jīng)過(guò)三次觀測(cè)_我們可以看到_在我們?nèi)庋劭慈テ岷诘男强諈^(qū)域中隱藏著大量的星系_這些星系基本上都是像銀河系一樣巨大的星系。每個(gè)“星系”中都有數(shù)千億顆恒星_而行星的數(shù)量更是難以統(tǒng)計(jì)。
因此_在目前可觀測(cè)的范圍內(nèi)_星系中到底有多少呢？科學(xué)家最初的估計(jì)數(shù)字為1760億。隨后_英國(guó)諾丁漢大學(xué)的科學(xué)家根據(jù)大爆炸理論_結(jié)合各種物理參數(shù)和數(shù)學(xué)模型_在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)了一個(gè)虛擬宇宙。
根據(jù)這一虛擬宇宙的計(jì)算_相當(dāng)于930億個(gè)星系_其中至少有20000億個(gè)星系。
由于宇宙自誕生以來(lái)_一直在不斷地運(yùn)動(dòng)_不斷地吞噬和合并_這些星系只是現(xiàn)在的一小部分_因此在宇宙形成初期_星系的數(shù)量和密度比現(xiàn)在大得多。我們目前觀測(cè)到的星系當(dāng)然也只是星空中很小的一部分_實(shí)際上_許多恒星由于宇宙塵埃的阻隔而變得非常暗_加上距離的限制_我們不可能觀測(cè)到她們。
因此_天文望遠(yuǎn)鏡持續(xù)觀測(cè)一個(gè)很小的區(qū)域_所獲得的星系數(shù)也只是其中的一部分_并非全部。伴隨著人類(lèi)科技的不斷進(jìn)步_未來(lái)的星空望遠(yuǎn)鏡將更加強(qiáng)大_我們也將能夠觀察到更多的星系。我們相信_(tái)只要人類(lèi)繼續(xù)努力_終有一天_我們能夠觀察到整個(gè)宇宙的所有星系_即使是在可觀察的宇宙范圍以外的星空_我們也能以其他方式觀察到。
不過(guò)_隨著我們觀察能力的不斷提高_(dá)人們對(duì)宇宙的了解也越來(lái)越多_也越來(lái)越感覺(jué)到人類(lèi)的渺小。盡管我們的觀測(cè)距離地球非常遙遠(yuǎn)_但距離我們進(jìn)行地面探測(cè)還有很長(zhǎng)的路要走_(dá)畢竟_我們現(xiàn)在甚至連一個(gè)小小的太陽(yáng)系都還沒(méi)有出來(lái)。
