Hur många galaxer finns det i universum? Svaret på denna fråga är mycket svårt. Många astronomer från det förflutna försökte ta reda på hur många galaxer det finns i universum. Att räkna dem verkar vara en omöjlig uppgift. När notan går i miljarder tar det lite tid att lägga ihop. Ett annat problem är det begränsade antalet av våra verktyg. För att få den bästa bilden bör teleskopet ha en stor bländare (diametern på den primära spegeln eller linsen) och placeras ovanför atmosfären för att undvika distorsion från jordens luft.
Hubble Field
Det kanske mest resonerande exemplet på ovanstående faktum är Hubble Extreme Deep Field - en bild som erhålls genom att kombinera fotografier tagna under en tioårsperiod från teleskopet med samma namn. Enligt NASA observerade teleskopet ett litet område av himlen i 50 dagar. Om du håller tummen på armlängds avstånd för att täcka månen, är området djuptmarginalerna kommer att vara storleken på ett nålhuvud.
Genom att samla svagt ljus under många timmars observation har Hubble-teleskopet upptäckt tusentals galaxer, både nära och mycket avlägsna, vilket gör bilder tagna från det till den mest kompletta bilden av universum. Så även om det finns tusentals galaxer på denna lilla fläck på himlen, föreställ dig hur många fler som kan hittas någon annanstans i universum.
Expertbedömningar
Även om experter varierar i sina bedömningar, svar på frågor som "Hur många galaxer finns det i universum?" kan uttryckas i astronomiska tal: från 100 till 200 miljarder. När rymdteleskopet James Webb lanseras 2020 förväntas NASA avslöja ännu mer information om tidiga galaxer i universum.
Teknik gör verkligen underverk. Så vitt moderna astronomer vet är Hubble-teleskopet det bästa verktyget för att räkna och uppskatta hur många galaxer som är kända i universum. Teleskopet, som lanserades 1990, hade först distorsion på sin primära spegel, vilket korrigerades under ett skyttelbesök 1993. Hubble genomgick också flera uppgraderingar och uppdrag fram till dess sista uppdrag i maj 2009. Är universum oändligt, hur många galaxer, hur många planeter finns det i det? Tydligen har vi ännu inte fått reda på det i framtiden.
Ursa Major
1995 riktade astronomer ett teleskop mot vad som verkade vara ett tomt område i Ursa Major och samlade in tio dagars observationer. PÅSom ett resultat hittades cirka 3000 svaga galaxer i en bildruta, som blev mörk, som den 30:e magnituden. Som jämförelse: Polstjärnan har ungefär den andra magnituden. Den här komponenten i bilden kallades Hubbles djupa fält och var den mest avlägsna som någonsin setts i universum.
När det tidigare nämnda amerikanska teleskopet uppgraderades grundligt, upprepade astronomerna experimentet två gånger. Under 2003 och 2004 upptäckte forskare omkring 10 000 galaxer i ett litet område i stjärnbilden Fornax.
År 2012, återigen med uppgraderade instrument, använde forskare ett teleskop för att titta på en del av det ultradjupa fältet. Även i detta smalare synfält kunde astronomer upptäcka omkring 5 500 galaxer. Forskarna kallade det "Extreme Deep Field".
Osynliga miljarder
Vilket verktyg som än används är metoden för att uppskatta hur många galaxer det finns i universum mer eller mindre densamma. Du tar en del av himlen tagen av ett teleskop (i det här fallet Hubble). Med hjälp av förhållandet mellan himlen och hela universum kan du sedan bestämma hur många galaxer det finns i universum.
Kosmologisk princip och universums tidsålder
Ett exempel på en kosmologisk princip i studien av universum är den kosmiska mikrovågsbakgrunden, strålning som finns kvar från universums tidiga skeden efter Big Bang.
Mätning av universums expansion genom observation av galaxer som rör sig bortfrån oss, visar att den är cirka 13,82 miljarder år gammal. Men när universum blir äldre och större kommer galaxer att röra sig längre och längre bort från jorden. Detta kommer att göra dem svårare att se.
Universum expanderar snabbare än ljusets hastighet (vilket inte bryter mot Einsteins hastighetsgräns, eftersom expansionen beror på själva universum, inte på objekten som färdas genom det). Dessutom accelererar universum i sin expansion.
Det är här "det observerbara universum" kommer in i bilden - universum som vi kan se. Enligt många experter kommer detta om 1-2 biljoner år att betyda att det kommer att finnas galaxer utanför de utrymmen som vi kan se från jorden.
Ändra ljus
Vi kan bara se ljus från galaxer som har haft tillräckligt med tid för att komma till oss - det vill säga komma tillräckligt nära Vintergatan. Detta betyder inte att dessa objekt är allt som finns i rymden. Därav definitionen av "observerbart universum".
The Future of the Milky Way
Galaxer förändras också över tiden. Vintergatan är på kollisionskurs med den närliggande Andromedagalaxen, och de två kommer att smälta samman om cirka fyra miljarder år. Senare kommer andra galaxer i vår lokala grupp så småningom att smälta samman. Astronomer tror att invånarna i dessa framtida galaxer kommer att observera ett mörkare universum.
När den förstacivilisationen hade de inga bevis på ett universum med hundra miljarder galaxer. Därför kommer våra ättlingar inte att se universums expansion. De kommer förmodligen inte ens inse att Big Bang hände.
Om vi, vanliga människor, vill veta hur många galaxer och planeter det finns i universum, då är astronomer mer intresserade av hur själva kosmos bildades. Enligt NASA ger galaxer insikt i hur materia är organiserad i universum – åtminstone i stor skala. Forskare är också intresserade av partikeltyper och kvantmekanik på den lilla sidan av observerade spektra.
Tidiga galaxer
Genom att studera några av de tidigaste galaxerna och jämföra dem med dagens kan vi förstå deras tillväxt och utveckling. Ett avancerat teleskop som heter Webb kommer att tillåta forskare att samla in data om de typer av stjärnor som fanns i de allra första galaxerna. Uppföljningsobservationer med hjälp av spektroskopi av hundratals eller tusentals galaxer kommer att hjälpa forskare att förstå hur grundämnen som är tyngre än väte bildas och ackumuleras som stjärnhopar som bildats under århundradena. Dessa studier kommer också att avslöja detaljerna i deras sammanslagning och belysa många andra processer.
Mörk materia
Forskare är också intresserade av den roll som mörk materia spelar i födelsen av galaxer. Detta är en väldigt nyfiken fråga. Medan en del av universum är synlig i objekt som galaxer eller stjärnor, är mörk materiadet som utgör det mesta av kosmos är osynligt överhuvudtaget. Hur många galaxer finns i universum? Antalet dessa objekt är inte helt känt, men det är definitivt mer än hundra miljarder.
Slutsats
När du tittar på natthimlen genom stjärnornas slöja och Vintergatans plan, kan du inte låta bli att känna dig liten framför universums stora avgrund som ligger bortom himlavalvet. Medan nästan alla av dem är osynliga för våra ögon, innehåller det observerbara universum, som sträcker sig över tiotals miljarder ljusår i alla riktningar, ett fantastiskt stort antal galaxer.
Antalet kända stjärnhopar har ökat med utvecklingen av teleskopteknik – från tusentals till miljoner, från miljarder till biljoner. Om vi skulle göra den enklaste analysen med hjälp av dagens bästa teknik skulle vi säga att det finns 170 miljarder galaxer i vårt universum. Men vi kommer att upptäcka ännu fler av dessa föremål, eftersom man redan tror att det faktiskt finns inte mindre än två biljoner av dem.
En dag kommer vi att räkna dem alla. Vi kommer att rikta våra teleskop mot himlen, samla in varje foton som sänds ut av stjärnorna och upptäcka varje kosmiskt objekt, oavsett hur svagt det glöder.
Men det kommer inte att fungera i praktiken. Våra teleskop är begränsade i storlek, vilket i sin tur begränsar antalet fotoner de kan samla in. Det finns ett samband mellan hur svagt ett föremål man kan se och hur stor del av himlen man kan "täcka" med ett optiskt instrument. Någon del av universummörkt på grund av den mörka materien i den. Ju längre bort ett föremål är, desto svagare blir det.
Så vi kan bara titta på den upplysta delen av universum, inte titta in i mörk materia, stjärnor eller galaxer. Forskare har samlat in data om hundratals mörka, avlägsna rymdobjekt. De hoppas fortfarande på att få reda på hur avlägsna världar verkligen ser ut. Och vi bara observatörer hoppas det lika mycket som de gör.
