Сколько всего галактик во Вселенной: обзор, описание и интересные факты
Сколько галактик существует во Вселенной? Ответ на этот вопрос весьма непрост. Многие астрономы прошлого пытались понять, сколько всего галактик во Вселенной. Подсчет их кажется невозможной задачей. Когда счет идет на миллиарды, для сложения требуется некоторое время. Еще одной проблемой является ограниченное количество наших инструментов. Чтобы получить наилучшее изображение, телескоп должен иметь большую апертуру (диаметр главного зеркала или объектива) и располагаться над атмосферой, чтобы избежать искажения от воздуха Земли.
Поле «Хаббла»
Вам будет интересно: Что такое сафьян: из чего производится, для чего служит
Пожалуй, наиболее резонансным примером вышеупомянутого факта является экстремально глубокое поле «Хаббла» — изображение, полученное путем объединения фотографий, сделанных на протяжении десяти лет с одноименного телескопа. По данным НАСА, телескоп наблюдал за небольшим участком неба в течение 50 дней. Если вы держите большой палец на расстоянии вытянутой руки, чтобы покрыть Луну, область глубокого поля будет размером с головку булавки.
Собирая слабый свет за многие часы наблюдений, телескоп «Хаббл» обнаружил тысячи галактик, как близких, так и очень далеких, что делает снимки, сделанные с него, самым полным изображением Вселенной. Так что даже если в этом маленьком пятне на небосводе находятся тысячи галактик, представьте, сколько еще можно найти в других точках мироздания.
Вам будет интересно: Alcohol Denat — что это: формула, способ получения, применение, влияние на организм
Оценки экспертов
Хотя оценки разных экспертов различаются, ответы на вопросы вроде «Сколько всего галактик во Вселенной?» можно выразить астрономическими цифрами: от 100 до 200 миллиардов. Когда в 2020 году запустится космический телескоп Джеймса Вебба, ожидается, что НАСА раскроет еще больше информации о ранних галактиках во Вселенной.
Техника воистину творит чудеса. Насколько известно современным астрономам, телескоп «Хаббл» — лучший инструмент для подсчета и оценки того, сколько известно галактик во Вселенной. Телескоп, запущенный в 1990 году, изначально имел искажение на главном зеркале, которое было исправлено во время челночного визита к нему в 1993 году. «Хаббл» также подвергался нескольким обновлениям и служебным визитам вплоть до своей последней миссии в мае 2009 года. Бесконечна ли Вселенная, сколько галактик, сколько планет в ней? По всей видимости, нам еще предстоит узнать это в будущем.
Большая Медведица
Вам будет интересно: Культура ольмеков: исторические факты, повседневность, особенности
В 1995 году астрономы навели телескоп на то, что казалось пустым районом Большой Медведицы, и собрали наблюдения за десять дней. В результате в одном кадре было обнаружено около 3000 слабых галактик, которые стали тусклыми, подобно 30-й величине. Для сравнения: Полярная звезда имеет примерно вторую звездную величину. Эта составная часть изображения называлась глубоким полем «Хаббла» и была самой далекой из тех, что когда-либо видели во Вселенной.
Когда вышеупомянутый американский телескоп был основательно модернизирован, астрономы повторили эксперимент дважды. В 2003 и 2004 годах ученые обнаружили около 10 000 галактик в небольшом месте в созвездии Форнакс.
В 2012 году, снова с помощью модернизированных инструментов, ученые использовали телескоп, чтобы посмотреть на часть сверхглубокого поля. Даже в этом более узком поле зрения астрономы смогли обнаружить около 5500 галактик. Исследователи окрестили это «чрезвычайным глубоким полем».
Незримые миллиарды
Какой бы инструмент ни использовался, метод оценки того, сколько всего галактик во Вселенной, более-менее одинаков. Вы берете часть неба, снятую телескопом (в данном случае — «Хабблом»). Затем, используя отношение куска неба ко всей Вселенной, вы можете определить, сколько всего галактик во Вселенной.
Космологический принцип и возраст Вселенной
Одним из примеров космологического принципа в изучении Вселенной является космический микроволновый фон — излучение, которое является остатком ранних стадий Вселенной после Большого взрыва.
Измерения расширения Вселенной благодаря наблюдению за галактиками, отдаляющимися от нас, показывают, что ей около 13,82 миллиардов лет. Однако по мере того, как Вселенная становится старше и больше, галактики будут удаляться все дальше и дальше от Земли. Это сделает их более трудноразличимыми.
Вселенная расширяется быстрее скорости света (что не нарушает ограничение скорости Эйнштейна, потому что расширение связано с самой Вселенной, а не с объектами, путешествующими через нее). Кроме того, Вселенная ускоряется в своем расширении.
Именно здесь в игру вступает понятие «наблюдаемая Вселенная» — Вселенная, которую мы можем видеть. По словам многих специалистов, через 1-2 триллиона лет это будет означать, что будут галактики, которые находятся за пределами тех пространств, которые мы можем видеть с Земли.
Изменение света
Мы можем видеть свет только от галактик, у которых было достаточно времени, чтобы добраться до нас — то есть приблизиться на достаточно близкое расстояние к Млечному Пути. Это не значит, что эти объекты — все, что есть в космосе. Отсюда и определение «наблюдаемая Вселенная».
Будущее Млечного Пути
Галактики также меняются со временем. Млечный Путь находится на пути столкновения с близлежащей галактикой Андромеды, и они обе сольются примерно через четыре миллиарда лет. Позже другие галактики в нашей местной группе в конечном итоге объединятся. Астрономы считают, что обитатели этих будущих галактик будут наблюдать более темную Вселенную.
Когда появились первые цивилизации, у них не было никаких доказательств существования Вселенной со ста миллиардами галактик. Поэтому наши потомки не увидят расширения Вселенной. Вероятно, они не смогут даже понять, что произошел Большой взрыв.
Если нам, простым обывателям, хочется знать, сколько во Вселенной галактик, планет, то астрономы больше интересуются тем, как образовался сам космос. Согласно информации НАСА, галактики дают представление о том, как организована материя во Вселенной — по крайней мере, в больших масштабах. Ученые также интересуются типами частиц и квантовой механикой на малой стороне наблюдаемых спектров.
Ранние галактики
Изучив некоторые из самых ранних галактик и сравнив их с сегодняшними, мы сможем понять их рост и развитие. Передовой телескоп под названием «Уэбб» позволит ученым собирать данные о типах звезд, которые существовали в самых первых галактиках. Последующие наблюдения с использованием спектроскопии сотен или тысяч галактик помогут исследователям понять, как элементы, более тяжелые, чем водород, образовывались и накапливались по мере образования звездных скоплений на протяжении веков. Эти исследования также позволят выявить детали их слияния и пролить свет на многие другие процессы.
Темная материя
Ученых также интересует роль, которую темная материя играет в зарождении галактик. Это весьма любопытный вопрос. В то время как часть Вселенной видна в таких объектах, как галактики или звезды, темная материя — то, что составляет большую часть космоса — невидима вовсе. Сколько галактик во Вселенной? Число этих объектов досконально не известно, но оно точно больше сотни миллиардов.
Заключение
Когда вы смотрите на ночное небо сквозь завесу звезд и плоскость Млечного Пути, вы не можете не чувствовать себя маленьким перед великой пропастью Вселенной, которая находится за пределами небосвода. Хотя почти все они невидимы для наших глаз, наблюдаемая Вселенная, простирающаяся на десятки миллиардов световых лет во всех направлениях, содержит в себе фантастически большое количество галактик.
Количество известных звездных скоплений возрастало по мере развития телескопических технологий — от тысяч до миллионов, от миллиардов до триллионов. Если бы мы провели самый простой анализ, используя лучшие на сегодняшний день технологии, мы бы заявили, что в нашей Вселенной 170 миллиардов галактик. Но мы откроем еще больше этих объектов, ведь уже сейчас считается, что их на самом деле не меньше, чем два триллиона.
Когда-нибудь мы просчитаем их всех. Мы направим наши телескопы на небо, соберем каждый испущенный звездами фотон и обнаружим каждый космический объект, независимо от того, насколько слабым является его свечение.
Но на практике это не сработает. Наши телескопы ограничены в размерах, что, в свою очередь, ограничивает количество фотонов, которые они могут собрать. Существует взаимосвязь между тем, насколько слабый объект вы можете увидеть, и тем, сколько неба вы можете «покрыть» с помощью оптического прибора. Некоторая часть Вселенной затемнена из-за находящейся в ее пределах темной материи. Чем отдаленнее объект, тем слабее он кажется.
Так что мы можем смотреть лишь на освещенную часть Вселенной, не вглядываясь в темную материю, звезды или галактики. Ученые собрали данные о сотнях тусклых, отдаленных космических объектах. Они все еще надеются узнать, как на самом деле выглядят далекие миры. И мы, простые наблюдатели, надеемся на это так же, как и они.
Источник
Сколько галактик во Вселенной
Наука интересна тем, что она не зацикливается на фактах, а постоянно пересматривает их, создает новые теории и ищет лучшие пути для решения задач. Иногда в этом процессе ей удается отыскать аспекты, которые были неведомы раньше. Поэтому так интересно узнать, сколько галактик во Вселенной?
Далекие галактики, запечатленные телескопом Хаббл
Сколько же галактик во Вселенной?
Итак, цифры постоянно меняются, как и различные факты, вроде общего количества галактик в космосе. Сколько же существует галактик всего? Наблюдаемая Вселенная охватывает 13.8 миллиардов световых лет во всех направлениях. То есть, наиболее удаленный свет покинул свою точку 13.8 миллиардов лет назад. Но не будем забывать о расширении, которое увеличивает эту дистанцию до 46 миллиардов световых лет. То есть то, что было видимым или ультрафиолетовым излучением в прошлом, сдвинулось в инфракрасное и микроволновое излучение на самой черте доступной Вселенной.
Мы знаем вселенский объем и массу (3.3 х 10 54 кг, включая обычную материю и темную). Кроме того, перед нами открыто соотношение между регулярной материей и темной, поэтому можно подсчитать общее количество регулярной массы.
Когда-то астрономы разделили общую массу на число наблюдаемых галактик в Хаббле и насчитали 200 миллиардов.
Сейчас ученые применили новую технику для пересчета. Они использовали фото телескопа Хаббл и заглянули в пустую часть неба, чтобы подсчитать количество галактик. Речь идет об Hubble Deep Fiel, благодаря которому удалось получить невероятно поразительную картину. Можете изучить это изображение Хаббла ниже.
Снимок в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном свете, полученный Hubble Deep Field
Из этой фотографии создали трехмерную карту с отображением размеров и галактического расположения. Для этого использовали знания о ближайших галактиках (например, у Млечного Пути 50 соседей). Узнав, какие из крупных галактик больше, они внесли более мелкие и тусклые, не отобразившиеся на снимке.
То есть, если далекая Вселенная напоминает известную, то галактические структуры также повторяются. Это не говорит о том, что Вселенная намного больше предполагаемой или что в ней больше звезд. Просто она вмещает больше галактик с меньшим количеством звезд. Есть крупные главные галактики, за которыми идут меньшие и так до карликовых.
Карликовая галактика в созвездии Печь – одна из соседей Млечного Пути
Но видимые галактики – это лишь верхушка айсберга. Для каждой запечатленной есть еще 9 более слабых и незаметных. Конечно, пройдет еще совсем немного времени, и мы сможем запечатлеть и их. В 2018 году все ожидают появления мощного телескопа Джеймс Уэбб, чья площадь составляет 25 м 2 (у Хаббла – 4.5 м 2 ). Те слабые пятна, которые сейчас нам кажутся звездами, для Джемса Уэбба станут четкими и понятными объектами.
Если галактики повсюду, то почему мы не видим их невооруженным глазом? Все дело в парадоксе Ольберса, описанный в 1700 году. Суть в том, что куда бы вы не посмотрели, всегда попадете на звезду. Значит, пространство должно быть ярким, но оно темное. Как так? Этот же парадокс применяется и к галактикам, которые почему-то вы не видите.
Часть карты галактического распределения, охватывающая 7 миллиардов световых лет. Количество галактических скоплений говорит о том, что здесь в определенное время действовала гравитация и можно проверить, сохранилась ли общая относительность в этих масштабах.
Итак, галактики есть везде. Но они смещены красным цветом от видимого спектра в инфракрасный, поэтому сетчатка их просто не воспринимает. Если же взглянуть на все в микроволнах, то пространство будет светиться.
Согласно подсчетам, во Вселенной в 10 раз больше галактик, чем предполагалась ранее – 2 триллиона. Но не стоит умножать количество звезд или массу, так как эти цифры остались прежними.
Теперь вы знаете, сколько галактик. Но что будет с появлением Джеймса Уэбба? Станет ли галактик больше? Или откроется какая-нибудь новая интересная информация? Вселенная скрывает множество тайн, так что ожидать можно всего.
Источник
Космическая перекличка: давайте-ка подсчитаем, сколько галактик во Вселенной!
Этот вопрос будоражит умы не только учёных, но и простых жителей Земли, да и вообще человеческой натуре свойственно пытаться заглядывать за горизонты – так люди открыли Америку, так впервые полетели в космос. Не изучив до конца свой родной дом – нашу планету, которая таит в себе так много загадок, Солнечную систему – наш маленький скромный островок на галактическом рукаве Млечного Пути, не освоив толком саму свою галактику, люди пытаются снова заглянуть ещё дальше – в межгалактические пространства. Можно ли устроить космическую перепись галактик?
Сколько их существует – долгое время было загадкой. Когда-то древние астрономы полагали, что Земля – центр всей Вселенной, затем это «торжественное звание» с развитием науки было передано Солнцу, а позже – Млечному Пути. Всматриваясь в рассыпчатую полосу мерцающих звёзд на ночном небе, долгое время думали, что наша галактика только одна. Лишь в 1924 году американский астроном, внёсший решающий вклад в понимание структуры космоса, Эдвин Хаббл идентифицировал переменные звёзды в нескольких «спиральных туманностях» — при помощи таких звёзд он пытался посчитать расстояние до этих «туманностей». Проведя сложные расчёты, Эдвин Хаббл понял, что звёзды в «спиральных туманностях» находятся слишком далеко – явно не в нашем Млечном Пути, и что являются они частью других галактик, аналогичных нашей родной. Именно с этого времени астрономы начали вести «космическую перепись галактик».
Как же их можно посчитать? Вручную? Направить телескопы в небо и улавливать испущенный галактиками свет независимо от степени его яркости и записывать каждую свою находку в ежедневник? Нет, так не пойдёт: наши телескопы ограничены в своих возможностях, а это, в свою очередь, ограничивает количество света, которое они могут собрать, и разрешающие способности, которых они могут достичь, ведь мы понимаем, что, чем дальше объект, тем слабее свет, который он испускает. Галактика может быть настолько далеко от нас, что даже наблюдения в течение десятков лет не дадут никаких результатов – свет просто ещё не дойдёт до нас, но, если мы чего-то не видим, это не значит, что этого чего-то нет.
Вместо такого «ручного» метода мы можем наблюдать видимую часть Вселенной. Первая достоверная оценка была получена только после долгих поисков в 1995 году – тогда подсчитали около сотни галактик, которые никогда раньше не были видны. Как астрономы это сделали? Они сфотографировали крошечный участок звёздного неба и посчитали на нём все галактики, а потом применили полученные данные на остальную Вселенную. Но этот вариант был ошибкой, ведь Вселенная расширяется, а галактики «разлетаются» в связи с этим расширением друг от друга. Поэтому они смещаются в красную область мимо точки, где наши оптические приборы могли их обнаружить. Результаты могли быть только приблизительными и оставляли желать лучшего.
Учёные на этом не сдались: при помощи «Хаббла» и других телескопов астрономы получили составное изображение целого «букета» — ультрафиолетовых, оптических и инфракрасных данных. Этот метод был уже намного точнее. Полученное фото астрономы скопировали и покрыли им оставшуюся карту наблюдаемой Вселенной. Получился своеобразный «паззл» из 32 миллионов таких фотографий! На одной фотографии, на одном кусочке «паззла» было около 5500 галактик! Хотите посчитать, сколько галактик в наблюдаемой Вселенной? Умножьте 32 миллиона на 5500 = 176 миллиардов галактик! И это, как утверждают учёные, минимальное количество! Ведь на полученный снимок не попал свет от слишком далёких галактик, или свет, перекрытый газом и пылью, или другими галактиками. Единственное, что может помочь, — компьютерное моделирование, которое будет учитывать Большой взрыв, формирование звёзд, галактик, расширение Вселенной, распределение в ней тёмной материи и тёмной энергии. Даже в наблюдаемой нами Вселенной никто точно не знает, сколько их может быть: полагают, что их число может достигать двух триллионов!
Что же такое наблюдаемая Вселенная? Она состоит из всех объектов, которые можно увидеть с помощью телескопов по типу «Хаббла», чей свет успел добраться до нашей планеты с момента рождения Вселенной – вот, где теперь лежит наш новый, космологический горизонт! Конечно, за ним есть и другие миры, Вселенная там продолжается. Сейчас мы чем-то похожи на средневековых мореплавателей, пытавшихся увидеть другие континенты с борта своего корабля через подзорную трубу. Но раз те нашли сушу, значит, и мы сможем в будущем заглянуть ещё глубже, ещё дальше.
Галактики могут сливаться друг с другом, снижая своё количество, — такое явление не редкость во Вселенной, поэтому точной цифры в этом вопросе всё же мы вряд ли добьёмся. И ещё один грустный факт: из-за постоянного расширения Вселенной галактики отдаляются от нас всё дальше и дальше с огромной скоростью, многие из них (сколько?) уже покинули зону нашей видимости – они настолько далеки и настолько быстро «убегают», что мы их никогда не сможем уже увидеть.
Как же достичь таких невообразимых горизонтов? Ведь когда только пытаешься представить это огромное расстояние, чувствуешь, как сознание ощущает какое-то странное давление изнутри. Это же намного сложнее, чем доплыть с одного континента на другой, однако раньше представлялось чем-то невообразимым переплыть море или океан, а сейчас за несколько часов можно оказаться без особого труда на любой точке планеты. Может быть, и достижение тех далёких горизонтов тоже покажется нашим потомкам такой же лёгкой задачей.
Источник