科学,其美好之处在于继续的探究与发现,发现新依据,改正旧判别,抛弃旧理论,有时候还会发现世界中不为人知的新面貌。
科学一直坚持着自我置疑的情绪,致力于查验既有理论是否正确,专心于研讨新式观念能否更好解说观测成果与数据。
这是在说,我有时候提出一个现已得到科学验证的定论,你不能穿越时空,从几年后回来把新的正确答案扔在我脸上,说我错了。这不是我的错,仅仅科学一直在改动原有观念。
我现在才知道,大犬座VY不再是世界中已知的最大的恒星了。现在这一头衔应该归于盾牌座UY?即便如此,我仍是坚信在数年后再看,又会是另一个恒星。
我想说的是,科学在改变,数据也在更新,咱们无需忧虑这些工作。改变是一件功德,所以现在我也丝毫不惊讶,关于可观测世界中的星系的预估数量需求更正。在之前,咱们所知的星系数量大约是2000亿个。
图解:哈辛塔的研讨对象是像这张哈勃望远镜拍照的相片中展现的那些悠远的星系,她运用新的“叠加”技能来搜集本来只能经过射电望远镜得到的信息。材料来历:NASA、STScI and ESA。
而之前宣布在《天体物理学杂志》上的一篇论文将星系数的预估数量从2000亿批改到20000亿,即扩展了10倍。2000亿我都要费尽心机,考虑这是怎样的数量级。但20000亿,对我来说真的太难理-解了。
这一批改有推翻之前对恒星数量的预估吗?现实上是没有。
可观测的世界大约是一个以138亿光年为直径的区域。咱们能看到的最边际是138亿年前那个区域留下的光。而世界的胀大将这些区域带到460亿光年之外。
你能够了解吗?当时你看到的光有138亿光年的前史,但现在它的来历离咱们460亿光年远。由于世界的胀大使一切要抵达地球的光子宣布的光都被拉长了。
曩昔这些光或许是可见光或紫外线辐射,现在现已转变成红外线,乃至是在可观测世界边际的微波。
天文学家知道可观测世界的体积,也能够计算出世界的密度,这样他们就知道整个世界的质量大约是3.4×10^54千克,这其间包括了一般物质和暗物质。一起他们还知道一般物质和暗物质的份额,这样他们就能计算出世界中一般物质的总质量。
曩昔,天文学家用一般物质的总质量除以他们在哈勃望远镜原始数据中所能看到的星系数量,并确认世界中大约有2000亿个星系。
而现在,天文学家运用一项新颖的技能来预估星系数量。他们运用哈勃太空望远镜调查天空中看似空无一物的部分,并确认了其间一切的星系。这便是哈勃超深场,下图是这儿拍下的最令人惊讶的相片之一。
图解:哈勃超深场可见紫外线、可见光和红外光。图片来历: NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), and Z. Levay (STScI)
天文学家们煞费苦心地将这张星系图画转换成能够展现星系巨细和方位的三维地图。然后他们又使用自己对离地球更近的星系结构的了解,提出了一个更精确的估量----这个在咱们的观测极限内,这些星系是什么姿态的。
比如说,银河系周围环绕着大约50个卫星矮星系,每个星系都只要银河系的一小部分那么大。
经过辨认哪些是较大的主星系,天文学家们能够得到哈勃图画中无法看到的小且暗淡的矮星系的散布状况。
换句话说,假如悠远的世界和附近的世界有着类似的结构,而这是现代天文学的准则之一,那么悠远的星系和附近的星系也有着相同的结构。
这并不能阐明世界比咱们幻想的要大,也不代表有更多的恒星,这仅仅证明世界包括更多的星系,仅仅这部分星系中的恒星较少。有大的主星系,然后是越来越小的星系,直到矮星系,这是一个滑润的散布曲线。恒星的总数并无改变。
图解:天炉座矮星系,它是银河系随同卫星星系之一。图片来历: ESO
咱们能看到的星系仅仅冰山一角。咱们每看到一个星系,它周围都有9个更小更暗的星系无法看到。
当然,咱们还需求一些时刻才干看到这些更暗的星系。2018年10月,美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜发射升空时,携带了一个搜集面面积为25平方米的反射镜,比照哈勃望远镜的4.5平方米要大得多。
此外,詹姆斯·韦伯是一架红外望远镜,是专门用来调查更冷的物体和数十亿光年之外的星系的东西。它能看到哈勃无法看清的暗淡星系。
那么,为什么咱们不能用自己的眼睛看到五湖四海的星系呢?实际上这是一个由威廉·奥尔伯斯在1700年提出的陈旧难题,又名奥尔伯悖论。咱们从前写了一整篇文章来描绘这个问题,其主要观念是,不管你朝任何方向看,你终究都只能看到一颗恒星。它或许很近,像太阳相同,也或许很远,但不管怎样,它应该是一切方向的恒星。这意味着整个夜空应该像恒星的外表相同亮堂。现实明显不是这样,但为什么呢?
现实上,就算有2万亿星系,你仍是能够征引这个悖论,说在每个方向上,你都应该看到一个星系,但那不是你能够看到的。
图解:这是斯隆数字巡天项目中的部分星系散布图,间隔跨度为70亿光年。咱们今日所调查到的星系集群的数量标志着引力在世界时刻内发生的效果,这使得咱们能够在这些尺度上查验广义相对论是否建立。 (M. Blanton, SDSS)
除了你地点的星系之外,你不管往哪个方向看,都能看到星系。仅仅这些星系从可见光谱红移到红外光谱,所以你的眼球无法感知它们。但它们确实存在。
假如咱们能看到微波,那么天空确实是一片亮光。这是由于世界微波布景辐射在一切的星系背面闪烁。
现实证明,世界中星系的数量是之前估量的10倍——2万亿星系。可是恒星的数量以及世界的质量坚持不变。
在科学家们得到詹姆斯 韦伯望远镜的观测成果后,这些数字将再次微调,变得愈加精确。1.5万亿?3.4万亿?预备美观更精确的数量吧。
参考材料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. Maurice- universetoday
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