宇宙裡有多少個星系?

宥藍Yublue


答:NASA發射的哈勃太空望遠鏡,已經在太空服役了近30年,拍攝了無數絢麗的星空圖片;根據哈勃望遠鏡拍攝到的宇宙圖片表明,我們的可觀測宇宙包含數以千億的星系,甚至可能超過一萬億個星系。


NASA哈勃望遠鏡和歐洲蓋亞望遠鏡在2019年3月公佈的數據,銀河系中大約有2000億顆恆星;然而,我們所處的銀河系,只是宇宙中數不盡數的星系之一。

首先,我們只能觀察到半徑465億光年內的範圍,也就是可觀測宇宙;要估計出可觀測宇宙中的星系數量並非易事,因為有很多星系太暗淡或者太遙遠,連哈勃望遠鏡也無法觀測到。


我們先來看哈勃望遠鏡的幾個觀測結果:

哈勃深場(HDF)

在1995年12月18日到12月28日的十天內,哈勃望遠鏡拍攝了大熊座內,一塊肉眼看起來空無一物的區域,視角寬度144角秒(1°=3600角秒),相當於100米外一顆網球所佔面積。

期間總共拍攝了342張照片,經過合成後得到了如下照片,既哈勃深場:

哈勃深場中看到的每一個亮斑,都是一個星系,每個星系中包含了數百億到萬億顆恆星,其中能分辨的星系數量,就有3000多個,這些星系距離地球100多億光年。


哈勃超深空(HUDF)

後來哈勃望遠鏡經過幾次升級,然後在2003年9月3日到2004年1月16日期間,對南天星座中的天爐座,拍攝了更深遠的照片——哈勃超深空。

哈勃超深空中的星系,距離地球130億光年左右,最遠的有132億光年,視角範圍是3平方角秒(相當於全天範圍的1270萬分之一),總共由800張照片合成,最暗的視星等只有30,其中有超過一萬個星系。


哈勃極端深場(XDF)

在2009年,哈勃望遠鏡再次把焦距拉到最大,累計23天的曝光時間,拍攝了2000多張照片,得到了迄今為止最深遠的照片——哈勃極端深場。

哈勃極端深場的拍攝區域,不到滿月的十分之一,星系距離地球平均都有132億年,其中同樣包含了數千個星系。

從哈勃深場到哈勃超深空,再到哈勃極端深場,無論哈勃望遠如何拉大焦距,都有著數不盡數的星系,這樣的結果簡直讓人窒息。


如果假設宇宙中星系分佈是均勻的(各向同性),那麼可以粗略估計,在我們可觀測宇宙中,至少包含了千億個星系,很有可能超過萬億星系。

目前哈勃望遠鏡已經快退役了,而它的接替者詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,最快要到2021年才能發射,希望到時候能給我們帶來更多的精彩。


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艾伯史密斯


可見宇宙中大約有1000到3000億個星系。

這個計算成果來自於1995年哈勃望遠鏡“哈勃深場”宇宙照片,和2003年至2004年哈勃太空望遠鏡天爐座“哈勃超深場”宇宙照片。僅拿“哈勃超深場”照片來說,該區域僅佔整個可見宇宙的一千二百七十萬分之一,但其內部包含至少10000個星系,根據所佔區域比例計算,整個可見宇宙大概有1000億-3000億個星系,而銀河系只不過是這個龐大家族中渺小的一員。

需要指出的是,這僅是根據哈勃所拍照片的計算結果,不包含哈勃無法聚焦成像的星系,因此這只是一個很粗略的結果,實際數字要比這個大得多。另外,可見宇宙也只是宇宙的一部分,就連這一部分宇宙我們都無法確定星系的數量,那麼整個宇宙星系數量就更無法定論了。

宇宙對於我們而言是無邊無界的,因此又理由相信它內部星系的數量也是趨近於無窮多。




業餘天文學


宇宙有七大星系,就是中國古人說的七級浮屠,但不是科學能理解和解釋的,它們分別是地月系,太陽系,銀河系,金田系,混沌系,黑洞系,真空系,而且每個系的時空和能量都不一樣:

🖱🖱地月系是十一維物質空間(十一土)

🖱🖱太陽系是九大維物質空間(九宮)

🖱🖱銀河系是七大維物質空間(七星)

🖱🖱金田系是五大維物質空間(五行)

🖱🖱混沌系是三大維物質空間(三才)

🖱🖱黑洞系是一大維物質空間(太極)

🖱🖱真空系是無無維物質空間(無極)

🖱🖱地月系是十二個時空(十二地支)

🖱🖱太陽系是十大個時空(十天干)

🖱🖱銀河系是八大個時空(八卦)

🖱🖱金田系是六大個時空(六爻)

🖱🖱混沌系是四大個時空(四象)

🖱🖱黑洞系是二大個時空(兩儀)

🖱🖱真空系是無無個時空(無極)

🖱🖱以上這是整個宇宙七級浮屠的時空空間的排列。也就是《河圖》《洛書》的真實內容。


遠行51688551


宇宙裡有多少個星系?

宇宙中有多少個星系從來都沒有一個準確數字,即使到現在我們觀測過的都不超過可觀測宇宙的千分之一,但根據我們觀測過的天區的星系平均密度普適到可觀測宇宙,那麼我們將得到一個龐大的數字,大約存在數萬億個星系,那麼這個概略的數字是怎麼來的呢?我們大概來了解下哈勃觀測深空的歷程,也許這將給大家一個啟發!

關於數星系這件事只能從哈勃開始說起,從1990年發射的哈勃望遠鏡由於磨製誤差導致了比較嚴重的球差,哈勃是一個比較嚴重的近視眼,當然這個誤差後來被修正了,隨後則開始了哈勃的輝煌生涯,在將近三十年的歷程中,哈勃留下了無數經典的照片!相信很多天文愛好者甚至是從事天文工作的朋友都是看著哈勃的照片長大的!但不知道各位有沒有留意過,在這些海量照片中,有三張令人震撼或者說令人深思的照片,分別是在1995年12月的HDF以及2003年9月到2004年1月的HUDF和2009年拍攝的XDF!下面我們來見識下也許是哈勃拍攝過的最偉大的照片!

一、哈勃深空場HDF的由來

哈勃空間望遠鏡恢復正常觀測以後,其中有10%時間是哈勃項目主任可以決定觀測任務,這就是所謂的“主任裁量時間”,時任空間望遠鏡科學研究主任羅伯特·威廉斯決定把1995年的“主任裁量時間”用於研究遙遠星系!支配時間決定以後,目標選擇就成了最大的難題,因為地球所在的太陽系處在銀道面上,遙遠的天體會被銀道面密集的恆星所影響,而地球南北天極指向是遠離銀道面!因此全天數十個候選區中都北半球或者南半球方向,但為方便後續北半球地面天文臺觀測,最終選擇了大熊座附近的一小塊區域!

目標選定後,哈勃在1995年12月18日至28日間總共拍攝了342張照片,在多個波段(濾光鏡)下獲得了影像,最終處理成如下照片!

上圖中每一個亮斑都代表一個星系,每個星系都如銀河系有著數千億顆恆星,這些星系最遠可達100億光年!

二、哈勃南天深空(HDFS)

哈勃望遠鏡使用第二代廣域和行星照相機在1998年9月至10月間南天區杜鵑座:赤經22h32m56.22s,赤緯-60°33'02.69"這個位置拍攝了數百張照片疊加合成。

與哈勃大熊座的HDF類似,杜鵑座這個區域看起來空無一物的“太空”佈滿了密密麻麻的星系!

三、哈勃超級深空場(HUDF)

哈勃超級深空場是哈勃在2003年9月24日至2004年1月16對天爐座的一小塊區域累積曝光113天的數據累計而成(注意是累積哦),它是在2006以前可見光波段最遠距離的宇宙深處照片!

哈勃超級深空場拍攝的天區位置

哈勃超深空照片顯示的範圍為3平方角分,只有全天空12700000分之一的面積!照片中的部分天體位於130億光年外,估計大約有10000個星系!

四、哈勃極深空(HXDF)

哈勃極深場是哈勃超深場的升級版!

上圖是人類看到宇宙的最遠極限,超過133.5億光年外宇宙的秘密。其實細心的各位可能會發現上圖跟超深空場差不多,但似乎細節更豐富一些,沒錯,因為處理了更多同一天區的照片,讓宇宙更深遠的星系讓我們用最常見的方式瞭解!

天文學家發現星系在遙遠的距離上分佈是均勻的,並不存在方向差異!而從星系數量上來估計,整個宇宙似乎有高達數萬億個星系!這些照片在圍觀群眾看來似乎只是湊個熱鬧,但它所揭示的宇宙是我們未曾預料到的,哈勃的這些深場照片猶如一個時間隧道,穿越到了宇宙最初的那個時代,我們知道宇宙的年齡是138.2億年,而哈勃極深場(HXDF)至少探索到了133.5億年前!也許還有一步之遙就能摸索到宇宙最初誕生的時刻,但從此之後,每前進一步都將極為困難,因為更遙遠的宇宙,將無法用可見光波段,甚至超脫紅外波段,最終可能連電磁波段都無法利用,也許探測宇宙的終極,需要用引力波!


未來的引力波探測能讓我們獲知宇宙誕生的秘密嗎?也許這是我們最期待的結果之一!


星辰大海路上的種花家


雖然不同專家之間的數據各不相同,但可以接受的範圍是1000億到2000億個星系。當詹姆斯·韋伯太空望遠鏡於2020年發射時,該天文臺有望披露更多關於宇宙中早期星系的信息,也希望詹姆斯韋伯太空望遠鏡可以給我們解答星系數量的問題。



1995年,天文學家將望遠鏡對準了的一個空曠區域,觀測了10天得出的結果是,這片區域估計有3000個微弱的星系。這張合成圖像被稱為哈勃深場,是當時人類在宇宙中看到的最遠的。


當哈勃望遠鏡的儀器進行升級時,天文學家之後還做了兩次實驗。在2003年和2004年,科學家們創造了哈勃超深場合成圖像,在100萬秒的曝光中,在Fornax星座的一個小點上發現了大約10萬個星系。

2012年,科學家們再次使用升級的儀器,用望遠鏡觀察了超深場的一部分。即使在這個較窄的視野中,天文學家也能探測到大約5500個星系。研究人員將其命名為極深場。

總的來說,哈勃揭示了宇宙中大約1000億個星系,但隨著太空望遠鏡技術的進步,這個數字可能會增加到2000億個左右,未來也可能增加到5000億個星系數量,總之宇宙是太大了。


宇宙與科學


我只能先把題主的“宇宙”理解為“可見宇宙”或“可觀測宇宙”,即Observerable Universe。因為宇宙誕生至今“只有”138億年,所以我們能最遠看到的天體不會超過138億光年遠,138億光年就是可見宇宙的半徑。當然如果考慮到宇宙膨脹效應,138億光年遠的天體目前已經膨脹到465億光年遠的位置。如果考慮這個效應,那麼目前可見宇宙的半徑是465億光年,直徑是285億秒差距或930億光年。


在可見宇宙930億光年的範圍內,目前觀測來看至少存在2萬億個星系,但最新觀測結果來看這個數值可能還會顯得保守了。

但是全局宇宙(Global Universe)有多大,目前是無法證實的,也許是有限也許是無限的,因為我們無法看到更遠的宇宙範圍所以無法判斷。

目前來看宇宙的物質分佈應該是均勻的,那麼我們可以回答全局宇宙的其它部分應該也和可見宇宙的範圍內有接近的物質分佈。也就是宇宙在每一個直徑為930億光年範圍的球體內大約都分佈著2萬億以上的星系。 \n

當然我們也沒有辦法得知可見宇宙之外的星系密度,這只是通過暴漲理論的猜測。

也有可能可見宇宙外的星系密度大於可見宇宙內,因此才會出現加速膨脹的現象。可見宇宙實際位於一個星系密度很稀疏的巨洞(Cosmic Void)內,這也是一種尚未找到的暗能量的替代解釋方案。當然這個可能性有點極端,一般認為不存在。


公路旅人FOX


這張哈勃極深場的圖片結合了美國宇航局哈勃太空望遠鏡10年間在原始的哈勃超深場中央拍攝的圖片。

(神秘的地球)據鳳凰科技(編譯/嚴炎劉星):美國太空網報道,在宇宙裡存在著大量的星系,對它最具代表性的闡述便是哈勃極深場(XDF)——一組利用哈勃太空望遠鏡拍攝的圖片集,展示了單張複合圖片裡包含上千個星系。

然而,估計整個宇宙裡星系的數量並非易事。首先純粹的數值是個問題——一旦總量達到10億以上,數量的繼續增加導致計數越來越麻煩。另一個問題便是我們儀器的限制,為了獲得更好的視野,望遠鏡必須擁有更大的光圈(主要鏡面或者鏡頭的直徑)以避免地球空氣產生的扭曲失真。

美國馬里蘭州巴爾的摩市空間望遠鏡科學研究所的天體物理學家馬里奧·利維奧(Mario Livio)表示,哈勃太空望遠鏡是目前進行星系統計和估計的最好工具。這臺於1990年發射的望遠鏡最初主鏡面存在失真,隨後在1993年的一次航天飛機訪問後修復了。哈勃還經歷了幾次系統升級和服務訪問,直到2009年5月的最終航天飛機任務。

2005年天文學家將哈勃望遠鏡指向看似空洞的大熊星座,並收集了長達10天的觀測信息。結果顯示在每一幀裡大約存在3000個昏暗星系,昏暗程度相當於第30級,相比之下北極星大約為第2級。這張複合圖片被稱為哈勃深場,是一個人一次能夠看到的最深最遠的宇宙。

隨著哈勃望遠鏡設備的不斷升級,天文學家重複進行了這次實驗兩次。在2003年和2004年,科學家創造了哈勃超深場,這張100秒曝光的圖片揭示了天爐星座單一的小點上有10000個星系。2012年,天文學家再次利用升級的設備觀測了超深場的一小部分。即使在如此狹窄的視野裡,科學家們仍然監測到5500個星系。科學家們將此取名為極深場。

總而言之,哈勃的觀測揭示了宇宙大約存在1000億個星系,但隨著太空望遠鏡技術的發展,這一估計值可能增加到2000億個。利維奧這樣說道。

數星星

無論所使用的設備是什麼,估計星系數量的方法是相同的。你利用望遠鏡選擇一片天空並觀測存在的星系數量,然後利用這片天空與整個宇宙的比例,從而確定整個宇宙的星系數量。“這一方法的前提假設是整個宇宙是均勻的。” 利維奧說道。“我們有理由相信事實的確如此,因為這是宇宙學原理。”

這一原理追溯到愛因斯坦的廣義相對論。廣義相對論的發現之一便是引力導致時空扭曲,基於此好幾名科學家(包括愛因斯坦)試圖理解引力將如何影響整個宇宙。

“最簡單的假設便是如果你用足夠差的視力觀察整個宇宙,你會發現各個方向的各片天空幾乎都是一樣的。”美國宇航局這樣表示。“這意味著,從非常大的範圍內求平均值時,整個宇宙的物質是均勻和各向同性的,這被稱為宇宙學原理。”

宇宙學原理的例子之一便是宇宙微波背景,這種輻射是宇宙大爆炸之後早期宇宙的殘餘物。利用例如美國宇航局威爾金森微波各向異性探測器(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe,簡稱WMAP)等設備,天文學家發現無論從哪裡觀測,宇宙微波背景幾乎都是相同的。

星系的數量未來是否會發生變化?

對宇宙膨脹——主要是通過觀測星系遠離我們的速率——的測量顯示,宇宙大約已經138.2億年老。隨著宇宙逐漸衰老和變大,星系將日漸後退,距離地球越來越遠,這使得利用望遠鏡觀測它們變得更加困難。

宇宙正在以超過光速的速率膨脹,這並不違反愛因斯坦的光速極限,因為膨脹的是宇宙本身,而非在宇宙裡穿行的物體。同時這種膨脹速率在不斷加速。這便是“可觀測宇宙”——也即我們能夠看到的宇宙——的概念發揮作用的地方。在1萬億年到2萬億年間,有很多星系將超出我們在地球上能夠觀測的範圍。“我們將只能觀測到那些發出的光能夠到達地球的星系,但這並不意味著這是宇宙裡所有的星系。這便是可觀測宇宙的定義。”

星系也會隨著時間的推移發生變化。銀河系在未來將與鄰近的仙女座星系發生碰撞並在40億年後合併。在此之後本星系群的其它星系——距離我們最近的那些星系——將最終合併。未來星系的居民可以觀測到的宇宙將更加昏暗。“那時候的文明可能無法發現宇宙具有1000億個星系的證據,人類將無法觀測到宇宙正在膨脹,甚至可能不知道曾經發生過宇宙大爆炸。”

其它宇宙呢?

隨著早期宇宙的膨脹,其它理論認為不同的“口袋”可能逃離並形成不同的宇宙,它們可能以不同的速率膨脹,包含其他類型的物質,甚至擁有與我們完全不同的物理定律。利維奧指出其它宇宙可能也存在星系,只是我們無法確定的證實這一點。所以星系的總量可能比2000億個還要大。

在我們自身的宇宙裡,隨著2018年詹姆斯韋伯太空望遠鏡的發射,天文學家將能夠更好的確定星系總量。哈勃太空望遠鏡能夠一窺宇宙大爆炸後4.5億年形成的星系,而詹姆斯韋伯太空望遠鏡可以追溯到大爆炸後2億年形成的星系。“即便如此,預計的星系總量可能並不會發生太大的變化,” 利維奧說道。他指出第一批星系不可能形成於更早時期。“因此2000億個星系可能是我們可觀測宇宙的最佳估計。”


書香海韻



宇宙中有多少個星系?我認為題主的這道問題要想得到準確答案,應沒有人可以回答得出來,包括科學專業人士都不會給你個準數。就好比我抓一把沙子放在你面前讓你來數具體有多少粒沙子,你肯定會數不出來是吧?即使讓你猜,你也可能猜不中個接近值。如果我們從中取其一份來計數,這可能對你來講也許不算難事,在一份得出準確數值的基礎上,我們再來估計出平均值的總份數,然後用總份數來乘以1份的數值,我們便可以估算出這堆沙子的大概值了!雖然仍然得不出準確數,但最起碼更接近於實際的數值了。我相信天文學家們會有比我們更科學的方法來預估星系的數值的!


在廣袤無垠的宇宙中,星系從廣義上來釋義就是指無數的恆星系(包括恆星的自體),塵埃(如星雲等)組成的運行系統,包含恆星,氣體的星際物質,宇宙塵和暗物質,並且受到重力束縛的大星系。大部分星系都有數量龐大的多星系統,星團以及各種不同的星雲。



宇宙中存在的星系不計其數,那麼在無以數計的龐大宇宙星系系統中,人類是如何做到並估算出其存在的星系具體的數值呢?




根據2003年和2004年,科學家們利用太空哈勃望遠鏡創造的超深場,在一張100秒曝光的圖片中揭示了天爐星座單一的小點上竟達10000個星系。2012年,天文學家再次利用升級的設備觀測了超深場的一小部分,在狹窄的視野裡,科學家們仍然監測到了5500個星系。科學家們正是利用哈勃的觀測技術最後揭示了宇宙中大約存在有1000億∽2000億個星系。很顯然,隨著哈勃技術的升級,其觀測的估算數值也會在增加,目前宇宙中1000億∽2000億顆星系還並不是更接近準確率估算的數值。未來,隨著人類文明的升級並伴隨著科學技術的進步,宇宙中還會有許多未被發現的星系,將會越來越多地被科學家們揭示呈現在世人面前。

謝謝大家!我是科普作者“紅色高地”,希望下次問答與您不期而遇!下次再見吧!


紅色高地


上世紀90年代,研究人員評估分析稱宇宙中存在1000億-2000億個星系。目前,科學家最新研究表明,宇宙中可能存在著2萬億個星系,這是之前預計數值的10倍,很可能90%星系是無法觀測到的。在這項最新研究中,天文學家分析了大約130億年前的數據,用於計算宇宙中星系數量,發現之前認為的2000億個星系數量並不準確,僅是實際數值的十分之一。

從另一個角度看。本星系團有1300-2000個星系,直徑大約6000萬光年,如果可觀測的全宇宙都是這樣的星系密度,按直徑920億光年算,宇宙的星系總數大約4.5-6.8萬億。當然本星系團是宇宙中星系比較集中的區域之一。


圓播軟硬


以人類現有的觀測結果推測,可觀測宇宙的跨度大約為930億光年,也就是說光從宇宙的一頭傳播到另一頭需要930億年的時間。這是我們所知的宇宙範圍,至於可觀測宇宙之外是什麼目前還不清楚,有可能是什麼也沒有,也有可能是還有更大的範圍。那麼,可觀測宇宙的大小是如何得到的呢?

天文學家先是發現宇宙空間正在膨脹的事實,此後又發現宇宙早期的高溫過程所殘留下的餘熱——宇宙微波背景輻射。再結合其他證據,天文學家推測,宇宙起源於138億年前,那時宇宙空間不存在,物質也不存在。直到發生宇宙大爆炸,空間開始擴張。並且在宇宙誕生大約90億年之後,在暗能量的推動下,宇宙空間開始加速擴張,並且一直持續到現在。由於空間擴張無處不在,經過持續138億年的擴張之後,空間範圍已經拉伸到930億光年。隨著宇宙空間的進一步加速膨脹,可觀測宇宙的範圍還會變得越來越大。

在宇宙大爆炸早期,產生了氫和氦元素。在宇宙誕生數億年之後,隨著溫度的下降,氣體雲和暗物質團聚集形成星系。根據不久前的一項研究,可觀測宇宙中的星系數量至少為2000億個,而最高數量可能是這個10倍。在這些星系中,每個都包含著很多的恆星。據估計,整個宇宙的恆星數量比地球上的所有沙子還多。我們的銀河系就是茫茫宇宙中的一個普通星系,其中的恆星數量大約有上千億,這當中就包括我們的太陽。


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