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从远古茹毛饮血的原始时代 , 到现在飞向太空的科技时代 , 人类科技真正发展的时间只有三百多年 。
但我们取得的成就是惊人的 , 人们的生活质量获得的大大的提升 , 同时目光也投向了天空 , 对宇宙展开了全方位的探索 。
我们常用“浩瀚”来描述宇宙 , 但假如追问宇宙究竟有多浩瀚 , 似乎就没有了更具体的概念 。 在过去的很长一段时间里 , 地球的大气层都严重限制了人类对宇宙深处的观测能力 , 只有走出地球 , 我们才能真正领略太空的寂静与广阔 。
通过大型光学太空望远镜传回的一系列照片 , 我们看到了宇宙深处闪耀的恒星与星系 。 于是不由得产生了另一个问题:宇宙中究竟有多少星系?
我们并不能看到宇宙的每一处角落 , 又是如何得出具体的数据呢?
要回答这个问题 , 离不开已经垂垂老矣的哈勃望远镜 。 在过去它长达三十多年的工作时间里 , 它的有效观测次数累计超过100万次 , 面对我们今天提出的问题 , 它也一次次给出了答案 , 并且不断的刷新着人们的认知 。
1995年 , 哈勃空间望远镜升空五年之后 , 科学家将它的方向对准了北斗七星勺之上的一片天区 , 在地球上用肉眼看 , 那里几乎什么都没有 。 这一小片区域只有硬币的大小 , 占全天的2600万分之一 。
哈勃望远镜对这片虚无的地方进行了10天累计342次的拍摄 , 波段涵盖了紫外线 , 可见光以及红外线 。 为了获得更多的进光量 , 哈勃每次的拍摄时间通常都需要20-40分钟 , 最终研究人员得到了342张照片 。 把这些照片叠加处理之后 , 我们就看到了首个哈勃深空场 。
在这仅有硬币大小的方圆之地中 , 存在着至少1500个大大小小的星系 , 它们每一个都和银河系的体量相近 , 这些星系距离地球有远有近 , 近的距离地球从百万到千万光年不等 , 它们以明亮的蓝色和紫色显示 , 那些和地球相距较远的星系则达到了百亿光年 , 它们发出的波长在遥远的距离下已被拉伸到了红外波段 , 于是在图中呈现暗淡的红光 。
通过这张照片科学家估算 , 在当前的可观测宇宙中 , 至少存在1000亿个星系 , 这是人类首次对宇宙星系下限的估算 , 我们似乎已经对这个数字没有什么概念了 , 然而这还仅仅是刚开始 。
在哈勃深空场大获成功以后 , 哈勃望远镜又相继进行了多次的深空观测 。
2003年 , 哈勃望远镜将镜头对准了天炉座方向 , 这片区域位于赤经3h32m40.0s , 赤纬-27°47'29\" , 其范围只有3平方角秒 , 把胳膊伸直朝向太空 , 这时指甲盖的大小就是哈勃望远镜本次拍摄的区域 , 用肉眼在这里看到不到任何天体 , 它远离了银河系的众多恒星 , 也就减少了干扰 。
这次的观测工作分为了两个阶段 , 第二阶段时哈勃新安装的第三代广角相机和红外相机派上了用场 , 进行了97.6万秒累计800次的曝光拍摄 , 分析结果表明 , 这张哈勃超级深场的星系数量至少有一万个 , 它们绝大多数的亮度都比人类肉眼可见最暗的天体还要暗10亿-40亿倍 , 其中距离地球最远的星系达到了130亿光年 。
【哈勃升空30多年,拍摄100万次后,证明宇宙中至少有2万亿个星系】
根据这次超深空场包含的星系数量 , 科学家重新对宇宙所包含的星系数量进行了估算 。 在可观测宇宙内 , 宇宙的星系数量至少达到了1500亿 , 那么科学家是如何通过深场照片 , 估算出整个宇宙的星系数量呢?
现代天文学认为 , 宇宙中物质的分布密度总体是比较均匀的 。 也就是说数一数照片中有多少个星系 , 再计算拍摄区域所占整个天空的比例 , 就能大概估算出整个宇宙中有多少星系 。
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