Hvor Mange Galakser Er Der?

galakser — de enorme samlinger af stjerner, der befolker vores univers — er overalt. Men hvor mange galakser er der i universet? At tælle dem virker som en umulig opgave. Rene tal er et problem — når tællingen kommer ind i milliarder, tager det et stykke tid at gøre tilføjelsen. Et andet problem er begrænsningen af vores instrumenter. For at få den bedste udsigt skal et teleskop have en stor blænde (diameteren på hovedspejlet eller linsen) og være placeret over atmosfæren for at undgå forvrængning fra jordens luft.måske er det mest resonante eksempel på denne kendsgerning Hubble ekstreme dybe felt, et billede lavet ved at kombinere 10 års fotografier fra Hubble-Rumteleskopet. Teleskopet så et lille stykke himmel i gentagne besøg i alt 50 dage, ifølge NASA. Hvis du holdt tommelfingeren i armlængden for at dække månen, ville HDF-området være på størrelse med hovedet på en stift. Ved at samle svagt lys over mange timers observation afslørede den tusindvis af galakser, både i nærheden og meget fjernt, hvilket gør det til det dybeste billede af universet, der nogensinde er taget på det tidspunkt. Så hvis det eneste lille sted indeholder tusinder, forestil dig, hvor mange flere galakser der kunne findes på andre steder.mens estimater blandt forskellige eksperter varierer, er et acceptabelt interval mellem 100 milliarder og 200 milliarder galakser, sagde Mario Livio, en astrofysiker ved Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland. Når Rumteleskopet lanceres i 2020, forventes observatoriet at afsløre endnu mere information om tidlige galakser i universet.

går dybt

efter Livios bedste viden er Hubble det bedste tilgængelige instrument til galaksetælling og estimering. Teleskopet, der blev lanceret i 1990, havde oprindeligt en forvrængning på hovedspejlet, der blev korrigeret under et shuttle-besøg i 1993. Hubble gennemgik også flere opgraderinger og servicebesøg indtil den sidste shuttle-mission der i maj 2009.

i 1995 pegede astronomer teleskopet på, hvad der syntes at være et tomt område af Ursa Major, og indsamlede 10 dages observationer. Resultatet var anslået 3.000 svage galakser i en enkelt ramme, der gik så svagt som 30.Størrelse. (Til sammenligning er North Star eller Polaris på omkring 2. Størrelse.) Denne billedkomposit blev kaldt Hubble Deep Field og var den fjerneste nogen havde set ind i universet på det tidspunkt. da Hubble-teleskopet modtog opgraderinger til sine instrumenter, gentog astronomerne eksperimentet to gange. I 2003 og 2004 skabte forskere Hubble Ultra Deep Field, som i en million sekunders eksponering afslørede omkring 10.000 galakser på et lille sted i stjernebilledet Fornaks.

i 2012 brugte forskere igen ved hjælp af opgraderede instrumenter teleskopet til at se på en del af det Ultra dybe felt. Selv i dette snævrere synsfelt var astronomer i stand til at opdage omkring 5.500 galakser. Forskere kaldte dette det ekstreme dybe felt.alt i alt afslører Hubble anslået 100 milliarder galakser i universet eller deromkring, men dette tal vil sandsynligvis stige til omkring 200 milliarder, efterhånden som teleskopteknologien i rummet forbedres, fortalte Livio Space.com.

Tællestjerner

uanset hvilket instrument der anvendes, er metoden til estimering af antallet af galakser den samme. Du tager den del af himlen, der er afbildet af teleskopet (i dette tilfælde Hubble). Derefter-ved hjælp af forholdet mellem Himmelens skive og hele universet — kan du bestemme antallet af galakser i universet.”dette antager, at der ikke er nogen stor kosmisk varians, at universet er homogent,” sagde Livio. “Vi har gode grunde til at tro, at det er tilfældet. Det er det kosmologiske princip.”

princippet går tilbage til Albert Einsteins teori om generel relativitet. Einstein sagde, at tyngdekraften er en forvrængning af rum og tid. Med den forståelse i hånden forsøgte flere forskere (herunder Einstein) at forstå, hvordan tyngdekraften påvirkede hele universet.

” den enkleste antagelse at gøre er, at hvis du så indholdet af universet med tilstrækkeligt dårligt syn, ville det virke stort set det samme overalt og i alle retninger,” sagde NASA. “Det vil sige, at sagen i universet er homogen og isotrop, når den er gennemsnitlig over meget store skalaer. Dette kaldes det kosmologiske princip.”

et eksempel på det kosmologiske princip på arbejdspladsen er den kosmiske mikrobølgebaggrund, stråling, der er en rest af de tidlige stadier af universet efter Big Bang. Ved hjælp af instrumenter som NASAs mikrobølge anisotropi Probe har astronomer fundet CMB er næsten identisk, uanset hvor man ser ud.

ville antallet af galakser ændre sig med tiden?

målinger af universets ekspansion — gennem at se galakser løbe væk fra os — viser, at det er omkring 13,82 milliarder år gammelt. Efterhånden som universet bliver ældre og større, vil galakser imidlertid trække sig længere og længere væk fra jorden. Dette vil gøre dem sværere at se i teleskoper.

universet ekspanderer hurtigere end lysets hastighed (hvilket ikke overtræder Einsteins hastighedsgrænse, fordi udvidelsen er af selve universet snarere end af objekter, der rejser gennem universet). Universet accelererer også i sin ekspansion.

det er her begrebet “observerbart univers” — universet, som vi kan se — kommer i spil. Om 1 billioner til 2 billioner år, sagde Livio, betyder det, at der vil være galakser, der ligger ud over det, vi kan se fra jorden.”vi kan kun se lys fra galakser, hvis lys havde tid nok til at nå os,” sagde Livio. “Det betyder ikke, at det er alt, hvad der er i universet. Derfor definitionen af det observerbare univers.”

galakser ændrer sig også over tid. Mælkevejen er på kollisionskurs med den nærliggende Andromeda-galakse, og begge vil fusionere om cirka 4 milliarder år. Senere vil andre galakser i Vores lokale gruppe — galakserne tættest på os — til sidst kombinere. Beboere i den fremtidige galakse ville have et meget mørkere univers at observere, sagde Livio.”civilisationer startede da, de ville ikke have noget bevis for, at der var et univers med 100 milliarder galakser,” sagde han. “De ville ikke se udvidelsen. De ville sandsynligvis ikke være i stand til at fortælle, at der var et Big Bang.”

hvad med andre universer?

da det tidlige univers oppustede, er der nogle teorier, der siger, at forskellige “lommer” brød væk og dannede forskellige universer. Disse forskellige steder kan udvides med forskellige hastigheder, omfatte andre typer stof og have forskellige fysiske love end vores eget univers.Livio påpegede, at der kunne være galakser i disse andre universer — hvis de eksisterer — men vi har ingen måde lige nu at vide med sikkerhed. Så antallet af galakser kunne endda være større end 200 milliarder, når man overvejer andre universer.i vores egen kosmos, sagde Livio, vil astronomer være bedre i stand til at forfine nummeret ved lanceringen af James Space Telescope (for hvilket hans institut vil styre missionens operationer og videnskab). Hubble er i stand til at kigge tilbage på galakser, der dannede omkring 450 millioner år efter Big Bang. Efter lanceringen i 2020 forventer astronomerne, at de kan se så langt tilbage som 200 millioner år efter Big Bang.

“tallene vil ikke ændre sig meget,” tilføjede Livio og påpegede, at de første galakser sandsynligvis dannede sig ikke for længe før det. “Så et tal som 200 milliarder er sandsynligvis det for vores observerbare univers.”mens det er interessant at tælle antallet af galakser i vores univers, er astronomer mere interesserede i, hvordan galakser afslører, hvordan universet blev dannet. Ifølge NASA er galakser en repræsentation af, hvordan materie i universet blev organiseret – i det mindste i stor skala. (Forskere er også interesserede i partikeltyper og kvantemekanik på den lille side af spektret. Da vi kan se tilbage på Universets tidlige dage, vil dets oplysninger hjælpe forskere med bedre at forstå strukturen i galakserne omkring os i dag.

“Ved at studere nogle af de tidligste galakser og sammenligne dem med nutidens galakser, kan vi muligvis forstå deres vækst og udvikling. “Vi vil også give forskere mulighed for at indsamle data om de typer stjerner, der eksisterede i disse meget tidlige galakser,” siger NASA. “Opfølgningsobservationer ved hjælp af spektroskopi af hundreder eller tusinder af galakser vil hjælpe forskere med at forstå, hvordan grundstoffer, der var tungere end brint, blev dannet og opbygget, da galaksedannelsen fortsatte gennem tiderne. Disse undersøgelser vil også afsløre detaljer om sammenlægning af galakser og kaste lys over selve galaksedannelsesprocessen.”

ifølge NASA er her nogle af de vigtigste spørgsmål, som vi vil svare på om galakser:

  • hvordan dannes galakser?
  • hvad giver dem deres former?
  • hvordan fordeles de kemiske elementer gennem galakserne?
  • hvordan påvirker de centrale sorte huller i galakser deres værtsgalakser?
  • Hvad sker der, når små og store galakser kolliderer eller går sammen?

forskere er også interesserede i den rolle, som mørkt stof spiller i samlingen af galakser. Mens noget af universet er synligt i former som galakser eller stjerner, er mørkt stof det, der udgør det meste af universet — omkring 80 procent af det. Mens mørkt stof er usynligt i bølgelængder af lys eller gennem emissioner af energi, viste undersøgelser af galakser tilbage til 1950 ‘ erne, at der var langt mere masse til stede i dem end hvad der var synligt med det blotte øje.”computermodeller, som forskere har lavet for at forstå galaksedannelse, indikerer, at galakser skabes, når mørkt stof smelter sammen og klumper sammen,” sagde NASA. “Det kan betragtes som universets stilladser. Det synlige stof, vi ser, samler sig inde i dette stillads i form af stjerner og galakser. Den måde, hvorpå mørkt stof ‘klumper’ sammen, er, at små genstande først dannes og trækkes sammen for at danne større.”de kraftfulde spejle vil gøre det muligt for forskere at se på galaksedannelse — herunder rollen som mørkt stof — på tæt hold. Selvom denne undersøgelse ikke direkte svarer på, hvor mange galakser der er i universet, hjælper det forskere bedre med at forstå processerne bag de galakser, vi ser, hvilket igen bedre informerer modeller om galaktiske populationer.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.