宇宙中有多少个星系？

如果我们最多只能看到宇宙的 3%，那么我们如何估计其中的星系总数呢？

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银河系只是充满无数星系的宇宙中的一个斑点。但如果我们必须做出有根据的猜测，宇宙中有多少个星系？

这听起来是一个简单的问题，但事实并非如此。第一个问题是，即使使用我们最强大的望远镜，我们也只能看到宇宙的一小部分。

“可观测的宇宙只是宇宙中光线有时间到达我们的部分，”现任欧洲航天局外联官员的天体物理学家Kai Noeske告诉《生活科学》杂志。

宇宙已有138亿年的历史，但可观测的宇宙在各个方向都延伸超过13.8光年。这是因为宇宙正在膨胀，而光在宇宙还较小的时候就先行一步。

“现在，每个方向的总大小约为 460 亿光年，”诺斯克说。

这比我们对整个宇宙的最小估计还要小得多。 “我们最多只能看到宇宙的 3%，”行星科学研究所的资深科学家帕梅拉·盖伊 (Pamela Gay) 告诉《Live Science》。

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第二个问题是，星系数量如此之多，我们只能根据我们在宇宙小区域中观测到的情况来估计星系总数。

盖伊说：“你看着天空的一小块，然后计算那一小块天空中的所有东西，然后乘以天空的大小。”

但即使这样也需要中断。 “我们如何定义星系？”诺斯克说道。 “我们有非常巨大的星系，它们的质量必须是我们星系质量的 10 倍，”而且我们有很多小星系，从质量大约只有 10 倍的低质量星系……一直到矮星系。”

在某些时候，科学家需要定义星系的最小质量才能进行估计。

诺斯克说：“如果我们设定一个质量截止值并试图使其保守，比如一百万个太阳质量，那么从最初到今天，宇宙中星系的平均数量将达到约 1 到 2 万亿个。”科学家认为，宇宙历史早期的星系数量比现在还要多，这就是为什么星系估计值是随时间变化的平均值。

“但是这些结果来自哈勃望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜正在开始谈论这些结果——这些结果靠近地球，在我们的太阳系内部，并且它们所能看到的东西受到我们地球上所有物体的限制。 太阳系为天空增添了光彩，”盖伊说。 “我们确实有一艘带有摄像头的航天器，它超越了太阳系内的所有垃圾，那就是新视野号航天器。”

2021 年的一项研究使用新视野号上的相机来测量天空中各个区域的光总量，并估计需要多少个星系才能产生那么多光。

盖伊说：“突然之间，由于它们位于太阳系所有光源之外，它们意识到我们并不需要像我们想象的那么多的星系。” “因此他们的估计表明，可见宇宙中有 2000 亿个、甚至 1000 亿个星系。

“因此，我们可观测宇宙中的星系数量介于顶部边缘的 2 万亿个星系和底部边缘的 1000 亿个星系之间，”她说。

如果你假设这最多占我们宇宙的 3%，你可以乘以这个星系范围来得到宇宙中星系的总数。如果我们看到的宇宙比我们想象的要少，那么星系的总数就会更少。

但考虑到我们实际上并不知道宇宙的大小，这些估计是模糊的。 “如果这是一个无限的宇宙，那么就会有无限的星系，”盖伊说。