Скільки галактик існує у Всесвіті? Відповідь на це питання досить непростий. Багато астрономи минулого намагалися зрозуміти, скільки всього галактик у Всесвіті. Підрахунок їх здається неможливим завданням. Коли рахунок йде на мільярди, для складання потрібен якийсь час. Ще однією проблемою є обмежена кількість наших інструментів. Щоб отримати найкраще зображення, телескоп повинен мати велику апертуру (діаметр головного дзеркала або об’єктива) і розташовуватися над атмосферою, щоб уникнути спотворення від повітря Землі.
Поле “Хаббла”
Мабуть, найбільш резонансним прикладом вищезазначеного факту є екстремально глибоке поле “Хаббла” – зображення, отримане шляхом об’єднання фотографій, зроблених протягом десяти років з однойменного телескопа. За даними НАСА, телескоп спостерігав за невеликою ділянкою неба протягом 50 днів. Якщо ви тримаєте великий палець на відстані витягнутої руки, щоб покрити Місяць, область глибокого поля буде розміром з головку шпильки.
Збираючи слабке світло за багато годин спостережень, телескоп “Хаббл” виявив тисячі галактик, як близьких, так і дуже далеких, що робить знімки, зроблені з нього, самим повним зображенням Всесвіту. Так що навіть якщо в цьому маленькому плямі на небозводі знаходяться тисячі галактик, уявіть, скільки ще можна знайти в інших точках всесвіту.
Оцінки експертів
Хоча оцінки різних експертів різняться, відповіді на питання на кшталт “Скільки всього галактик у Всесвіті?” можна виразити астрономічними цифрами: від 100 до 200 мільярдів. Коли в 2020 році буде запущено космічний телескоп Джеймса Вебба, очікується, що НАСА розкриє ще більше інформації про ранніх галактик у Всесвіті.
Техніка воістину творить чудеса. Наскільки відомо сучасним астрономам, телескоп “Хаббл” – кращий інструмент для підрахунку і оцінки того, скільки відомо галактик у Всесвіті. Телескоп, запущений в 1990 році, спочатку мав спотворення на головному дзеркалі, яке було виправлено під час човникового візиту до нього у 1993 році. “Хаббл” також зазнав кількох оновлень і службовим візитів аж до останньої місії у травні 2009 року. Нескінченна Всесвіт, скільки галактик, скільки планет в ній? По всій видимості, нам ще належить дізнатися це в майбутньому.
Велика Ведмедиця
У 1995 році астрономи навели телескоп на те, що здавалося порожнім районом Великої Ведмедиці, і зібрали спостереження за десять днів. В результаті в одному кадрі було виявлено близько 3000 слабких галактик, які стали тьмяними, подібно до 30-ї величиною. Для порівняння: Полярна зірка має приблизно другу зоряну величину. Ця складова частина зображення називалася глибоким полем “Хаббла” і була самої далекої з тих, що коли-небудь бачили у Всесвіті.
Коли вищезгаданий американський телескоп був грунтовно модернізований, астрономи повторили експеримент двічі. У 2003 і 2004 роках учені виявили близько 10 000 галактик у невеликому місці в сузір’ї Форнакс.
У 2012 році, знову з допомогою модернізованих інструментів, вчені використовували телескоп, щоб подивитися на частину надглибокого поля. Навіть у цьому вузькому полі зору астрономи змогли виявити близько 5500 галактик. Дослідники охрестили це “надзвичайних глибоким полем”.
Незримі мільярди
Який би інструмент використовувався, метод оцінки того, скільки всього галактик у Всесвіті, більш-менш однаковий. Ви берете частину неба, зняту телескопом (в даному випадку – “Хабблом”). Потім, використовуючи відношення шматки неба до всієї Всесвіту, ви можете визначити, скільки всього галактик у Всесвіті.
Космологічний принцип і вік Всесвіту
Одним з прикладів космологічного принципу у вивченні Всесвіту є космічний мікрохвильовий фон – випромінювання, яке є залишком ранніх стадій Всесвіту після Великого вибуху.
Вимірювання розширення Всесвіту завдяки спостереженню за галактиками, отдаляющимися від нас, показують, що їй близько 13,82 мільярдів років. Однак у міру того, як Всесвіт стає старше і більше, галактики будуть видалятися все далі і далі від Землі. Це зробить їх важко розрізнити.
Всесвіт розширюється швидше швидкості світла (що не порушує обмеження швидкості Ейнштейна, тому що розширення пов’язано з самого Всесвіту, а не з об’єктами, які подорожують через неї). Крім того, Всесвіт прискорюється у своєму розширенні.
Саме тут у гру вступає поняття “спостережуваний Всесвіт” – Всесвіт, яку ми можемо бачити. За словами багатьох фахівців, через 1-2 трильйони років це буде означати, що будуть галактики, які знаходяться за межами тих просторів, які ми можемо бачити з Землі.
Зміна світла
Ми можемо бачити світло тільки від галактик, у яких було достатньо часу, щоб дістатися до нас – тобто наблизитися на досить близьку відстань до Чумацькому Шляху. Це не означає, що ці об’єкти – все, що є у космосі. Звідси і визначення “спостережуваний Всесвіт”.
Майбутнє Чумацького Шляху
Галактики також змінюються з часом. Чумацький Шлях знаходиться на шляху зіткнення з прилеглої галактикою Андромеди, і вони обидві зіллються приблизно через чотири мільярди років. Пізніше інші галактики в нашій місцевій групі зрештою об’єднаються. Астрономи вважають, що мешканці цих майбутніх галактик будуть спостерігати більш темний Всесвіт.
Коли з’явилися перші цивілізації, у них не було ніяких доказів існування Всесвіту зі ста мільярдами галактик. Тому наші нащадки не побачать розширення Всесвіту. Ймовірно, вони не можуть навіть зрозуміти, що стався Великий вибух.
Якщо нам, простим обивателям, хочеться знати, скільки у Всесвіті галактик, планет, то астрономи більше цікавляться тим, як утворився сам космос. Згідно з інформацією НАСА, галактики дають уявлення про те, як організована матерія у Всесвіті – принаймні, у великих масштабах. Вчені також цікавляться типами частинок і квантовою механікою на малій стороні спостережуваних спектрів.
Ранні галактики
Вивчивши деякі з найбільш ранніх галактик і порівнявши їх з сьогоднішніми, ми зможемо зрозуміти їх ріст і розвиток. Передовий телескоп під назвою “Вебб” дозволить вченим збирати дані про типи зірок, які існували в самих перших галактиках. Подальші спостереження з використанням спектроскопії сотень або тисяч галактик допоможуть дослідникам зрозуміти, як елементи, важчі, ніж водень, утворювалися і накопичувалися в міру утворення зоряних скупчень протягом століть. Ці дослідження також дозволять виявити деталі їх злиття та пролити світло на багато інші процеси.
Темна матерія
Учених цікавить роль, яку темна матерія грає у зародженні галактик. Це досить цікаве питання. У той час як частина Всесвіту видно в таких об’єктах, як галактики або зірки, темна матерія – те, що становить більшу частину космосу – невидима зовсім. Скільки галактик у Всесвіті? Число цих об’єктів достеменно не відомо, але воно точно більше сотні мільярдів.
Висновок
Коли ви дивитеся на нічне небо крізь завісу зірок і площину Чумацького Шляху, ви не можете не відчувати себе маленьким перед великою прірвою Всесвіту, яка знаходиться за межами небосхилу. Хоча майже всі вони невидимі для наших очей, спостережуваний Всесвіт, що простягається на десятки мільярдів світлових років у всіх напрямках, містить у собі фантастично велика кількість галактик.
Кількість відомих зоряних скупчень зростала по мірі розвитку телескопічних технологій – від тисяч до мільйонів, від мільярдів до трильйона. Якщо б ми провели найпростіший аналіз, використовуючи кращі на сьогоднішній день технології, ми заявили, що в нашій Всесвіту 170 мільярдів галактик. Але ми відкриємо ще більше цих об’єктів, адже вже зараз вважається, що їх насправді не менше, ніж два трильйони.
Коли-небудь ми прорахуємо їх усіх. Ми направимо наші телескопи на небо, зберемо кожен випущений зірками фотон і виявимо кожен космічний об’єкт, незалежно від того, наскільки слабкою є його світіння.
Але на практиці це не спрацює. Наші телескопи обмежені в розмірах, що, у свою чергу, обмежує кількість фотонів, які вони можуть зібрати. Існує взаємозв’язок між тим, наскільки слабкий об’єкт ви можете побачити, і тим, скільки неба ви можете “покрити” з допомогою оптичного приладу. Деяка частина Всесвіту затемнена через знаходиться в її межах темної матерії. Чим більш віддалений об’єкт, тим слабкіше він здається.
Так що ми можемо дивитися лише на освітлену частину Всесвіту, не вдивляючись у темну матерію, зорі або галактики. Вчені зібрали дані про сотні тьмяного, віддалених космічних об’єктах. Вони все ще сподіваються дізнатися, як насправді виглядають далекі світи. І ми, прості спостерігачі, сподіваємося на це так само, як і вони.
