چند کهکشان در کیهان وجود دارد؟ پاسخ به این سوال بسیار دشوار است. بسیاری از ستاره شناسان گذشته تلاش کردند تا بفهمند که چه تعداد کهکشان در جهان وجود دارد. شمارش آنها کاری غیر ممکن به نظر می رسد. وقتی صورتحساب به میلیاردها می رسد، مدتی طول می کشد تا جمع شود. مشکل دیگر تعداد محدود ابزارهای ما است. برای گرفتن بهترین تصویر، تلسکوپ باید دارای دیافراگم بزرگ (قطر آینه یا عدسی اصلی) باشد و در بالای جو قرار گیرد تا از اعوجاج هوای زمین جلوگیری شود.
فیلد هابل
شاید پرطنین‌ترین مثال از واقعیت فوق، میدان عمیق شدید هابل باشد - تصویری که از ترکیب عکس‌های گرفته شده در یک دوره ده ساله از تلسکوپی به همین نام به دست می‌آید. به گفته ناسا، این تلسکوپ منطقه کوچکی از آسمان را به مدت 50 روز رصد کرد. اگر انگشت شست خود را به اندازه طول بازو نگه دارید تا ماه را بپوشانید، ناحیه عمیقحاشیه ها به اندازه سر یک پین خواهند بود.
تلسکوپ هابل با جمع‌آوری نور ضعیف طی ساعت‌ها رصد، هزاران کهکشان را، چه نزدیک و چه بسیار دور، کشف کرده است و تصاویر گرفته شده از آن را به کامل‌ترین تصویر از کیهان تبدیل کرده است. بنابراین حتی اگر هزاران کهکشان در این نقطه کوچک در آسمان وجود داشته باشد، تصور کنید چند کهکشان دیگر را می‌توان در جای دیگر جهان یافت.
ارزیابی های تخصصی
اگرچه کارشناسان در ارزیابی های خود متفاوت هستند، اما پاسخ به سؤالاتی مانند "چند کهکشان در جهان وجود دارد؟" را می توان در اعداد نجومی بیان کرد: از 100 تا 200 میلیارد. زمانی که تلسکوپ فضایی جیمز وب در سال 2020 پرتاب شود، انتظار می‌رود ناسا اطلاعات بیشتری را درباره کهکشان‌های اولیه در کیهان فاش کند.
تکنولوژی واقعا معجزه می کند. تا آنجا که ستاره شناسان مدرن می دانند، تلسکوپ هابل بهترین ابزار برای شمارش و تخمین تعداد کهکشان های شناخته شده در جهان است. این تلسکوپ که در سال 1990 به فضا پرتاب شد، در ابتدا دارای اعوجاج در آینه اصلی خود بود که طی بازدید شاتل در سال 1993 اصلاح شد. هابل نیز تا آخرین ماموریت خود در می 2009، چندین بار ارتقا و ماموریت را پشت سر گذاشت. آیا جهان بی نهایت است، چند کهکشان، چند سیاره در آن وجود دارد؟ ظاهراً ما هنوز در آینده نخواهیم فهمید.
Ursa Major
در سال 1995، ستاره شناسان یک تلسکوپ را به سمت منطقه ای خالی از دب اکبر نشانه گرفتند و ده روز مشاهدات را جمع آوری کردند. ATدر نتیجه حدود 3000 کهکشان کم نور در یک قاب پیدا شد که مانند قدر 30 کم نور شد. برای مقایسه: ستاره شمالی تقریباً قدر دوم را دارد. این جزء تصویر میدان عمیق هابل نام داشت و دورترین تصویری بود که تا به حال در کیهان دیده شده بود.
وقتی تلسکوپ آمریکایی فوق الذکر به طور کامل ارتقا یافت، ستاره شناسان آزمایش را دو بار تکرار کردند. در سال‌های 2003 و 2004، دانشمندان حدود 10000 کهکشان را در یک منطقه کوچک در صورت فلکی Fornax کشف کردند.
در سال 2012، دوباره با ابزارهای ارتقا یافته، دانشمندان از تلسکوپ برای مشاهده بخشی از میدان فوق عمیق استفاده کردند. حتی در این میدان دید باریکتر، ستاره شناسان توانستند حدود 5500 کهکشان را شناسایی کنند. محققان آن را "میدان عمیق شدید" نامیدند.
میلیاردهای نامرئی
هر ابزاری که استفاده شود، روش تخمین تعداد کهکشان ها در جهان کم و بیش یکسان است. شما بخشی از آسمان را می گیرید که توسط تلسکوپ (در این مورد هابل) گرفته شده است. سپس، با استفاده از نسبت قطعه آسمان به کل جهان، می توانید تعداد کهکشان های جهان را تعیین کنید.
اصل کیهان‌شناسی و عصر کیهان
یک مثال از یک اصل کیهانی در مطالعه جهان، پس زمینه مایکروویو کیهانی است، تشعشعی که از مراحل اولیه کیهان پس از انفجار بزرگ باقی مانده است.
اندازه گیری انبساط جهان از طریق رصد کهکشان هایی که دور می شونداز ما نشان می دهد که حدود 13.82 میلیارد سال سن دارد. با این حال، با بزرگ‌تر شدن و بزرگ‌تر شدن جهان، کهکشان‌ها از زمین دورتر و دورتر می‌شوند. این کار دیدن آنها را سخت تر می کند.
جهان سریعتر از سرعت نور در حال انبساط است (که محدودیت سرعت انیشتین را نقض نمی کند، زیرا انبساط به دلیل خود جهان است، نه اجسامی که در آن حرکت می کنند). علاوه بر این، جهان در انبساط خود شتاب می گیرد.
این جایی است که "جهان قابل مشاهده" وارد بازی می شود - جهانی که ما می توانیم ببینیم. به گفته بسیاری از کارشناسان، طی 1 تا 2 تریلیون سال، این بدان معناست که کهکشان هایی خارج از فضاهایی هستند که ما می توانیم از زمین ببینیم.
تغییر نور
ما فقط می توانیم نور را از کهکشان هایی ببینیم که زمان کافی برای رسیدن به ما داشته اند - یعنی به اندازه کافی به کهکشان راه شیری نزدیک شوند. این بدان معنا نیست که این اشیاء همه چیز در فضا هستند. از این رو تعریف "جهان قابل مشاهده".
آینده راه شیری
کهکشان ها نیز در طول زمان تغییر می کنند. کهکشان راه شیری در مسیر برخورد با کهکشان آندرومدا قرار دارد و این دو در حدود چهار میلیارد سال آینده ادغام خواهند شد. بعداً، کهکشان های دیگر در گروه محلی ما در نهایت ادغام خواهند شد. ستاره شناسان بر این باورند که ساکنان این کهکشان های آینده جهان تاریک تری را مشاهده خواهند کرد.
وقتی اولینتمدن، آنها هیچ مدرکی از جهان با صد میلیارد کهکشان نداشتند. بنابراین، فرزندان ما انبساط جهان را نخواهند دید. آنها احتمالاً حتی متوجه نخواهند شد که انفجار بزرگ اتفاق افتاده است.
اگر ما، مردم عادی، بخواهیم بدانیم که چه تعداد کهکشان و سیاره در کیهان وجود دارد، ستاره شناسان بیشتر به چگونگی شکل گیری خود کیهان علاقه مند هستند. به گفته ناسا، کهکشان ها بینشی در مورد چگونگی سازماندهی ماده در جهان - حداقل در مقیاس بزرگ - ارائه می دهند. دانشمندان همچنین به انواع ذرات و مکانیک کوانتومی در سمت کوچک طیف های مشاهده شده علاقه مند هستند.
کهکشان های اولیه
با مطالعه برخی از کهکشان های اولیه و مقایسه آنها با امروز، می توانیم رشد و توسعه آنها را درک کنیم. تلسکوپ پیشرفته ای به نام وب به دانشمندان اجازه می دهد تا اطلاعات مربوط به انواع ستاره هایی را که در اولین کهکشان ها وجود داشته اند جمع آوری کنند. مشاهدات بعدی با استفاده از طیف‌سنجی صدها یا هزاران کهکشان به محققان کمک می‌کند تا بفهمند چگونه عناصر سنگین‌تر از هیدروژن به‌عنوان خوشه‌های ستاره‌ای در طول قرن‌ها شکل گرفته و انباشته شده‌اند. این مطالعات همچنین جزئیات ادغام آنها را آشکار می کند و بسیاری از فرآیندهای دیگر را روشن می کند.
ماده تاریک
دانشمندان همچنین به نقش ماده تاریک در تولد کهکشان ها علاقه مند هستند. این یک سوال بسیار کنجکاو است. در حالی که بخشی از جهان در اجرامی مانند کهکشان ها یا ستاره ها قابل مشاهده است، ماده تاریک قابل مشاهده استآنچه بیشتر کیهان را تشکیل می دهد اصلاً نامرئی است. چند کهکشان در جهان هستی وجود دارد؟ تعداد این اجسام کاملاً مشخص نیست، اما قطعاً بیش از صد میلیارد است.
نتیجه گیری
وقتی از لابه لای پرده ستارگان و صفحه کهکشان راه شیری به آسمان شب می نگری، نمی توانی در مقابل پرتگاه بزرگ جهان که فراتر از فلک قرار دارد، احساس کوچکی نکنی. در حالی که تقریباً همه آنها برای چشم ما نامرئی هستند، جهان قابل مشاهده که دهها میلیارد سال نوری در همه جهات وسعت دارد، حاوی تعداد فوق العاده زیادی کهکشان است.
تعداد خوشه های ستاره ای شناخته شده با توسعه فناوری تلسکوپی افزایش یافته است - از هزاران به میلیون ها، از میلیاردها به تریلیون ها. اگر بخواهیم ساده ترین تحلیل را با استفاده از بهترین تکنولوژی امروزی انجام دهیم، می گوییم که 170 میلیارد کهکشان در جهان ما وجود دارد. اما ما حتی تعداد بیشتری از این اشیاء را کشف خواهیم کرد، زیرا قبلاً اعتقاد بر این است که در واقع کمتر از دو تریلیون از آنها وجود ندارد.
روزی همه آنها را خواهیم شمرد. ما تلسکوپ‌های خود را به سمت آسمان نشانه می‌گیریم، فوتون‌های ساطع شده از ستارگان را جمع‌آوری می‌کنیم و هر جسم کیهانی را بدون توجه به درخشش ضعیف آن تشخیص می‌دهیم.
اما در عمل کارساز نخواهد بود. اندازه تلسکوپ‌های ما محدود است که به نوبه خود تعداد فوتون‌هایی را که می‌توانند جمع‌آوری کنند محدود می‌کند. بین اینکه چقدر یک جسم کم نور را می توانید ببینید و چه مقدار از آسمان را می توانید با یک ابزار نوری "پوشانید" وجود دارد. بخشی از کیهانبه دلیل ماده تاریک درون آن مبهم است. هر چه یک جسم دورتر باشد، کم نورتر به نظر می رسد.
بنابراین ما فقط می توانیم به بخش روشن جهان نگاه کنیم، نه به ماده تاریک، ستاره ها یا کهکشان ها. دانشمندان داده هایی را در مورد صدها جرم فضایی کم نور و دور جمع آوری کرده اند. آنها هنوز امیدوارند که دریابند دنیاهای دور واقعاً چه شکلی هستند. و ما ناظران صرف به اندازه آنها امیدواریم.
