宇宙或包含2万亿个星系

哈勃太空望远镜观测到的太空图像

根据20年来的第一次重大修正，天文学家认为可观测的宇宙包含大约2万亿个星系，是先前估计的10倍。

了解宇宙中星系的数量是天文学中的一个基本问题。自20世纪90年代中期以来，天文学家认为宇宙中大约有1200亿个星系。这个数字主要基于1996年进行的一项名为“哈勃深空”的研究。研究人员指示美国宇航局的哈勃太空望远镜在10天内瞄准一个小的空间区域，从而通过长期曝光揭示出极其暗淡的天体。

这一观察包括了远至37亿秒(120亿光年)的星系，这意味着这些星系在大爆炸后不到20亿年就存在了。天文学家随后计算了这一狭窄区域的星系数量，然后估计整个宇宙中的星系数量约为1200亿——假设所有方向的星系密度相似。

然而，哈勃深空图像中没有足够的星系来解释整个宇宙中物质密度的分布。研究人员知道，失踪的物质一定以某种星系的形式存在，而且太暗而看不见，比如气体和暗物质。

英国诺丁汉大学的天体物理学家克里斯托弗·康塞利茨是这项最新研究的合著者，他说:“我们一直都知道，星系远不止这些。但我们不知道有多少，因为我们无法想象。”

最近的深空研究在2009年使用了美国宇航局升级的哈勃太空望远镜和其他望远镜。康塞利茨和他的同事将观察到的图像转换成三维图像，并结合一种新的数学分析方法，使他们能够计算40亿秒(130亿光年)外的可见星系。研究人员计算了离地球不同距离的给定质量的星系数量。然后他们推断出太小太暗以至于望远镜无法识别的星系数量，最后计算出可观测的宇宙应该包含大约2万亿个星系。研究人员发现，根据新的算法，宇宙中星系的数量大约是现在可以观察到的数量的10倍，并且它们中的大多数质量非常小，类似于银河系的卫星星系质量。《天体物理学杂志》接受了研究人员的论文。

奥斯汀德克萨斯大学的天文学家史蒂文·芬克尔斯坦认为，研究人员获得的数字并不令人惊讶，但它们仍然有用。芬克尔斯坦说:“我不知道谁以前做过这件事。”康塞利茨说，理论家预测的数字甚至更高，他和他的同事现在正在寻找差异。

到目前为止，研究人员只能直接观察到2万亿个星系中的10%。换句话说，今天宇宙中大约90%的星系太暗太远，无法被现有的望远镜发现。然而，康塞利茨指出，当哈勃太空望远镜的继任者詹姆斯·韦伯太空望远镜两年后发射时，这种情况将会改变。他强调，后者还可以观察更多的星系，从而有助于研究星系是如何形成的。

康塞利在一份声明中说:“令人难以置信的是，宇宙中90%以上的星系都没有被研究过。当未来的望远镜发现这些星系时，谁知道会发现什么有趣的特征？”

研究人员指出，通过改进对星系形成的模拟，并对它们的演化进行更详细的评估，这项研究可能有助于增进对星系的了解。

然而，纽约和浦西瓦萨学院的天文学家黛布拉·埃尔梅格伦认为，这些发现仍然符合现有的理论，即大多数星系在开始时都很小，后来经历了一段强烈的合并时期。

由于来自星系的光到达地球需要很长时间，天文学家今天看到的图片只是某个特定时刻的快照，许多这样的星系，包括新估计的星系，可能已经不存在了。它们可能已经合并成更大的星系，所以目前的星系数量可能不到2万亿。(赵茜·Xi)

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