930億光年的宇宙人類是怎么觀測到930億光年的宇宙 _930

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根據(jù)現(xiàn)在的天文理論，宇宙大約誕生于138億年前，誕生之后一直就都在膨脹，現(xiàn)在能夠被人類觀測到的部分被叫作可觀測宇宙，它的直徑大約為930億光年。至于現(xiàn)在不能被人類觀測的宇宙，其直徑至少23萬億光年。
宇宙誕生之后，形成了大量的基本粒子，這些基本粒子就構(gòu)成了已知宇宙中除暗物質(zhì)、暗能量外的萬物。由于氫元素僅包含一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，所以它是宇宙中最普遍的元素。氫元素在引力的作用下形成了宇宙中最基本的組成單元——恒星。
這些恒星聚而成團(tuán)，就成形成了大大小小的星系。銀河系就是一個(gè)包含上千億顆恒星的星系，它的直徑在10萬光年以上。
宇宙中究竟有多少星系呢？這雖然很難有準(zhǔn)確的答案，但科學(xué)家依然有辦法給出一個(gè)大概的數(shù)據(jù) 。
宇宙究竟有多大，我們雖然不知道，但能夠被人類觀測到的那部分宇宙的體積是確定的，而宇宙中物質(zhì)的密度也是可以測得的。根據(jù)威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）于2015年測得的數(shù)據(jù)，宇宙中的質(zhì)能密度約為9.9×10^-27千克/立方米，極其空曠。如此一來，科學(xué)家就能知道可觀測宇宙中物質(zhì)的總質(zhì)量。
經(jīng)過科學(xué)家的估算，整個(gè)可觀測宇宙的物質(zhì)總量大約為3.4×10^54千克，這其中包括了普通物質(zhì)及暗物質(zhì)、暗能量。其中暗物質(zhì)和暗能量占了宇宙中物質(zhì)總量的95%，余下的5%才是普通物質(zhì) 。現(xiàn)在宇宙中能夠被人類直接觀察到的星系就是由普通物質(zhì)形成的恒星構(gòu)成的。
星系有大有小，取其質(zhì)量的平均值，這樣就能估算出可觀測宇宙中大概有多少星系。
經(jīng)過計(jì)算，天文學(xué)家已經(jīng)確定宇宙中至少有2萬億個(gè)星系。
此外，天文觀測表明，宇宙中星系分布得比較均勻，如果我們用望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空中某一區(qū)域拍個(gè)照，然后數(shù)一數(shù)照片中有多少個(gè)星系，再根據(jù)所拍攝區(qū)域占整個(gè)天空的比例，也能得知宇宙中大約有多少星系。
在2003年到2004年期間，哈勃望遠(yuǎn)鏡用100多天的時(shí)間對準(zhǔn)天空中一小塊區(qū)域進(jìn)行拍照，合成了一張大約包含1萬個(gè)星系的天空照片——哈勃超深場（HUDF）。其中距離地球最遠(yuǎn)的星系約有130億光年。而這一小片區(qū)域僅占全天空的1270萬分之一的面積。
哈勃望遠(yuǎn)鏡在2012年的時(shí)候還拍攝了“哈勃極超深場（XDF）”，哈勃極超深場拍攝了約占全天3200萬分之一的區(qū)域，其中大約有5500個(gè)星系，其中部分星系距離地球有133.5億光年。
據(jù)此科學(xué)家推測，可觀測宇宙中的星系數(shù)量大約在1,000億到2,000億左右。受限于觀測能力，這一數(shù)據(jù)明顯低估了宇宙中的星系數(shù)量，僅為計(jì)算結(jié)果的1/10 。
這么多星系，最大的星系究竟有多大呢？天文觀測表明，現(xiàn)在人類發(fā)現(xiàn)的最大星系是位于阿貝爾2029星系團(tuán)中的一個(gè)名為IC 1101 的星系。
【930億光年的宇宙人類是怎么觀測到930億光年的宇宙】該星系距離地球大約10.5億光年，其直徑長達(dá)400萬光年，是銀河系的20倍。由于體積巨大，該星系內(nèi)部最少包含100萬億顆恒星，恒星數(shù)量是銀河系的數(shù)百倍。
科學(xué)家猜測，IC 1101之所以如此巨大，可能是由多個(gè)星系碰撞合并形成，不然不可能這么大。其實(shí)銀河系在幾十億年后也會和仙女座星系合并，到時(shí)候新形成的星系內(nèi)部的恒星數(shù)量將達(dá)到1萬多億顆，不過這仍不足以與IC 1101匹敵。
已知最小的星系除了質(zhì)量最大的星系，天文學(xué)家還在宇宙中發(fā)現(xiàn)了已知質(zhì)量最小的星系——賽格瑞2 。
賽格瑞2（Segue2）星系是史隆數(shù)位巡天項(xiàng)目在2009年發(fā)現(xiàn)的，它是位于銀河系附近的一個(gè)衛(wèi)星星系（或者叫做矮星系）。大麥哲倫星系（或星云）和小麥哲倫星系也是銀河系附近的矮星系。
賽格瑞2距離地球約為11萬光年，直徑僅為220光年，內(nèi)部的恒星數(shù)量大約有1000顆左右。該星系的質(zhì)量僅是太陽質(zhì)量的55萬倍，宇宙中有些大型星系中心的黑洞的質(zhì)量都比它大很多。
實(shí)際上可能還有比這更小的星系，那些星系發(fā)出的光太暗淡了，以至于人類還沒有辦法發(fā)現(xiàn) 。
總之，宇宙中的星系非常得多。如果要討論宇宙中有多少恒星，那數(shù)量恐怕比地球上的沙子還多。

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