Смотря в ночное небо, вы почти наверняка задавались вопросом, сколько звезд во Вселенной. Даже общее количество звезд, видимых на нашем небосводе, сложно подсчитать, не говоря уже о тех, что могут обнаружить космические телескопы. В таком случае, как астрономы выясняют, сколько в космосе звезд на самом деле?
Астроном и профессор колледжа Итака в США Дэвид Корнрейх на этот вопрос отвечает так: «Для начала нужно понять, что вы подразумеваете под понятием «Вселенная». Я не знаю, сколько в ней звезд, потому что не знаю, где она заканчивается и заканчивается ли вообще».
Это грамотный ответ, так как мы действительно до сих пор не знаем, насколько велика наша Вселенная, и есть ли у нее четкие границы. Обозримая Вселенная с Земли может быть видна лишь на 13,8 световых лет во все стороны, но на самом деле она может быть намного больше. Некоторые ученые даже рассматривают вероятность существования мультивселенной – гипотетического особо крупного нечто, содержащего в себе множество Вселенных.
Проще всего ответить на вопрос о количестве звезд – подсчитать, сколько их в усредненной галактике, а потом умножить полученный результат на предполагаемое количество галактик во Вселенной. Но на самом деле не так уж это и просто, так как все зависит от спектра, в котором их лучше видно: одни в видимом, другие в инфракрасном. Поэтому даже их количество, размеры и наполненность сложно оценить.
Согласно недавним исследованиям журнала Nature, изучавшего снимки глубокого поля (XDF), созданные Хабблом, в обозримой нами Вселенной может быть около двух триллионов галактик. Хотя раньше это число было в десять раз меньше. А профессор университета Ноттингема в Британии Кристофер Конселис подсчитал, что в среднестатистической галактике расположены порядка 100 000 000 звезд. Вот и считайте, если не запутаетесь в количестве нулей.
Но проблема в том, что космический телескоп не способен рассмотреть все звезды в галактике. Тот же Хаббл рассмотрел лишь 48 миллионов из предполагаемой сотни – вдвое меньше. Поэтому многие астрономы предпочитают оценивать количество звезд в галактике по ее весу, но это тоже очень трудно, так как необходимо учитывать темную материю и скорость галактического вращения.
Некоторые миссии по исследованию космоса, как Gaia от ЕКА, могут дать больше информации о том, сколько в нем звезд на самом деле. Gaia – это космический зонд, который работает с 2013 года и составляет точную карту звезд в Млечном пути. Он продолжает дело зонда Hipparchus, который точно определил местоположение ста тысяч звезд и примерно нанес на карту еще около миллиона. Сам Gaia должен нанести на карту около миллиарда небесных светил.
Gaia отслеживает каждую из миллиарда звезд, чтобы точно определить ее движение, положение, яркость и прочие параметры. Все это должно помочь ученым определить структуру нашей галактики и отследить процесс ее развития. А мы с вами в свою очередь получим больше данных, чтобы ответить на вопрос, сколько звезд в нашей галактике и Вселенной в целом.
Сколько звезд в обозримой Вселенной
Даже если не вдаваться в подробности истинных размеров космического пространства, а сузить круг до «обозримой» Вселенной, то особо проще от этого не станет. Первое препятствие, что рассмеется вам в лицо при подсчете, – расширение Вселенной. Второе – искривление пространства-времени.
.jpg)
Простой пример: самые далекие объекты, которые мы можем наблюдать, находятся на расстоянии около 13,8 миллиарда световых лет от нас. Казалось бы, это вполне конечная площадь, с которой уже можно работать, но не тут то было. Почему? Расширение пространства. Для более точного измерения такого расстояния вам сначала понадобится очень длинная линейка, которая может растягиваться со временем.
Некоторые ученые пытались определить истинный радиус обозримой Вселенной и насчитали около 48 миллиардов световых лет. Но даже здесь их мнения расходятся, потому что помимо расширения существует еще и искривление пространства. Это значит, что пока наблюдатель использует измерительные приборы, свет продолжает свое движение и влияет на измерения.
Наблюдения за галактикой
Ученые из Гарвардского центра астрофизики говорят, что подсчитывать звезды проще, когда они находятся внутри галактик, так как именно там они собираются в скопления. А это значит, что для подсчета количества звезд нам снова придется узнать количество галактик.
Так как простой способ явно недостаточно точный, воспользуемся сложным – через массу. Некоторые исследования говорят, что масса Млечного пути составляет около ста миллиардов масс Солнца. Здесь тоже может возникнуть проблема, так как все типы звезд разнятся по весу. Но давайте не будем усложнять себе жизнь еще больше и просто усредним все звездные группы. В таком случае у нас получится примерно 100 миллиардов звезд в Млечном пути – как и предсказывали ученые. Хотя некоторые оценки (которые все же хотят усложнять себе жизнь) говорят, что это число как минимум в два раза больше.
С количеством самих галактик все сложнее, так как в отдаленных маленьких изначально кажущихся пустыми участках космоса то и дело обнаруживаются новые в количестве нескольких тысяч штук. В девяностых в «пустоте» в районе Большой Медведицы нашли порядка трех тысяч слабо светящихся галактик. В двухтысячных в созвездии Печи – еще 10 000, а десять лет спустя почти в том же месте с помощью более совершенных технологий – еще 5500.
Дэвид Корнрайх с помощью очень грубых и неточных подсчетов оценивает общее количество галактик во Вселенной примерно в 10 триллионов. Если это число умножить на 100 миллиардов звезд Млечного пути, то получится примерно 1 000 000 000 000 000 000 000 000. Да, здесь 24 нуля – один квадриллион или септиллион в короткой шкале. Но даже сам Корнрайх говорит, что это число сильно занижено, так как в более углубленном изучении Вселенной мы наверняка найдем еще больше галактик, а значит и больше звезд.
