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現在天空有多少顆星星?是不是在持續增加?

科學地平線:天上有多少顆星星?
這是每個人在童年都提出過的問題,但大多數人並沒有得到過滿意的答案。童年的夜晚,當我們仰望星空,面對漫天的繁星,我們會不自覺地想要把它們數清楚,但這是一個不可能完成的任務。於是我們向成人求助,而此時我們大多會得到類似的答案“星星是數不清的,很多很多”。
是的,天上的星星的確很多很多,也的確數不清,但並不是沒有具體的數字。天上有多少顆星星,這在天文學上是一個至關重要的問題。宇宙中星系以及恒星的數量關系到人類對於宇宙天體形成和演化的研究。那麼我們怎樣才能夠得知宇宙中到底有多少顆星星呢?當然不能靠數,因為我們無法窺探宇宙的全貌,即使是在可觀測宇宙的范圍內,我們也不可能將所有的星體一覽無餘。

現在天空有多少顆星星?是不是在持續增加?-圖1

有些星體的亮度很高,比如天狼星。對於地球而言,天狼星是除太陽以外,看起來最亮的恒星,它的視星等達到瞭-1.46,雖然天狼星距離地球8.6光年,但我們很容易在夜空中找到它。
特別是在冬季和早春時節,晴朗的夜晚,我們抬頭便能夠在夜空中輕易找到獵戶座,而天狼星就在獵戶座的東南方向上。遺憾的是由於光污染等因素,現在生活在城市中的人很難通過肉眼看到這一切瞭。
天狼星很亮,所以很容易看到,但宇宙中還存在著很多亮度較低的星體,一些亮度很低距離很遠的星體,就算用最先進的觀測手段也無法發現,所以要弄清宇宙中有多少星星,不能依靠觀測,而是要依靠統計和計數來進行推算。科學傢是如何推算出宇宙間星體總數的呢?

現在天空有多少顆星星?是不是在持續增加?-圖2

要推測宇宙間星體的總數量,就需要先對亮度較大的星系進行分類統計。
然後按照我們所在的銀河系的星體構成比例來進行估算,將那些我們看不到的星體計算出來。簡單來講就是這樣,而實際的推算過程要相對復雜得多。一般來講,每發現一顆黃矮星,那麼就會有大約100顆以上不可見的低亮度星體。
宇宙中星體的總數量就是以類似於這種方式推算出來的。這種推算方式本身存在著很多漏洞,比如宇宙中星系的結構比例並不相同,特別是一些橢圓形星系,它們的結構與銀河系可以說是大相徑庭,粗略認為所有星系中恒星的大小、質量、分佈規律都與銀河系相同是不夠嚴謹的。所以一直以來科學傢們也在不斷更新統計和計算方式,所以關於宇宙中有多少星體,這一問題的答案始終在不斷更新。

現在天空有多少顆星星?是不是在持續增加?-圖3

天文學與天體物理學教授彼得·馮·多庫姆提出瞭一個新的研究方式,該方式所得出的研究結果與過去所知的截然不同。
他認為宇宙中低亮度的星體和那些高亮度的星體對外輻射特征存在著較大的差異,利用這種差異,通過觀測星系中輻射的顏色和波段就能夠測算出星系中存在多少無法直接觀測到的低亮度星體。按照這種研究思路,通過觀測和計算,所得出的結果與以往所知的截然不同。
彼得·馮·多庫姆博士在《自然》雜志上所發表的論文顯示,按照這種研究思路,宇宙中恒星的數量可以達到3乘以10的23次方。這個數字可能不足以讓我們感到震撼,那麼讓我們更詳細一點吧,如果我們把地球比作宇宙,那麼宇宙中恒星的數量就比地球上沙粒的數量還要多。

現在天空有多少顆星星?是不是在持續增加?-圖4

宇宙中真的有如此之多的恒星嗎?
首先,必須說這種新的研究方向為人類探索宇宙,推算宇宙中星體的數量帶來瞭不一樣的思路。但這種新的研究方向也並不完美。雖然從觀測到推算,所有的研究和數據都極為嚴謹,但在研究方式中的一些假設還無法得到驗證。
比如該研究方法成立的一個關鍵因素在於,宇宙中所有的星系中的恒星在物質構成上與我們銀河系中的恒星是完全一樣的。而這個假設恰恰是無法證明的。我們根本無法得知那些遙遠的橢圓形星系中的恒星在物質構成上是否與我們完全一致,在遙遠的地方是否還有什麼我們所不知道的事情。現在,生活在城市中的我們已經無緣得見漫天繁星瞭,但是“天上有多少顆行星”這個謎題卻將繼續伴隨我們直到未來。

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