Hvor mange galakser er der i universet? Svaret på dette spørgsmål er meget svært. Mange fortidens astronomer forsøgte at finde ud af, hvor mange galakser der er i universet. At tælle dem virker som en umulig opgave. Når regningen går i milliarder, tager det lidt tid at lægge sammen. Et andet problem er det begrænsede antal af vores værktøjer. For at få det bedste billede skal teleskopet have en stor blænde (diameteren af det primære spejl eller linse) og være placeret over atmosfæren for at undgå forvrængning fra jordens luft.
Hubble Field
Det måske mest resonante eksempel på ovenstående kendsgerning er Hubble Extreme Deep Field - et billede opnået ved at kombinere fotografier taget over en periode på ti år fra teleskopet af samme navn. Ifølge NASA observerede teleskopet et lille område af himlen i 50 dage. Hvis du holder tommelfingeren i armslængde for at dække månen, er området dybtmarginer vil være på størrelse med hovedet på en nål.
Ved at indsamle svagt lys over mange timers observation har Hubble-teleskopet opdaget tusindvis af galakser, både tæt på og meget fjerne, hvilket gør billeder taget fra det til det mest komplette billede af universet. Så selvom der er tusindvis af galakser på denne lille plet på himlen, så forestil dig, hvor mange flere der kan findes andre steder i universet.
Ekspertvurderinger
Selvom eksperter varierer i deres vurderinger, svar på spørgsmål som "Hvor mange galakser er der i universet?" kan udtrykkes i astronomiske tal: fra 100 til 200 mia. Når James Webb-rumteleskopet opsendes i 2020, forventes NASA at afsløre endnu flere oplysninger om tidlige galakser i universet.
Teknologi gør virkelig underværker. Så vidt moderne astronomer ved, er Hubble-teleskopet det bedste værktøj til at tælle og estimere, hvor mange galakser der kendes i universet. Teleskopet, der blev opsendt i 1990, havde oprindeligt forvrængning på sit primære spejl, hvilket blev korrigeret under et shuttlebesøg i 1993. Hubble gennemgik også adskillige opgraderinger og missioner indtil sin sidste mission i maj 2009. Er universet uendeligt, hvor mange galakser, hvor mange planeter er der i det? Tilsyneladende mangler vi endnu at finde ud af det i fremtiden.
Ursa Major
I 1995 rettede astronomer et teleskop mod, hvad der så ud til at være et tomt område af Ursa Major og indsamlede ti dages observationer. PÅSom et resultat blev der fundet omkring 3000 svage galakser i en ramme, som blev svag, ligesom den 30. størrelsesorden. Til sammenligning: Nordstjernen har omkring den anden størrelsesorden. Denne komponent af billedet blev kaldt Hubbles dybe felt og var den fjerneste, der nogensinde er set i universet.
Da det førnævnte amerikanske teleskop blev grundigt opgraderet, gentog astronomerne eksperimentet to gange. I 2003 og 2004 opdagede forskere omkring 10.000 galakser i et lille område i stjernebilledet Fornax.
I 2012 brugte videnskabsmænd igen med opgraderede instrumenter et teleskop til at se på en del af det ultradybe felt. Selv i dette smallere synsfelt var astronomer i stand til at opdage omkring 5.500 galakser. Forskerne døbte det "Extreme Deep Field".
Usynlige milliarder
Uanset hvilket værktøj der bruges, er metoden til at estimere, hvor mange galakser der er i universet, mere eller mindre den samme. Du tager en del af himlen taget af et teleskop (i dette tilfælde Hubble). Derefter kan du ved at bruge forholdet mellem himmelstykket og hele universet bestemme, hvor mange galakser der er i universet.
Kosmologisk princip og universets tidsalder
Et eksempel på et kosmologisk princip i studiet af universet er den kosmiske mikrobølgebaggrund, stråling, der er tilbage fra universets tidlige stadier efter Big Bang.
Måling af universets udvidelse gennem observation af galakser, der bevæger sig vækfra os, viser, at den er omkring 13,82 milliarder år gammel. Men efterhånden som universet bliver ældre og større, vil galakser bevæge sig længere og længere væk fra Jorden. Dette vil gøre dem sværere at se.
Universet udvider sig hurtigere end lysets hastighed (hvilket ikke overtræder Einsteins hastighedsgrænse, fordi udvidelsen skyldes universet selv, ikke objekterne, der rejser gennem det). Derudover accelererer universet i sin ekspansion.
Det er her det "observerbare univers" kommer i spil - universet, som vi kan se. Ifølge mange eksperter vil dette om 1-2 billioner år betyde, at der vil være galakser, der er uden for de rum, som vi kan se fra Jorden.
Skiftende lys
Vi kan kun se lys fra galakser, der har haft tid nok til at komme til os - altså komme tæt nok på Mælkevejen. Dette betyder ikke, at disse objekter er alt, hvad der er i rummet. Derfor definitionen af "observerbart univers".
Mælkevejens fremtid
Galakser ændrer sig også over tid. Mælkevejen er på kollisionskurs med den nærliggende Andromedagalakse, og de to vil smelte sammen om cirka fire milliarder år. Senere vil andre galakser i vores lokale gruppe med tiden smelte sammen. Astronomer tror, at indbyggerne i disse fremtidige galakser vil observere et mørkere univers.
Når den førstecivilisationen, havde de ingen beviser for et univers med hundrede milliarder galakser. Derfor vil vores efterkommere ikke se universets udvidelse. De vil sandsynligvis ikke engang indse, at Big Bang skete.
Hvis vi, almindelige mennesker, ønsker at vide, hvor mange galakser og planeter der er i universet, så er astronomer mere interesserede i, hvordan selve kosmos blev dannet. Ifølge NASA giver galakser indsigt i, hvordan stof er organiseret i universet – i hvert fald i stor skala. Forskere er også interesserede i partikeltyper og kvantemekanik på den lille side af observerede spektre.
Tidlige galakser
Ved at studere nogle af de tidligste galakser og sammenligne dem med nutidens, kan vi forstå deres vækst og udvikling. Et avanceret teleskop kaldet Webb vil give videnskabsmænd mulighed for at indsamle data om de typer stjerner, der fandtes i de allerførste galakser. Opfølgningsobservationer ved hjælp af spektroskopi af hundreder eller tusinder af galakser vil hjælpe forskere med at forstå, hvordan grundstoffer, der er tungere end brint, dannet og akkumuleret som stjernehobe dannet gennem århundreder. Disse undersøgelser vil også afsløre detaljerne i deres fusion og kaste lys over mange andre processer.
Mørkt stof
Forskere er også interesserede i den rolle, mørkt stof spiller i fødslen af galakser. Dette er et meget nysgerrigt spørgsmål. Mens en del af universet er synlig i objekter som galakser eller stjerner, er mørkt stof detdet, der udgør det meste af kosmos, er overhovedet usynligt. Hvor mange galakser er der i universet? Antallet af disse objekter er ikke helt kendt, men det er bestemt mere end hundrede milliarder.
Konklusion
Når du ser på nattehimlen gennem stjernernes slør og Mælkevejens plan, kan du ikke lade være med at føle dig lille foran universets store afgrund, der ligger bag himmelhvælvingen. Mens næsten alle af dem er usynlige for vores øjne, rummer det observerbare univers, der spænder over titusinder af lysår i alle retninger, et fantastisk stort antal galakser.
Antallet af kendte stjernehobe er steget med udviklingen af teleskopteknologi - fra tusinder til millioner, fra milliarder til billioner. Hvis vi skulle lave den enkleste analyse ved hjælp af nutidens bedste teknologi, ville vi sige, at der er 170 milliarder galakser i vores univers. Men vi vil opdage endnu flere af disse genstande, fordi man allerede tror, at der faktisk er ikke mindre end to billioner af dem.
En dag vil vi tælle dem alle. Vi vil pege vores teleskoper mod himlen, samle hver eneste foton, der udsendes af stjernerne, og registrere ethvert kosmisk objekt, uanset hvor svagt dets glød.
Men det virker ikke i praksis. Vores teleskoper er begrænset i størrelse, hvilket igen begrænser antallet af fotoner, de kan opsamle. Der er en sammenhæng mellem, hvor svagt et objekt man kan se, og hvor meget af himlen man kan "dække" med et optisk instrument. En del af universetskjult på grund af det mørke stof i den. Jo længere væk en genstand er, jo svagere ser den ud.
Så vi kan kun se på den oplyste del af universet, ikke kigge ind i mørkt stof, stjerner eller galakser. Forskere har indsamlet data om hundredvis af dunkle, fjerne rumobjekter. De håber stadig på at finde ud af, hvordan fjerne verdener virkelig ser ud. Og vi blot iagttagere håber det lige så meget, som de gør.
