Berapa banyak galaksi yang terdapat di Alam Semesta? Jawapan kepada soalan ini sangat sukar. Ramai ahli astronomi pada masa lalu cuba memikirkan berapa banyak galaksi yang terdapat di alam semesta. Mengira mereka kelihatan seperti satu tugas yang mustahil. Apabila bil menjadi berbilion-bilion, ia mengambil sedikit masa untuk dijumlahkan. Masalah lain ialah bilangan alat kami yang terhad. Untuk mendapatkan imej terbaik, teleskop harus mempunyai apertur yang besar (diameter cermin atau kanta utama) dan diletakkan di atas atmosfera untuk mengelakkan herotan dari udara Bumi.
Bidang Hubble
Mungkin contoh paling bergema bagi fakta di atas ialah Hubble Extreme Deep Field - imej yang diperoleh dengan menggabungkan gambar yang diambil dalam tempoh sepuluh tahun daripada teleskop dengan nama yang sama. Menurut NASA, teleskop itu memerhatikan kawasan kecil di langit selama 50 hari. Jika anda memegang ibu jari anda pada paras lengan untuk menutup bulan, kawasan yang dalamjidar akan menjadi saiz kepala pin.
Dengan mengumpul cahaya samar selama beberapa jam pemerhatian, teleskop Hubble telah menemui beribu-ribu galaksi, kedua-duanya dekat dan sangat jauh, menjadikan imej yang diambil daripadanya imej paling lengkap alam semesta. Jadi, walaupun terdapat beribu-ribu galaksi di tempat kecil di langit ini, bayangkan berapa banyak lagi yang boleh ditemui di tempat lain di alam semesta.
Penilaian pakar
Walaupun pakar berbeza-beza dalam penilaian mereka, jawapan kepada soalan seperti "Berapa banyak galaksi yang terdapat di alam semesta?" boleh dinyatakan dalam nombor astronomi: dari 100 hingga 200 bilion. Apabila Teleskop Angkasa James Webb dilancarkan pada tahun 2020, NASA dijangka akan mendedahkan lebih banyak maklumat tentang galaksi awal di alam semesta.
Teknologi benar-benar berkesan. Setakat yang diketahui oleh ahli astronomi moden, teleskop Hubble ialah alat terbaik untuk mengira dan menganggar bilangan galaksi yang diketahui di alam semesta. Teleskop yang dilancarkan pada tahun 1990, pada mulanya mempunyai herotan pada cermin utamanya, yang telah diperbetulkan semasa lawatan ulang-alik pada tahun 1993. Hubble juga menjalani beberapa peningkatan dan misi sehingga misi terakhirnya pada Mei 2009. Adakah Alam Semesta tidak terhingga, berapa banyak galaksi, berapa banyak planet yang terdapat di dalamnya? Nampaknya, kami masih belum mengetahuinya pada masa hadapan.
Ursa Major
Pada tahun 1995, ahli astronomi mengarahkan teleskop ke kawasan yang kelihatan seperti kawasan kosong Ursa Major dan mengumpulkan sepuluh hari pemerhatian. ATAkibatnya, kira-kira 3000 galaksi samar ditemui dalam satu bingkai, yang menjadi malap, seperti magnitud ke-30. Sebagai perbandingan: Bintang Utara mempunyai kira-kira magnitud kedua. Komponen imej ini dipanggil medan dalam Hubble dan merupakan yang paling jauh yang pernah dilihat di alam semesta.
Apabila teleskop Amerika yang disebutkan di atas telah dinaik taraf secara menyeluruh, ahli astronomi mengulangi eksperimen dua kali. Pada tahun 2003 dan 2004, saintis menemui kira-kira 10,000 galaksi di kawasan kecil dalam buruj Fornax.
Pada tahun 2012, sekali lagi dengan instrumen yang dipertingkatkan, saintis menggunakan teleskop untuk melihat sebahagian daripada medan ultra dalam. Walaupun dalam bidang pandangan yang lebih sempit ini, ahli astronomi dapat mengesan kira-kira 5,500 galaksi. Para penyelidik menggelarnya sebagai "Medan Dalam Melampau".
Berbilion tidak kelihatan
Mana-mana alat yang digunakan, kaedah untuk menganggar bilangan galaksi yang terdapat di alam semesta adalah lebih kurang sama. Anda mengambil sebahagian daripada langit yang diambil oleh teleskop (dalam kes ini, Hubble). Kemudian, menggunakan nisbah kepingan langit kepada seluruh alam semesta, anda boleh menentukan bilangan galaksi yang terdapat di alam semesta.
Prinsip kosmologi dan zaman Alam Semesta
Salah satu contoh prinsip kosmologi dalam kajian alam semesta ialah latar belakang gelombang mikro kosmik, radiasi yang tertinggal dari peringkat awal alam semesta selepas Letupan Besar.
Mengukur pengembangan alam semesta melalui pemerhatian galaksi yang bergerak menjauhdaripada kami, menunjukkan bahawa ia adalah kira-kira 13.82 bilion tahun. Walau bagaimanapun, apabila alam semesta semakin tua dan lebih besar, galaksi akan bergerak semakin jauh dari Bumi. Ini akan menjadikan mereka lebih sukar untuk dilihat.
Alam semesta mengembang lebih cepat daripada kelajuan cahaya (yang tidak melanggar had laju Einstein, kerana pengembangan itu disebabkan oleh alam semesta itu sendiri, bukan objek yang melaluinya). Di samping itu, alam semesta sedang mempercepatkan pengembangannya.
Di sinilah "alam semesta yang boleh diperhatikan" berperanan - alam semesta yang boleh kita lihat. Menurut ramai pakar, dalam 1-2 trilion tahun, ini bermakna akan ada galaksi yang berada di luar angkasa yang boleh kita lihat dari Bumi.
Menukar lampu
Kita hanya boleh melihat cahaya daripada galaksi yang mempunyai masa yang cukup untuk sampai kepada kita - iaitu, cukup dekat dengan Bima Sakti. Ini tidak bermakna bahawa objek ini semua yang ada di angkasa. Oleh itu takrifan "Alam Semesta yang boleh diperhatikan".
Masa Depan Bima Sakti
Galaksi juga berubah mengikut masa. Bima Sakti berada di laluan perlanggaran dengan Galaksi Andromeda yang berdekatan, dan kedua-duanya akan bergabung dalam kira-kira empat bilion tahun. Kemudian, galaksi lain dalam kumpulan tempatan kita akhirnya akan bergabung. Ahli astronomi percaya bahawa penghuni galaksi masa hadapan ini akan memerhati alam semesta yang lebih gelap.
Apabila yang pertamatamadun, mereka tidak mempunyai bukti tentang alam semesta dengan seratus bilion galaksi. Oleh itu, keturunan kita tidak akan melihat pengembangan alam semesta. Mereka mungkin tidak akan menyedari bahawa Big Bang telah berlaku.
Jika kita, orang biasa, ingin mengetahui berapa banyak galaksi dan planet yang terdapat di Alam Semesta, maka ahli astronomi lebih berminat tentang bagaimana kosmos itu sendiri terbentuk. Menurut NASA, galaksi memberikan gambaran tentang cara jirim disusun di alam semesta - sekurang-kurangnya dalam skala besar. Para saintis juga berminat dengan jenis zarah dan mekanik kuantum pada bahagian kecil spektrum yang diperhatikan.
Galaksi awal
Dengan mengkaji beberapa galaksi terawal dan membandingkannya dengan galaksi hari ini, kita dapat memahami pertumbuhan dan perkembangannya. Teleskop canggih yang dipanggil Webb akan membolehkan saintis mengumpul data tentang jenis bintang yang wujud dalam galaksi pertama. Pemerhatian susulan menggunakan spektroskopi ratusan atau ribuan galaksi akan membantu penyelidik memahami bagaimana unsur-unsur yang lebih berat daripada hidrogen terbentuk dan terkumpul sebagai gugusan bintang terbentuk selama berabad-abad. Kajian ini juga akan mendedahkan butiran penggabungan mereka dan menjelaskan banyak proses lain.
Jirim gelap
Para saintis juga berminat dengan peranan yang dimainkan oleh jirim gelap dalam kelahiran galaksi. Ini adalah soalan yang sangat ingin tahu. Walaupun sebahagian daripada alam semesta kelihatan dalam objek seperti galaksi atau bintang, jirim gelap adalahapa yang membentuk sebahagian besar kosmos tidak dapat dilihat sama sekali. Berapakah bilangan galaksi di alam semesta? Bilangan objek ini tidak diketahui sepenuhnya, tetapi pastinya lebih daripada seratus bilion.
Kesimpulan
Apabila anda melihat langit malam melalui tabir bintang dan satah Bima Sakti, anda pasti berasa kecil di hadapan jurang besar alam semesta yang terletak di seberang cakrawala. Walaupun hampir kesemuanya tidak dapat dilihat oleh mata kita, alam semesta yang boleh dilihat, yang menjangkau puluhan bilion tahun cahaya dalam semua arah, mengandungi sejumlah besar galaksi.
Bilangan gugusan bintang yang diketahui telah meningkat dengan perkembangan teknologi teleskopik - daripada beribu-ribu kepada berjuta-juta, daripada berbilion-bilion kepada trilion. Jika kita melakukan analisis paling mudah menggunakan teknologi terbaik hari ini, kita akan mengatakan bahawa terdapat 170 bilion galaksi di alam semesta kita. Tetapi kita akan menemui lebih banyak lagi objek ini, kerana sudah dipercayai bahawa sebenarnya terdapat tidak kurang daripada dua trilion daripadanya.
Suatu hari nanti kami akan mengira semuanya. Kami akan menghalakan teleskop kami ke langit, mengumpul setiap foton yang dipancarkan oleh bintang dan mengesan setiap objek kosmik, tidak kira betapa samar cahayanya.
Tetapi ia tidak akan berfungsi dalam amalan. Teleskop kami adalah terhad dalam saiz, yang seterusnya mengehadkan bilangan foton yang boleh mereka kumpulkan. Terdapat perkaitan antara pengsan objek yang anda boleh lihat dan berapa banyak langit yang anda boleh "tutup" dengan alat optik. Sebahagian daripada alam semestadikaburkan kerana jirim gelap di dalamnya. Semakin jauh sesuatu objek, semakin samar ia kelihatan.
Jadi kita hanya boleh melihat bahagian alam semesta yang bercahaya, tidak mengintip ke dalam jirim gelap, bintang atau galaksi. Para saintis telah mengumpul data mengenai ratusan objek angkasa yang malap dan jauh. Mereka masih berharap untuk mengetahui rupa dunia yang jauh. Dan kami hanya pemerhati berharap begitu banyak yang mereka harapkan.
