Wie viele Galaxien gibt es im Universum?

Das Wunderbare an der Wissenschaft ist, dass sie ständig nach neuen Beweisen sucht, Schätzungen überarbeitet, Theorien verworfen und manchmal Aspekte des Universums entdeckt, von denen wir nie erkannt haben, dass sie existieren.

Die beste Wissenschaft ist skeptisch gegenüber sich selbst, untersucht immer ihre eigenen Theorien, um herauszufinden, wo sie falsch sein könnten, und erwägt ernsthaft neue Ideen, um zu sehen, ob sie die Beobachtungen und Daten besser erklären.

Dies bedeutet, dass Sie einige Jahre später nicht zurückkommen und mir diese Antwort ins Gesicht werfen können, wenn ich zu dem Schluss komme, dass die Wissenschaft zu dem Schluss gekommen ist. Die Wissenschaft ändert sich, es ist nicht meine Schuld.

Ich verstehe, VY Canis Majoris ist nicht mehr der größte Stern, sondern der derzeit größte Stern. UY Scuti? Das ist es heute, aber ich bin mir sicher, dass es ein ganz anderer Star sein wird, wenn Sie sich das in ein paar Jahren ansehen.

Ich sage, die Wissenschaft ändert sich, die Zahlen werden aktualisiert, und wir müssen uns keine Sorgen machen, wenn es passiert. Veränderung ist eine gute Sache. Daher ist es keine große Überraschung, dass ich die Schätzung für die Anzahl der Galaxien im beobachtbaren Universum aktualisieren muss. Bis vor ein paar Wochen betrug die Anzahl der Galaxien etwa 200 Milliarden.

Ein neues im Astrophysics Journal veröffentlichtes Papier revidierte jedoch die Schätzung für die Anzahl der Galaxien um den Faktor 10 von 200 Milliarden auf 2 Billionen. 200 Milliarden, ich könnte meinen Kopf umwickeln, ich sage die ganze Zeit Milliarden. Aber 2 Billionen? Das ist nur eine unverständliche Zahl.

Wirft das auch alle vorherigen Schätzungen für die Anzahl der Sterne auf? Eigentlich nicht.

Das beobachtbare Universum misst 13,8 Milliarden Lichtjahre in alle Richtungen. Dies bedeutet, dass am äußersten Rand dessen, was wir sehen können, das Licht ist, das diese Region vor 13,8 Milliarden Jahren verlassen hat. Darüber hinaus hat die Expansion des Universums 46 Milliarden Lichtjahre entfernt in diese Regionen geführt.

Ist das sinnvoll? Das Licht, das Sie sehen, ist 13,8 Milliarden Lichtjahre alt, aber jetzt sind es 46 Milliarden Lichtjahre. Dies bedeutet, dass die Ausdehnung des Raums das Licht aller Photonen, die versuchen, uns zu erreichen, gestreckt hat.

Was in der Vergangenheit sichtbare oder ultraviolette Strahlung gewesen sein könnte, hat sich in Infrarot- und sogar Mikrowellen am äußersten Rand des beobachtbaren Universums verschoben.

Da Astronomen das Volumen des beobachtbaren Universums kennen und die Dichte des Universums berechnen können, kennen sie die Masse des gesamten Universums. 3,4 x 10 ^ 54 Kilogramm einschließlich normaler Materie und dunkler Materie. Sie kennen auch das Verhältnis von regulärer Materie zu dunkler Materie, damit sie die Gesamtmenge der regulären Masse im Universum berechnen können.

In der Vergangenheit teilten Astronomen diese Gesamtmasse durch die Anzahl der Galaxien, die sie in den ursprünglichen Hubble-Daten sehen konnten, und stellten fest, dass es etwa 200 Milliarden Galaxien gab.

Jetzt haben Astronomen eine neue Technik verwendet, um die Galaxien abzuschätzen, und es ist ziemlich cool. Astronomen benutzten das Hubble-Weltraumteleskop, um in einen scheinbar leeren Teil des Himmels zu blicken und alle darin enthaltenen Galaxien zu identifizieren. Dies ist das Hubble Ultra Deep Field und eines der erstaunlichsten Bilder, die Hubble jemals aufgenommen hat.

Astronomen wandelten dieses Bild von Galaxien sorgfältig in eine dreidimensionale Karte der Galaxiengröße und -orte um. Dann nutzten sie ihr Wissen über die Galaxienstruktur näher zu Hause, um eine genauere Schätzung zu erhalten, wie die Galaxien dort draußen am äußersten Rand unserer Beobachtungsfähigkeit aussehen müssen.

Zum Beispiel ist die Milchstraße von etwa 50 Satellitenzwerggalaxien umgeben, von denen jede einen Bruchteil der Masse der Milchstraße aufweist.

Indem sie erkannten, welche die größeren Hauptgalaxien waren, konnten sie die Verteilung kleinerer, dunklerer Zwerggalaxien berechnen, die in den Hubble-Bildern nicht sichtbar waren.

Mit anderen Worten, wenn das entfernte Universum dem nahe gelegenen Universum ähnlich ist und dies eines der Prinzipien der modernen Astronomie ist, dann haben die entfernten Galaxien dieselbe Struktur wie nahegelegene Galaxien.

Dies bedeutet nicht, dass das Universum größer ist als wir dachten oder dass es mehr Sterne gibt, sondern nur, dass das Universum mehr Galaxien enthält, die weniger Sterne enthalten. Es gibt die großen Hauptgalaxien und dann eine glatte Verteilungskurve von immer kleineren Galaxien bis hinunter zu den winzigen Zwerggalaxien. Die Gesamtzahl der Sterne entspricht der Anzahl.

Die Galaxien, die wir sehen können, sind nur die Spitze des galaktischen Eisbergs. Für jede Galaxie, die wir sehen können, gibt es weitere 9 kleinere schwächere Galaxien, die wir nicht sehen können.

Natürlich sind wir nur noch wenige Jahre davon entfernt, diese dunkleren Galaxien zu sehen. Wenn das James Webb-Weltraumteleskop der NASA im Oktober 2018 startet, wird es einen Teleskopspiegel mit 25 Quadratmetern Sammelfläche tragen, verglichen mit Hubbles 4,5 Quadratmetern.

Darüber hinaus ist James Webb ein Infrarot-Teleskop, ein spezielles Werkzeug zum Betrachten kühlerer Objekte und Galaxien, die Milliarden von Lichtjahren entfernt sind. James Webb wird die Arten von Galaxien, auf die Hubble nur hinweisen kann, direkt sehen können.

Warum sehen wir mit unseren Augäpfeln keine Galaxien in alle Richtungen? Dies ist eigentlich ein altes Rätsel, das Wilhelm Olbers im Jahr 1700 unter dem passenden Namen Olber's Paradox vorgeschlagen hat. Wir haben einen ganzen Artikel darüber geschrieben, aber die Grundidee ist, dass Sie, wenn Sie in eine Richtung schauen, irgendwann einen Stern treffen. Es könnte nah wie die Sonne oder sehr weit weg sein, aber auf jeden Fall sollten es Sterne in alle Richtungen sein. Das bedeutet, dass der gesamte Nachthimmel so hell sein sollte wie die Oberfläche eines Sterns. Natürlich nicht, aber warum nicht?

Mit der zehnfachen Anzahl von Galaxien könnten Sie das Paradoxon wiederholen und sagen, dass Sie in jede Richtung eine Galaxie betrachten sollten, aber das sehen Sie nicht.

Außer du bist. Überall, wo Sie in alle Richtungen schauen, sehen Sie Galaxien. Es ist nur so, dass diese Galaxien vom sichtbaren Spektrum in das Infrarotspektrum rot verschoben sind, sodass Ihre Augäpfel sie nicht wahrnehmen können. Aber sie sind da.

Wenn Sie den Himmel in Mikrowellen sehen, leuchtet er tatsächlich in alle Richtungen. Das ist die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, die hinter all diesen Galaxien scheint.

Es stellt sich heraus, dass das Universum zehnmal mehr Galaxien hat als bisher angenommen – 2 Billionen Galaxien. Nicht zehnmal so viele Sterne oder Masse, diese Zahlen sind gleich geblieben.

Und sobald James Webb startet, werden diese Zahlen erneut präzisiert, um noch genauer zu sein. 1,5 Billionen? 3,4 Billionen? Bleib dran für die bessere Nummer.

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