Kuinka monta galaksia maailmankaikkeudessa on? Vastaus tähän kysymykseen on erittäin vaikea. Monet menneisyyden tähtitieteilijät yrittivät selvittää, kuinka monta galaksia maailmankaikkeudessa on. Niiden laskeminen tuntuu mahdottom alta tehtävältä. Kun lasku kasvaa miljardeihin, kestää jonkin aikaa, jotta se laskee yhteen. Toinen ongelma on työkalujemme rajallinen määrä. Parhaan kuvan saamiseksi kaukoputkessa tulee olla suuri aukko (ensisijaisen peilin tai linssin halkaisija) ja se on sijoitettava ilmakehän yläpuolelle, jotta vältetään maan ilman aiheuttama vääristymä.
Hubble Field
Ehkä kaikuva esimerkki yllä olevasta tosiasiasta on Hubble Extreme Deep Field – kuva, joka saadaan yhdistämällä kymmenen vuoden aikana samannimisestä kaukoputkesta otettuja valokuvia. NASAn mukaan teleskooppi tarkkaili pientä aluetta taivaalla 50 päivän ajan. Jos pidät peukaloasi käsivarren päässä peittääksesi kuun, alueen syvämarginaalit ovat neulan pään kokoisia.
Keräämällä heikkoa valoa useiden tuntien havainnoinnin aikana Hubble-teleskooppi on löytänyt tuhansia galakseja, sekä lähellä että hyvin kaukana, tehden siitä otetuista kuvista täydellisimmän kuvan universumista. Joten vaikka tässä pienessä taivaan pisteessä olisi tuhansia galakseja, kuvittele kuinka monia lisää löytyy muu alta universumista.
Asiantuntijan arvioinnit
Vaikka asiantuntijoiden arviot vaihtelevat, vastaukset kysymyksiin, kuten "Kuinka monta galaksia maailmankaikkeudessa on?" voidaan ilmaista tähtitieteellisillä luvuilla: 100 - 200 miljardia. Kun James Webb -avaruusteleskooppi laukaistaan vuonna 2020, NASAn odotetaan paljastavan entistä enemmän tietoa maailmankaikkeuden varhaisista galakseista.
Teknologia todella tekee ihmeitä. Sikäli kuin nykyajan tähtitieteilijät tietävät, Hubble-teleskooppi on paras työkalu laskea ja arvioida, kuinka monta galaksia universumissa tunnetaan. Vuonna 1990 laukaisun kaukoputken pääpeilissä oli alun perin vääristymiä, jotka korjattiin sukkulakäynnin aikana vuonna 1993. Hubble kävi läpi myös useita päivityksiä ja tehtäviä viimeiseen tehtäväänsä asti toukokuussa 2009. Onko universumi ääretön, kuinka monta galaksia, kuinka monta planeettaa siinä on? Ilmeisesti meidän on vielä selvitettävä tulevaisuudessa.
Ursa Major
Vuonna 1995 tähtitieteilijät osoittivat kaukoputkella Ursa Majorin tyhjältä näyttävää aluetta ja keräsivät kymmenen päivän havaintoja. ATTämän seurauksena yhdestä kehyksestä löydettiin noin 3000 himmeää galaksia, jotka himmenivät, kuten 30. magnitudi. Vertailun vuoksi: Pohjantähdellä on noin toinen magnitudi. Tätä kuvan komponenttia kutsuttiin Hubblen syväkenttään, ja se oli kaukaisin koskaan universumissa nähty.
Kun edellä mainittu amerikkalainen teleskooppi päivitettiin perusteellisesti, tähtitieteilijät toistivat kokeen kahdesti. Vuosina 2003 ja 2004 tutkijat löysivät noin 10 000 galaksia pieneltä alueelta Fornaxin tähdistöstä.
Vuonna 2012, jälleen päivitetyillä välineillä, tutkijat käyttivät kaukoputkea tarkastellakseen osaa erittäin syvästä kentästä. Jopa tässä kapeammassa näkökentässä tähtitieteilijät pystyivät havaitsemaan noin 5500 galaksia. Tutkijat kutsuivat sitä "Extreme Deep Fieldiksi".
Näkymättömät miljardit
Mitä tahansa työkalua käytetäänkin, menetelmä maailmankaikkeuden galaksien määrän arvioimiseksi on suurin piirtein sama. Otat osan taivaasta kaukoputkella (tässä tapauksessa Hubblella). Sitten voit määrittää, kuinka monta galaksia universumissa on, käyttämällä taivaan palan suhdetta koko maailmankaikkeuteen.
Kosmologinen periaate ja maailmankaikkeuden ikä
Yksi esimerkki kosmologisesta periaatteesta universumin tutkimuksessa on kosminen mikroa altotausta, säteily, joka on jäänyt jäljelle universumin alkuvaiheista alkuräjähdyksen jälkeen.
Universumin laajenemisen mittaaminen tarkkailemalla galaksien liikkumistameiltä, osoittavat, että se on noin 13,82 miljardia vuotta vanha. Kuitenkin, kun universumi vanhenee ja kasvaa, galaksit siirtyvät yhä kauemmaksi Maasta. Tämä tekee niistä vaikeampaa nähdä.
Universumi laajenee nopeammin kuin valon nopeus (mikä ei riko Einsteinin nopeusrajoitusta, koska laajeneminen johtuu itse universumista, ei sen läpi kulkevista esineistä). Lisäksi maailmankaikkeus kiihtyy laajeneessaan.
Tässä "havaittavissa oleva universumi" tulee peliin - maailmankaikkeus, jonka voimme nähdä. Monien asiantuntijoiden mukaan 1-2 biljoonan vuoden kuluttua tämä tarkoittaa, että galakseja on niiden avaruuksien ulkopuolella, jotka voimme nähdä Maasta.
Vaihtuva valo
Näemme valoa vain galakseista, joilla on ollut tarpeeksi aikaa päästä luoksemme - eli päästä tarpeeksi lähelle Linnunrataa. Tämä ei tarkoita, että nämä esineet ovat kaikki mitä avaruudessa on. Tästä johtuu "havaittavan universumin" määritelmä.
Linnunradan tulevaisuus
Galaksitkin muuttuvat ajan myötä. Linnunrata on törmäyskurssilla läheisen Andromedan galaksin kanssa, ja nämä kaksi sulautuvat noin neljän miljardin vuoden kuluttua. Myöhemmin muut paikallisen ryhmämme galaksit sulautuvat lopulta yhteen. Tähtitieteilijät uskovat, että näiden tulevien galaksien asukkaat näkevät tummemman maailmankaikkeuden.
Kun ensimmäinensivilisaatiossa heillä ei ollut todisteita sadan miljardin galaksin maailmankaikkeudesta. Siksi jälkeläisemme eivät näe universumin laajenemista. He eivät todennäköisesti edes ymmärrä, että alkuräjähdys tapahtui.
Jos me tavalliset ihmiset haluamme tietää, kuinka monta galaksia ja planeettaa maailmankaikkeudessa on, tähtitieteilijät ovat enemmän kiinnostuneita siitä, miten itse kosmos muodostui. NASAn mukaan galaksit antavat käsityksen siitä, miten aine on organisoitunut maailmankaikkeudessa - ainakin suuressa mittakaavassa. Tiedemiehet ovat myös kiinnostuneita hiukkastyypeistä ja kvanttimekaniikasta havaittujen spektrien pienellä puolella.
Varhaiset galaksit
Tutkimalla joitain vanhimpia galakseja ja vertaamalla niitä nykypäiviin voimme ymmärtää niiden kasvun ja kehityksen. Edistyksellinen Webb-teleskooppi antaa tutkijoille mahdollisuuden kerätä tietoja ensimmäisissä galakseissa esiintyneiden tähtien tyypeistä. Seurantahavainnot satojen tai tuhansien galaksien spektroskopialla auttavat tutkijoita ymmärtämään, kuinka vetyä raskaampia alkuaineita muodostui ja kertyi tähtijoukkoina vuosisatojen aikana. Nämä tutkimukset paljastavat myös niiden yhdistämisen yksityiskohdat ja valaisevat monia muita prosesseja.
Pimeä aine
Tutkijat ovat myös kiinnostuneita pimeän aineen roolista galaksien syntyessä. Tämä on hyvin utelias kysymys. Vaikka osa maailmankaikkeudesta näkyy objekteissa, kuten galakseissa tai tähdissä, pimeä aine onmikä muodostaa suurimman osan kosmoksesta, on näkymätöntä. Kuinka monta galaksia on maailmankaikkeudessa? Näiden esineiden lukumäärä ei ole täysin tiedossa, mutta se on ehdottomasti yli sata miljardia.
Johtopäätös
Kun katsot yötaivasta tähtien verhon ja Linnunradan tason läpi, et voi muuta kuin tuntea itsesi pieneksi maailmankaikkeuden suuren kuilun edessä, joka on taivaanvahvuuden takana. Vaikka melkein kaikki niistä ovat silmillemme näkymättömiä, havaittava maailmankaikkeus, joka kattaa kymmeniä miljardeja valovuosia kaikkiin suuntiin, sisältää uskomattoman suuren määrän galakseja.
Tunnettujen tähtijoukkojen määrä on kasvanut teleskooppitekniikan kehityksen myötä - tuhansista miljooniin, miljardeista biljooneihin. Jos tekisimme yksinkertaisimman analyysin nykypäivän parasta teknologiaa käyttäen, sanoisimme, että universumissamme on 170 miljardia galaksia. Mutta löydämme vielä enemmän näitä esineitä, koska jo uskotaan, että niitä on itse asiassa vähintään kaksi biljoonaa.
Jonain päivänä laskemme ne kaikki. Osoitamme kaukoputkemme taivaalle, keräämme jokaisen tähtien lähettämän fotonin ja havaitsemme jokaisen kosmisen kohteen, olipa sen hehku kuinka heikko tahansa.
Mutta se ei toimi käytännössä. Teleskooppimme ovat kooltaan rajoitettuja, mikä puolestaan rajoittaa niiden keräämien fotonien määrää. On olemassa suhde sen välillä, kuinka himmeän kohteen voit nähdä ja kuinka suuren osan taivaasta voit "peittää" optisella instrumentilla. Jokin osa maailmankaikkeuttapeitetty sen sisällä olevan pimeän aineen vuoksi. Mitä kauempana kohde on, sitä himmeämmäksi se näyttää.
Voimme siis katsoa vain universumin valaistua osaa, emme pimeää ainetta, tähtiä tai galakseja. Tutkijat ovat keränneet tietoja sadoista hämäristä, kaukana olevista avaruuskohteista. He toivovat edelleen saavansa selville, miltä kaukaiset maailmat todella näyttävät. Ja me pelkät tarkkailijat toivomme sitä yhtä paljon kuin he.
