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Der Himmel Ist Mit Galaxien Gefüllt

2017-10-11 3
   
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résuméDas Hubble Ultra Deep Field. Das sind viele Galaxien. Ein neues Papier gerade in der renommierten Astrophysical Journal veröffentlicht macht einen erstaunlichen Anspruch: Es zehnmal so viele Galaxien im Universum , wie wir bisher angenommen. Mindeste
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Der Himmel Ist Mit Galaxien Gefüllt

Das Hubble Ultra Deep Field. Das sind viele Galaxien.

Ein neues Papier gerade in der renommierten Astrophysical Journal veröffentlicht macht einen erstaunlichen Anspruch: Es zehnmal so viele Galaxien im Universum , wie wir bisher angenommen. Mindestens. Die Gesamtzahl kommt bei etwa zwei Billionen von ihnen.


Der Himmel Ist Mit Galaxien Gefüllt
Phil Plait

Phil Plait schreibt 's Bad Astronomy Blog und ist ein Astronom, Redner, Wissenschaft Evangeliumsverkündigers und Autor von Death From the Skies!

Zwei. Trillionen. Galaxies.

Nun, lassen Sie mich klar sein. Das bedeutet nicht, dass das Universum zehnmal größer ist, als wir dachten, oder es gibt zehnmal so viele Sterne. Ich werde erklären - ich meine, duh, es ist, was ich tue -, aber auf die Jagd zu schneiden, was sie gefunden, ist, dass es viele teeny, schwache Galaxien sehr weit weg, die unentdeckt sind. Anstatt in einer kleineren Anzahl von großen Galaxien, Sterne sind in eine größere Anzahl von kleineren aufgeteilt.

Was die Astronomen taten, blickte auf extrem tiefe Bilder des Universums, die in Umfragen gemacht wurden, zum Beispiel im Hubble Ultra Deep Field. Hubble starrte an einem Punkt in den Himmel für fast eine Million Sekunden - das ist über 11 gerade Tage - nur sehen, was es sehen konnte. Das Ergebnis ist ein Bild, das in seiner Schönheit und Tiefe stagniert. Indem man die im Bild zu sehenden Galaxien zählt und dann auf den ganzen Himmel extrapoliert, können Sie berechnen, dass es etwa 100 Milliarden Galaxien im beobachtbaren Universum gibt.

Das sind viele Galaxien. Aber warte. Es stellt sich heraus , dass in diesem Fall gibt es wirklich mehr ist.

Umfragen wie die UDF sind begrenzt. Galaxien, die sehr schwach sind, sind schwer zu sehen. Wir wissen, dass es kleine, schwache Galaxien im Universum gibt; Es gibt viele von ihnen in der Nähe von uns. Sogar dann sind viele von ihnen kaum erkennbar, weil sie so wenige Sterne haben. Entfernen Sie sie zu einer Entfernung von ein paar Milliarden Lichtjahre und sie sind schwach. Auch Hubble kann sie nicht sehen.

Die Astronomen, die diese Forschung durchgeführt hatten, hatten ein interessantes Problem. Wenn diese Galaxien zu schwach sind, um zu sehen, wie zählt man sie?

Die Antwort ist zweifach. Man soll so weit wie möglich aussehen, um alle Galaxien, die wir können, zu sehen und dann alle Galaxien zusammenzufassen, die wir in einem bestimmten Raum sehen können. Indem wir diese Galaxien sorgfältig beobachten, können wir sie entsprechend der Größe in Fächer schlagen. So finden Sie in einer bestimmten Entfernung so viele Galaxien mit einer Masse von zehn Milliarden Mal die Masse der Sonne (die Masse der Sonne wird als "Solarmasse" bezeichnet und ist eine handliche Einheit ) In einem gegebenen Volumen. In dem gleichen Volumen gibt es mehr Galaxien mit einer Milliarde Sonnenmassen und weniger mit 10 Milliarden.

Diese Zahlen ändern sich mit der Entfernung. Wenn wir Galaxien wirklich weit weg betrachten, sehen wir sie, wie sie waren, als sie jünger waren, weil es lange dauert, bis ihr Licht uns erreichen kann. Die Galaxien haben wirklich begonnen, einige hundert Millionen Jahre nach dem Universum zu bilden, aber die meisten waren klein. Im Laufe der Zeit fusionierten sie zusammen, um größere Galaxien wie unsere (die Milchstraße) zu bilden. Sie müssen also vorsichtig alle Galaxien in einem bestimmten Raumvolumen in einem gewissen Abstand von uns aufsummieren und dann wieder für eine weiter entfernte Raumregion und so weiter tun.

Gleichzeitig sind diese schwachen Galaxien leichter in der Nähe von uns zu sehen, und härter weiter weg. Um eine Vorstellung von der Zahl zu bekommen, wenn wir sie nicht sehen können, haben die Forscher die einzelnen Galaxien in der Nähe betrachtet und herausgefunden, welche Arten von Sternen in ihnen zu erwarten sind. Die meisten haben ein paar wirklich helle, massive Sterne, und viele kleinere, schwächere. Das Verhältnis sagt Ihnen, wie hell eine gegebene Galaxie ist.

Sie berechneten dies für alle Arten von Galaxien, bis hin zu wirklich kleinen mit etwa einer Million mal der Masse der Sonne. Galaxien werden nicht viel kleiner als dieses; Objekte mit niedrigeren Massen sind eher wie Sternhaufen in größeren Galaxien, nicht Galaxien selbst.

Dann können sie diese beiden Informationen miteinander kombinieren: Wie viele schwache Galaxien gibt es in der Nähe von uns und wie hell sie sind, wie viele Galaxien einer bestimmten Masse in einem Raumvolumen sind. Als sie das taten, konnten sie extrapolieren, um herauszufinden, wie viele wirklich schwache Galaxien es am weitesten entfernt sind, bis zu einer Distanz von über 13 Milliarden Lichtjahren. Als das Licht dieser Galaxien auf ihrer Reise zu uns zurückblieb, war das Universum selbst nur etwa 650 Millionen Jahre alt!

Und so fanden sie, dass es mindestens zwei Billionen Galaxien im Universum gibt.

Der Himmel Ist Mit Galaxien Gefüllt

Ein kleiner Abschnitt des Hubble-Ultraviolettbereichs des Ultra Deep Field. Dieses helle Ding ist ein Stern in unserer eigenen Galaxie. So ziemlich alles andere in diesem Schuss ist eine ganze Galaxie, sehr sehr weit weg.

Denken Sie daran, nur weil wir nicht sehen, 90 Prozent der Galaxien im Universum bedeutet nicht, das erklärt dunkle Materie oder so ähnlich. Wir wissen, dass das nicht aus irgendeiner Art von normaler Materie gemacht ist, wie das Zeug, aus dem sich Sterne, Planeten, du und ich zusammensetzen. Diese ungesehenen Galaxien sind extrem weit weg und aus Sternen und Gas und Staub wie Galaxien hier sind. Es ist nur, dass sie schwach sind.

Und es bedeutet nicht, dass das Universum 10 mal mehr Masse hat, als wir dachten. Die Masse ist die gleiche, sie ist nur anders verteilt, als wir dachten. Es ist wie zu wissen, gibt es eine Million Menschen in einer Stadt, und herauszufinden, sie leben in 100.000 Gebäuden, wenn Sie dachten, sie waren nur in 10.000. Es gibt mehr Gebäude, aber nicht mehr Menschen.

Wie die Autoren selbst sagen,

Die Gesamtzahl der Galaxien im Universum ist eine interessante wissenschaftliche Frage, obwohl sie nichts Grundsätzliches über die Kosmologie oder die zugrundeliegende Physik des Universums offenbaren kann.

Also ja, das ist cool, aber nicht unbedingt kritisches Wissen.

Aber es sagt einige ziemlich interessante Dinge. Es bedeutet , dass wir erwarten , dass eine verdammt viel mehr Galaxien zu finden , wenn wir tiefer Umfragen teilnehmen, vielleicht mit Observatorien wie das James Webb - Weltraumteleskop , das im Jahr 2018 starten sollte , und es verleiht eine Menge Unterstützung für die Idee , dass kleine Galaxien zuerst gebildet Im Universum, und wuchs groß, als sie einander aßen. Wir wussten schon, dass dies bereits, aber es ist schön, unabhängige Beweise dafür zu sehen.

Und ja, auch ich muss zugeben , dass es immer noch am Ende einfach nur cool. Zwei Billionen Galaxien ist viel.

Eine ganze Menge. Ein Universum wert.

Oh, es gibt noch eine Sache, und diese ist die coolste von allen. Weil wir jetzt wissen, wie viele Galaxien es gibt, wie sie im Universum verteilt sind und wie grob sie physisch sind, ist es möglich zu berechnen, wie viel vom Himmel in Galaxien bedeckt ist. Denken Sie es auf diese Weise: Wenn Sie in einem sehr dünn besiedelten Baumstamm sind, können Sie sich umsehen und sehen Dinge außerhalb der Copse; Gebäude und so in der Ferne. Aber wenn du tief in einem Wald von Bäumen bist, überall, wo du siehst, siehst du Bäume.

So werden die Forscher taten dies, und sie fanden eine erstaunliche Sache: Bei all den Zahlen , die sie berechnet, es ist sehr viel sieht , dass jeder einzelne Teil des Himmels zumindest teilweise von einer Galaxie bedeckt ist!

Sehen Sie, was das bedeutet? Egal, wo Sie nach oben, unten, links, rechts - und egal wie viel Sie den Blick durch ein Teleskop zu vergrößern, an einem gewissen Punkt, wo immer Sie suchen gibt es eine Galaxie. Es könnte in der Nähe sein, oder eher zerquetschend weit weg, aber es ist draußen.

Der Himmel ist buchstäblich in Galaxien bedeckt.

Wie ist es damit? Es gibt mir einen Schauer, nur um das zu schreiben. Beeindruckend.

Aber wenn ich Dinge wie diese zu lesen , sobald - den wissenschaftlichen Wunder , sinkt in - Ich bin immer wieder beeindruckt von einer viel tieferen und viel wunderbarer Gedanke: Dass wir diese Dinge wissen , können wir uns auf und wir darüber nachdenken , was wir sehen, und wir verwenden Mathematik und Wissenschaft und Technik und wir zählen das Wesen des Universums selbst.

Wir sind ein Teil des Universums, wir werden getrieben, um es und uns selbst zu verstehen, und das macht uns mächtig.

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