Млечный Путь — всего лишь пятнышко во Вселенной, наполненной неисчислимым количеством галактик. Но если бы нам пришлось сделать обоснованное предположение, сколько на самом деле может быть галактик во Вселенной?
И пускай этот вопрос звучит весьма просто, в действительности всё не так просто. Первая проблема заключается в том, что даже с помощью наших самых мощных телескопов мы можем увидеть лишь крошечную часть Вселенной.
«Наблюдаемая Вселенная — это лишь та часть Вселенной, свет из которой успел достичь нас», — рассказал Live Science астрофизик Кай Ноеске (Kai Noeske), ныне работающий в Европейском космическом агентстве.
Возраст Вселенной составляет 13,8 миллиардов лет, но наблюдаемая часть Вселенной простирается более чем на 13,8 миллиардов световых лет в каждом направлении. Это объясняется тем, что Вселенная расширяется, и свет получил фору на раннем этапе, когда Вселенная была меньше.
«Сейчас общая величина в каждом направлении составляет около 46 миллиардов световых лет», — сказал Ноеске.
Это значительно меньше даже самых скромных оценок размера всей Вселенной.
«Мы наблюдаем не более 3% Вселенной», — сказала в интервью Live Science Памела Гэй (Pamela Gay), старший научный сотрудник Института планетарных наук.
Вторая проблема заключается в том, что галактик настолько много, что мы можем оценивать их общее количество только на основе наблюдений небольших участков Вселенной.
«Вы смотрите на маленький участок неба, считаете все галактики на этом участке, а затем умножаете это на размер всего неба», — объяснила Памела Гэй.
Но даже это требует определения границы.
«Что мы считаем галактикой? — задался вопросом Ноеске. — У нас есть действительно гигантские галактики, масса которых должна быть в 10 раз больше массы нашей галактики, и у нас есть множество малых галактик, от галактик с массой в 10 раз меньше … до карликовых галактик.»
В какой-то момент учёным нужно определить минимальную массу для галактики, чтобы сделать оценки возможными.
«Если мы установим границу по массе и постараемся сделать её консервативной, например, миллион солнечных масс, то получим среднее количество галактик во Вселенной с её начала до настоящего времени около 1-2 триллионов», — сказал Ноеске.
Учёные считают, что в ранней истории Вселенной галактик было больше, чем сейчас, поэтому оценки галактик представляют собой среднее значение за всё время.
«Но эти результаты получены с помощью телескопа «Хаббл», Космический же телескоп «Джеймс Уэбб» начинает подтверждать эти результаты — они находятся вблизи Земли, внутри нашей солнечной системы, и их возможности наблюдений ограничены светом, который добавляют объекты нашей солнечной системы, — отметила Гэй. — У нас есть один космический аппарат с камерой, который вышел за пределы всего этого мусора в нашей солнечной системе, и это космический аппарат New Horizons.»
Исследование 2021 года использовало камеру на борту New Horizons, чтобы измерить общее количество света в различных участках неба и оценить, сколько галактик нужно, чтобы создать такое количество света.
«И внезапно, когда они оказались за пределами всех источников света в нашей Солнечной системе, они поняли, что нам нужно меньше галактик, чем мы думали, — сказала Гэй. — И их оценки привели нас к числу около 200 миллиардов, возможно, даже 100 миллиардов галактик в видимой Вселенной.»
«Таким образом, число галактик в наблюдаемой Вселенной находится где-то между 2 триллионами в верхней границе и 100 миллиардами в нижней», — отметила она.
Если предположить, что это составляет максимум 3% от всей Вселенной, можно умножить этот диапазон галактик, чтобы получить общее количество галактик во Вселенной. Если мы видим меньшую часть Вселенной, чем думаем, то общее количество галактик будет меньше.
Но учитывая, что мы на самом деле не знаем размер Вселенной, эти оценки остаются неопределёнными.
«Если Вселенная бесконечна, то и галактик будет бесконечное количество», — добавила Гэй.
