Kolik galaxií je ve vesmíru? Odpověď na tuto otázku je velmi obtížná. Mnoho astronomů v minulosti se snažilo zjistit, kolik galaxií je ve vesmíru. Jejich počítání se zdá jako nemožný úkol. Když účet jde do miliard, nějakou dobu trvá, než se sečte. Dalším problémem je omezený počet našich nástrojů. Pro získání nejlepšího obrazu by měl mít dalekohled velkou aperturu (průměr primárního zrcadla nebo čočky) a měl by být umístěn nad atmosférou, aby nedošlo ke zkreslení zemským vzduchem.
Hubble Field
Snad nejzvučnějším příkladem výše uvedeného faktu je Hubbleovo extrémní hluboké pole – snímek získaný kombinací fotografií pořízených během deseti let ze stejnojmenného dalekohledu. Podle NASA teleskop pozoroval malou oblast oblohy po dobu 50 dnů. Pokud držíte palec na délku paže, abyste zakryli měsíc, oblast hlubokéokraje budou mít velikost hlavy špendlíku.
Sběrem slabého světla během mnoha hodin pozorování objevil Hubbleův teleskop tisíce blízkých i velmi vzdálených galaxií, díky čemuž jsou snímky z něj nejúplnějším obrazem vesmíru. Takže i když jsou na tomto malém místě na obloze tisíce galaxií, představte si, kolik dalších jich lze nalézt jinde ve vesmíru.
Odborná hodnocení
Přestože se odborníci ve svých hodnoceních liší, odpovědi na otázky jako „Kolik galaxií je ve vesmíru?“lze vyjádřit astronomickými čísly: od 100 do 200 miliard. Očekává se, že při spuštění vesmírného dalekohledu Jamese Webba v roce 2020 NASA odhalí ještě více informací o raných galaxiích ve vesmíru.
Technologie skutečně dělá zázraky. Pokud moderní astronomové vědí, Hubbleův teleskop je nejlepším nástrojem pro počítání a odhad, kolik galaxií je ve vesmíru známo. Dalekohled, vypuštěný v roce 1990, měl zpočátku zkreslení svého primárního zrcadla, což bylo opraveno během návštěvy raketoplánu v roce 1993. Hubble také prošel několika upgrady a misemi až do své poslední mise v květnu 2009. Je vesmír nekonečný, kolik galaxií, kolik planet je v něm? Zřejmě to v budoucnu ještě nezjistíme.
Ursa Major
V roce 1995 astronomové namířili dalekohled na to, co se zdálo být prázdnou oblastí Velké medvědice, a shromáždili deset dní pozorování. VVýsledkem bylo, že bylo nalezeno asi 3000 slabých galaxií v jednom snímku, který se stal matným, jako je 30. magnituda. Pro srovnání: Polárka má asi druhou magnitudu. Tato složka snímku se nazývala Hubbleovo hluboké pole a byla nejvzdálenější, jaká kdy ve vesmíru byla spatřena.
Když byl zmíněný americký dalekohled důkladně modernizován, astronomové experiment dvakrát zopakovali. V letech 2003 a 2004 vědci objevili asi 10 000 galaxií v malé oblasti v souhvězdí Fornax.
V roce 2012, opět s modernizovanými přístroji, vědci použili dalekohled, aby se podívali na část ultra hlubokého pole. I v tomto užším zorném poli byli astronomové schopni detekovat asi 5500 galaxií. Vědci to nazvali "Extreme Deep Field".
Neviditelné miliardy
Jakýkoli nástroj je použit, metoda pro odhad počtu galaxií ve vesmíru je víceméně stejná. Vezmete část oblohy zachycenou dalekohledem (v tomto případě Hubbleem). Potom pomocí poměru kousku oblohy k celému vesmíru můžete určit, kolik galaxií je ve vesmíru.
Kosmologický princip a věk vesmíru
Jedním příkladem kosmologického principu při studiu vesmíru je kosmické mikrovlnné pozadí, záření, které zbylo z raných fází vesmíru po velkém třesku.
Měření rozpínání vesmíru prostřednictvím pozorování vzdalujících se galaxiíod nás ukazují, že je starý asi 13,82 miliardy let. Jak se však vesmír stárne a zvětšuje, galaxie se budou od Země vzdalovat a vzdalovat. Tím budou hůře vidět.
Vesmír se rozpíná rychleji než rychlost světla (což neporušuje Einsteinův rychlostní limit, protože rozpínání je způsobeno vesmírem samotným, nikoli objekty, které jím cestují). Vesmír navíc zrychluje svou expanzi.
Tady vstupuje do hry „pozorovatelný vesmír“– vesmír, který můžeme vidět. Podle mnoha odborníků to za 1–2 biliony let bude znamenat, že budou existovat galaxie, které budou mimo prostory, které můžeme vidět ze Země.
Výměna světla
Světlo můžeme vidět pouze z galaxií, které měly dostatek času se k nám dostat – to znamená dostat se dostatečně blízko k Mléčné dráze. To neznamená, že všechny tyto objekty jsou ve vesmíru. Odtud definice „pozorovatelného vesmíru“.
Budoucnost Mléčné dráhy
Galaxie se také v čase mění. Mléčná dráha je na kolizním kurzu s blízkou galaxií v Andromedě a obě se spojí asi za čtyři miliardy let. Později se další galaxie v naší místní skupině nakonec spojí. Astronomové věří, že obyvatelé těchto budoucích galaxií budou pozorovat temnější vesmír.
Když prvnícivilizace, neměli žádné důkazy o vesmíru se stovkou miliard galaxií. Naši potomci proto rozpínání vesmíru neuvidí. Pravděpodobně si ani neuvědomí, že se stal Velký třesk.
Pokud my, obyčejní lidé, chceme vědět, kolik galaxií a planet je ve vesmíru, pak se astronomové více zajímají o to, jak vznikl samotný vesmír. Podle NASA galaxie poskytují pohled na to, jak je hmota ve vesmíru organizována – alespoň ve velkém měřítku. Vědci se také zajímají o typy částic a kvantovou mechaniku na malé straně pozorovaných spekter.
Rné galaxie
Studiem některých z nejstarších galaxií a jejich porovnáním s dnešními můžeme porozumět jejich růstu a vývoji. Pokročilý dalekohled nazvaný Webb umožní vědcům sbírat data o typech hvězd, které existovaly v úplně prvních galaxiích. Následná pozorování využívající spektroskopii stovek nebo tisíců galaxií pomohou výzkumníkům porozumět tomu, jak se v průběhu staletí formovaly a hromadily prvky těžší než vodík. Tyto studie také odhalí podrobnosti o jejich sloučení a osvětlí mnoho dalších procesů.
Temná hmota
Vědci se také zajímají o roli, kterou hraje temná hmota při zrodu galaxií. To je velmi zvědavá otázka. Zatímco část vesmíru je viditelná v objektech, jako jsou galaxie nebo hvězdy, temná hmota anoto, co tvoří většinu kosmu, je vůbec neviditelné. Kolik galaxií je ve vesmíru? Počet těchto objektů není zcela znám, ale rozhodně je to více než sto miliard.
Závěr
Když se díváte na noční oblohu přes závoj hvězd a rovinu Mléčné dráhy, nemůžete si pomoci, ale připadáte si malí před velkou propastí vesmíru, která leží za nebeskou klenbou. Zatímco téměř všechny jsou našim očím neviditelné, pozorovatelný vesmír, který se rozkládá na desítky miliard světelných let ve všech směrech, obsahuje fantasticky velké množství galaxií.
Počet známých hvězdokup se s rozvojem teleskopické technologie zvýšil – z tisíců na miliony, z miliard na biliony. Pokud bychom měli provést tu nejjednodušší analýzu pomocí nejlepší dnešní technologie, řekli bychom, že v našem vesmíru je 170 miliard galaxií. Těchto objektů ale objevíme ještě více, protože se již věří, že jich ve skutečnosti nejsou méně než dva biliony.
Jednou je všechny spočítáme. Zaměříme naše teleskopy na oblohu, shromáždíme každý foton emitovaný hvězdami a odhalíme každý vesmírný objekt, bez ohledu na to, jak slabá je jeho záře.
V praxi to ale nebude fungovat. Naše teleskopy mají omezenou velikost, což zase omezuje počet fotonů, které mohou shromáždit. Existuje vztah mezi tím, jak slabý objekt můžete vidět a jak velkou část oblohy můžete „pokrýt“optickým přístrojem. Nějaká část vesmíruzakrytý kvůli temné hmotě v něm. Čím dále je objekt, tím je slabší.
Takže se můžeme dívat pouze na osvětlenou část vesmíru, ne nahlížet do temné hmoty, hvězd nebo galaxií. Vědci shromáždili data o stovkách matných vzdálených vesmírných objektů. Stále doufají, že zjistí, jak vzdálené světy skutečně vypadají. A my pouzí pozorovatelé v to doufáme stejně jako oni.
