宇宙究竟有多浩瀚？哈勃望远镜给出的答案，刷新了人类的认知当我们描述宇宙时

当我们描述宇宙时，常常会用到“浩瀚”这个词，但如果问起宇宙究竟有多浩瀚，估计很多人就没有具体的概念了，实际上，在过去的很长一段时间里，就连科学家们也对此不太清楚。为什么呢？原因很简单，那就是地球的大气层严重地限制了人类对宇宙深处的观测能力。

文章图片
很明显，想要摆脱地球大气层的干扰，最好的办法就是把望远镜发射到太空中去，这也正是大名鼎鼎的哈勃望远镜的发射原因。
哈勃望远镜于1990年4月24日发射升空，尽管现在的它已经垂垂老矣，但它目前仍然在太空中工作。在长达30余年的时间里，哈勃望远镜已经完成了超过100万次的观测，而对于“宇宙究竟有多浩瀚”这个问题，哈勃望远镜给出的答案，可谓是刷新了人类的认知。

文章图片
2003年9月23日，哈勃望远镜将镜头对准了“天炉座”方向的非常小的一片天区，它此次的任务是通过长时间的观测，确定在这片天区中究竟存在着多少个星系。这片天区位于赤经3h32m40.0s ，赤纬-27°47'29" ，其范围只有3平方角秒，与满月在天空中所占的范围相比，大概就是下图这个样子（箭头所指的就是哈勃望远镜此次的观测范围）。

文章图片
如果我们直接用肉眼去观察这片天区，就会发现它几乎是一片黑暗，看不到任何天体，这其实就是科学家们选择这里的原因，因为这片天区远离了银河系中的众多天体，并且还没有其他亮星的干扰，如此一来，哈勃望远镜就可以拍摄到更加遥远，或者更加暗淡的星系。
此次观测工作分为了两个阶段，第一阶段是2003年9月23日至10月28日，第二阶段是2003年12月4日至2004年1月15日，在整个观测期间，哈勃望远镜利用新安装的第三代广角相机（WFC3）以及红外相机（IRCamera）进行了大约800次曝光，总曝光时间约为97.6万秒（大约相当于11.3个地球日）。

文章图片
上图就是此次观测工作的成果，这也被称为“哈勃超级深场”（HubbleUltraDeepField ，简称HUDF），正如前文所言，这片天区远离了银河系中的众多天体，而这也就意味着，在这张来自宇宙深处的照片中，几乎每一个亮点都是一个星系。
分析结果表明，在“哈勃超级深场”中的星系数量至少1万个，它们中绝大多数的亮度都比我们人类肉眼可见的最暗天体还要暗淡10亿倍（最多可达40亿倍），根据科学家的计算，在这些星系之中，最遥远的星系与我们的距离可以高达130亿光年（注：这里的130亿光年是指光行距离，即这些星系所发出的光用了130亿的时间才抵达地球，进而被我们观测到）。

文章图片
【宇宙究竟有多浩瀚？哈勃望远镜给出的答案，刷新了人类的认知】每个星系都拥有大量的恒星，即使按每个星系10亿颗恒星计算， “哈勃超级深场”中都至少包含了10万亿颗恒星。实际上，这还是非常保守的估算值，因为宇宙中很多星系的恒星数量都远远地超过了10亿颗，比如说我们人类所在的银河系，就拥有2000亿至4000亿颗恒星，而银河系的“邻居”——仙女座星系，其拥有的恒星数量更是高达1万亿颗。
要知道“哈勃超级深场”在天空中所占的范围，大概只相当于全天空的1270万分之1 ，在如此小的范围内，就存在着数量如此庞大的恒星，而从已知的观测数据来看，可观测宇宙中的星系分布在整体上是非常均匀的，也就是说，在宇宙中的其他区域，同样存在着这种数量级的恒星，宇宙的浩瀚可想而知。