根據二十年來首次對星系數量進行的重大修正，可觀測宇宙包含大約兩萬億個星系，比之前估計的數量多十倍。
自 1990 年代中期以來，宇宙中星系的預估數量約為 1200 億個。這個數字主要基於 1996 年一項名為哈勃深空的研究。研究人員將哈勃太空望遠鏡對準一小片太空區域，總共進行了十天的曝光，以便長曝光可以顯示出極其微弱的物體。
這個視野涵蓋了遠達 120 億光年的星系，我們看到的是它們在大爆炸後不到 20 億年時的樣子。然後，天體物理學家計算了該狹窄視野內的星系數量，並將該數字外推到整個天空（假設所有方向看起來都相似），從而得出 1200 億的數字。
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然而，哈勃深空影像中的星系不足以解釋分佈在整個宇宙中的物質密度。缺失的物質必須以太微弱而看不見的星系形式存在，如氣體和暗物質。“我們一直都知道星系會比這更多，”英國諾丁漢大學的天體物理學家克里斯托弗·康塞利斯說。“但我們不知道到底有多少，因為我們無法對它們進行成像。”
使用哈勃望遠鏡（NASA 宇航員在 2009 年升級了該天文臺後）和其他望遠鏡進行的更多最近的深空研究使康塞利斯和他的合作者能夠計算出距離 130 億光年以外的可見星系數量。他們能夠繪製出對應於距地球不同距離的給定質量的星系數量。然後，研究人員將他們的估計值外推到望遠鏡無法捕捉到的太小太弱的星系。在此基礎上，他們計算出可觀測宇宙應包含 2 萬億個星系。這篇論文1將發表在《天體物理學雜誌》上。
時間中的瞬間
德克薩斯大學奧斯汀分校的天文學家史蒂文·芬克爾斯坦說，該團隊的計數並不令人太驚訝，但它仍然有助於確定一個數字。“我不知道以前有人這樣做過，”他說。康塞利斯說，理論家們曾預計這個數字會更高；他和他的合作者現在計劃研究這種差異。
目前，研究人員只能直接觀測到大約 2 萬億個星系中的 10%。但是，一旦哈勃望遠鏡的繼任者詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在兩年後部署，這種情況將會改變，康塞利斯說。他還補充說，該望遠鏡還應該能夠看得更久遠，以瞭解星系是如何開始形成的。
這項研究可能會透過改進星系形成模擬，並對星系的增長方式進行更詳細的評估，從而提高對星系的理解。
但就目前而言，他的研究結果與目前關於星系如何形成的一般理論是一致的，在這種理論中，大多數星系開始時非常小，然後經歷一個猛烈的合併和收購時期，紐約州波基普西瓦薩學院的天文學家黛布拉·埃爾梅格林說。
由於今天看到的宇宙是時間上的一個快照，新估計中包含的許多星系已經不復存在。在它們的光到達地球所需的數十億年時間裡，它們已經合併成更大的星系。因此，目前的星系數量預計將遠低於 2 萬億個。
本文經許可轉載，於 2016 年 10 月 14 日首次發表。