要想看穿那2万亿星系的奥秘,咱得先给宇宙划个范围。科学家们只挑那些光能跑回地球的地界儿算,因为光走138亿年才到咱们这儿,所以这个能看得到的宇宙其实就是一个半径138亿光年的大球。 把这个边界定好了,咱们还得找个合适的样本。宇宙里有的地方挤得像块海绵,有的地方又空得像沙漠,但在大尺度上却出奇得公平,密度差别都互相抵消了。天文学家就选了一块看起来平平无奇的三维天空,既不挨着星系团,也没被银河系的星光挡住。这样前景的团块和背景的空洞就能互相平衡,让咱们看到的样本真正能代表整个宇宙本身。 数清楚星系是件麻烦事,詹姆斯·韦伯望远镜比哈勃望远镜看得更远更亮,它直接把数字从2000亿推到了2万亿。不过这个数还只是个保底的下限,因为还有很多暗星系藏在远处或者躲在噪点里没被发现。为了修正误差,科学家们假设早期宇宙的亮暗比例和现在一样,但这在浩瀚的宇宙里稍微有点偏差就会被无限放大,变成没法绕过的问题。 最难的其实不是找星系,而是给星系下定义。恒星聚成的团块和最小的矮星系边界很模糊;由暗物质主导的大家伙算不算?正在合并的两团星系算不算一个?韦伯望远镜分辨率更高,能把这些问题看得更清楚。但就算这样定义还是带有主观性,数字也只是人类赋予的近似值。 具体怎么算总数呢?流程其实挺简单:先在选好的空白天区拍一张长时间曝光的深场照片;数清楚里面所有能看到的星系;算出这片天区占整个天空的比例;最后用样本星系数乘以这个比例就行了。为了防止误差太大,天文学家会拍多张不同天区的照片反复测算再取平均值。 虽然咱们最后算出了至少2万亿个星系,但别忘了这还只是个下限。还有无数星系藏在更暗更远的地方,或者干脆就在那个138亿光年的大球外面永远没法被我们看见。这么想来,人类确实渺小得像一粒尘埃。