Helt siden mennesker fikk vite at Melkeveien ikke var unik eller alene på nattehimmelen, har astronomer og kosmologer søkt å finne ut hvor mange galakser det er i universet. Og inntil nylig trodde våre største vitenskapelige sinn de hadde en ganske god ide - mellom 100 og 200 milliarder kroner.
En ny studie produsert av forskere fra Storbritannia har imidlertid avslørt noe oppsiktsvekkende ved universet. Ved å bruke Hubbles Deep Field Images og data fra andre teleskoper, har de konkludert med at disse tidligere estimatene var av med en faktor på omtrent 10. Universet, som det viser seg, kan ha hatt opptil 2 billioner galakser i det i løpet av dets historie.
Laget av prof. Christopher Conselice ved University of Nottingham, Storbritannia, kombinerte teamet bilder tatt av Hubble-romteleskopet med andre publiserte data for å produsere et 3D-kart over universet. De inkorporerte deretter en serie nye matematiske modeller som tillot dem å utlede eksistensen av galakser som ikke er lyse nok til å bli observert av nåværende instrumenter.
Ved å bruke disse begynte de å gjennomgå hvordan galakser har utviklet seg de siste 13 milliarder årene. Det de lærte var ganske fascinerende. For det første observerte de at fordelingen av galakser gjennom universets historie ikke var jevn. Dessuten fant de ut at for at alt i beregningene skulle legge seg opp, måtte det være ti ganger flere galakser i det tidlige universet enn tidligere antatt.
De fleste av disse galaksene vil være lik masse i satellittgalaksen som har blitt observert rundt Melkeveien, og ville være for svak til å bli oppdaget av dagens instrumenter. Med andre ord, astronomer har bare vært i stand til å se omtrent 10% av det tidlige universet til nå, fordi de fleste av galaksene var for små og svake til å være synlige.
Som prof. Conselice forklarte i en Hubble Science-utgivelse, mens det kan være med på å løse en langvarig debatt om universets struktur:
"Disse resultatene er kraftige bevis på at en betydelig galakseutvikling har funnet sted gjennom universets historie, noe som dramatisk reduserte antall galakser gjennom sammenslåinger mellom dem - og dermed reduserte deres totale antall. Dette gir oss en bekreftelse av den såkalte top-down dannelsen av struktur i universet. ”
For å bryte den ned, sier "top-down-modellen" av galakseformasjonen at galakser dannet av store gassskyer større enn de resulterende galakser. Disse skyene begynte å kollapse fordi deres indre tyngdekraft var sterkere enn trykket i skyen. Basert på hastigheten som gassskyene roterte, ville de enten danne en spiral eller en elliptisk galakse.
I kontrast sier "bottom-up-modellen" at galakser dannet seg under det tidlige universet på grunn av sammenslåing av mindre klumper som var omtrent på størrelse med kuleklynger. Disse galaksene kunne da blitt trukket inn i klynger og superklynger av deres gjensidige tyngdekraft.
I tillegg til å hjelpe til med å løse denne debatten, tilbyr denne studien også en mulig løsning på Olbers 'paradoks (også kalt "det mørke nattehimmelparadokset"). Dette paradokset, oppkalt etter det tyske astronomen Heinrich Wilhelm Olbers fra 1700- og 1800-tallet, tar opp spørsmålet om hvorfor - gitt universets vidde og all den lysende materien i det - er himmelen mørk om natten?
Basert på resultatene har det britiske teamet antatt at selv om hvert punkt på nattehimmelen inneholder en del av en galakse, er de fleste av dem usynlige for det menneskelige øyet og moderne teleskoper. Dette skyldes en kombinasjon av faktorer, som inkluderer effekten av kosmisk rødforskyvning, det faktum at universet er dynamisk (dvs. alltid ekspanderende) og absorpsjonen av lys av kosmisk støv og gass.
Unødvendig å si, fremtidige oppdrag vil være nødvendig for å bekrefte eksistensen av alle disse usettede galaksene. Og i så måte ser Conselice og kollegene på fremtidige oppdrag - de som er i stand til å observere stjerner og galakser i det ikke synlige spekteret - for å få det til.
"Det svirrer tankene at over 90 prosent av galaksene i universet ennå ikke er blitt studert," la han til. "Hvem vet hvilke interessante egenskaper vi vil finne når vi oppdager disse galaksene med fremtidige generasjoner av teleskoper? I løpet av en nær fremtid vil James Webb romteleskop kunne studere disse ultra-svake galaksene. ”
Å forstå hvor mange galakser som har eksistert over tid er et grunnleggende aspekt ved å forstå universet som helhet. Med hver bestått studie som prøver å løse det vi kan se med våre nåværende kosmologiske modeller, kommer vi så mye nærmere!
Og husk å glede deg over denne videoen om noen av Hubbles mest fantastiske bilder, takket være HubbleESA:
