Галактиките – огромните колекции от звезди, с които е изпълнен Космоса – те са навсякъде. Но колко са галактиките във Вселената?
Преброяването изглежда непосилна задача. Големите числа са един от проблемите – когато стигнем до милиарди всичко започва да става по-трудно и бавно. Друг проблем са ограниченията, които имат нашите инструменти за наблюдение. За да имаме максимално добро изображение, телескопът ни трябва да има колкото може по-голямо огледало (или леща), и да се намира над атмосферата, за да избегне изкривяванията от нея.
Може ми най-подходящият пример за нашето наблюдение е областта Hubble Xpress Deep Field (XDF). Телескопът Хъбъл е бил насочен към малка част от небето в продължение на 50 дни. Ако държим ръката си изпъната напред, така че палеца да закрива Луната, областта в небето, наречена XDF (горе на снимката) ще е с размер на главата на карфица.
Чрез събиране на слаба светлина продължително време, XDF показва хиляди галактики на различни разстояния от нас.
Оценките на различните експерти за общия брой на галактиките варират, като приемливият диапазон е между 100 и 200 милиарда галактики, според Научния институт за космически телескопи в Балтимор. Когато космическият телескоп James Webb започне своите наблюдения през 2019 г., вероятно ще получим по-точна и богата информация.
През 1995 г. Хъбъл е насочен към празен район в съзвездието Голяма мечка за 10 дни. Празният район се оказва, че съдържа приблизително 3 000 галактики и е наречен Hubble Ultra Deep Field. През 2003 и 2004 г., Хъбъл получава частичен ъпгрейд на хардуера си. Като резултат вече вижда 10 000 галактики в този район. През 2012 г., след още ъпгрейд, Хъбъл е насочен отново, този път само към една малка част от този район (това е районът XDF), като успяват да открият още около 5 500 галактики само в тази малка част.
Според предположения, базирани на данните от Хъбъл, галактиките във Вселената са около 100 млрд., като се очаква този брой да нарасне до около 200 млрд. с усъвършенстването на инструментите, с които наблюдаваме космоса.
Какъвто и инструмент да вземем, методът за оценка на броя на галактиките е еднакъв. Вземаме част от небето, изучено с него, след това наслагваме този резултат върху останалата част от него и събираме.
Този подход предполага, че в космоса няма големи отклонения и Вселената е хомогенна. Имаме достатъчно основания за такова вярване. То се потвърждава от Общата теория за относителността на Айнщайн. Пример за тази хомогенност е космическият микровълнов фон – радиация, която е остатък от ранните етапи на Вселената след Големия взрив. Този фон е измерен и изглежда почти идентичен навсякъде.
Дали броят на галактиките във Вселената ще се променя с времето?
Вселената се разширява. Измерванията показват, че тя е на близо 14 млрд. години. Тъй като тя става все по-голяма обаче, галактиките ще се отдалечават все по-далеч от нас. Това ще прави все по-трудно наблюдението им с телескоп.
Вселената се разширява по-бързо от скоростта на светлината. Също така, разширяването ѝ се ускорява. Тук на помощ идва понятието – Видима Вселена.
Ние можем да видим само светлина от галактики, която е имала достатъчно време да достигне до нас. Това, което виждаме не е всичко във Вселената. Затова използваме понятието Видима Вселена. След 1 трилион години, най-вероятно няма да има галактики, които можем да видим от Земята. В тогавашната Видима Вселена няма да има нищо, освен нас и нашата тогавашна галактика.
Галактиките също се променят с времето. Млечният път най-вероятно ще се сблъска с Андромеда. В нашия локален галактически клъстер Virgo, галактиките също ще се слеят в една. Обитателите на тази бъдеща галактика ще виждат една много по-тъмна Вселена. Следващите цивилизации, ако има такива, няма да имат доказателства, че във Вселената има 100 или 200 млрд. галактики. Те няма да могат да видят разширяването на Вселената, вероятно няма да могат да стигнат и до извод за Големия взрив.
В момента Хъбъл може да надникне до галактики, образувани около 450 млн. години след Големия взрив. Неговият наследник, Джеймс Уеб би трябвало да може да види галактики, образувани 200 млн. години след Големия взрив.
Това няма да промени много броя на галактиките във Вселената. Счита се, че първите галактики не са се формирали много преди времето, което Хъбъл може да види днес. Тъй като Джемс Уеб ще може да погледне в ранните дни на Вселената, с негова помощ ще можем да разберем по-добре как се формират галактиките и каква е тяхната структура, растеж и еволюция. Ще можем да съберем и данни за видовете звезди, които съществуват в тези ранни галактики, както и изграждането на тежки елементи.
