Question

宇宙中有多少个星系？已知的最大星系，其恒星数量是银河系数百倍

Answer 1

根据目前的天文理论，宇宙大约诞生于138亿年前，并且自诞生以来一直在膨胀。宇宙诞生后，形成了大量的基本粒子，它们构成了已知宇宙中除暗物质和暗能量之外的一切。因为氢只包含一个质子和一个电子，所以它是宇宙中最常见的元素。在引力的作用下，氢形成了宇宙中最基本的单位--恒星。这些恒星聚集在一起，形成大大小小的星系。例如银河系就是一个直径超过100000光年的包含了数千亿颗恒星的星系。

现在人类可以观察到的部分仅有大约有930亿光年，被称为可观测宇宙。根据科学家估计，人类至少还有23万亿光年的宇宙无法观察到。

对于宇宙中星系的数量，虽然目前很难有一个准确的答案，但科学家们仍然有办法给出一个粗略的数字。根据人类可以观测到的那部分宇宙，可以确定其体积大小，也可以测量出宇宙中物质的密度。

根据在2015年威尔金森微波各向异性探头(WMAP)测得的数据，宇宙中的质量和能量密度约为9.9 10^-27 kg/m3，极其空虚。通过这种方式，科学家可以观测宇宙中物质的总质量。科学家估计，可观测宇宙中的物质总量约为3.4 10^(54)千克，包括普通物质、暗物质和暗能量。暗物质和暗能量占宇宙总物质的95%，剩下的5%是普通物质。现在，人类可以直接观测到的宇宙中的星系都是由普通物质形成的恒星组成的。

星系有大有小，它们的质量是平均的，这样你就可以估计出可观测宇宙中星系的大致数量。经过计算，天文学家确定宇宙中至少有20000亿个星系。此外，天文观测显示，星系在宇宙中分布均匀。如果我们用望远镜拍一张天空中某一区域的照片，然后数一数照片中有多少个星系，再根据拍摄的面积占整个天空的比例，也可以知道宇宙中有多少个星系。

在2003到2004年间，哈勃望远镜耗费了100多天拍摄的一小片天空，合成了大约10000个星系的天空图像-哈勃超深场(HUDF)。距离地球最远的星系大约有130亿光年。这一小块区域只占天空总面积的1270分之一。2012年哈勃望远镜还在拍摄了哈勃极深场，该望远镜拍摄了大约3,200之一的太空，其中包括了大约5,500个星系，其中一些星系甚至距离地球133.5亿光年。

基于此，科学家推测，可观测宇宙中的星系数量约为1000亿至2000亿。由于观测能力受限，该数据明显低估了宇宙中星系的数量，或仅为计算结果的1/10。

那么既然宇宙中的星系数量如此之多，会有和地球一样存在生命的星球吗？科学界普遍认为，外星文明和生命确实存在，它们在 科技 上或许没有人类文明这么先进。又或者存在比人类文明更发达、更先进的文明，但可能离地球太远了，所以我们找不到。毕竟，太阳系所在的猎户座螺旋臂，严格说来属于银河系的外围，恒星密度远低于银河系中心区。

美国宇航局科学家认为，只要探测器技术在未来到位，我们在太阳系其他行星上找到生命或生命存在的证据只是时间问题。

那么这么多星系，最大的星系有多大？天文观测显示，迄今发现的最大星系是距离地球约10.5亿光年，直径400万光年的阿贝尔2029星系团中一个名为IC1101的星系。该星系是银河系的20倍。由于其巨大的体积，该星系或是银河系恒星数量的数百倍，包含超100万亿颗恒星。

科学家根据IC1101的巨大体型推测，该星系可能是由多个星系碰撞合并而成，否则也不会这么大。事实上，银河系还将在数十亿年后与仙女座星系合并，届时新形成的星系中的恒星数量将达到1000亿以上，但这些在数量上仍不足以与IC 1101竞争。

除了最大的星系外，天文学家还发现了已知宇宙中质量最小的星系 Segue2 。