一直以來天文學(xué)家們也對這個問題充滿了好奇，但即使到現(xiàn)在有那么強大的望遠(yuǎn)鏡，也就搞清楚了銀河系的一部分，而對于整個宇宙，也仍然在不斷的探索中！
赫歇爾打算數(shù)清楚銀河系有多少顆星星
銀河是人類最早認(rèn)識的星系，但在20世紀(jì)以前，即使是天文學(xué)家也以為它就是宇宙的全部，所以很多天文學(xué)家都想搞清楚這個滿天星星的“宇宙”到底長什么樣，因此裹挾了發(fā)現(xiàn)天王星余威的赫歇爾在1785年通過十幾年的觀測，確定了11萬顆恒星的位置，將其標(biāo)定了出來，畫出了銀河系的樣子！
赫歇爾的銀河系模型
是不是和現(xiàn)在的銀河系大相徑庭？赫歇爾還認(rèn)為太陽就在銀河的中心，這是由于赫歇爾時代對恒星距離的估計存在極大的誤差，當(dāng)然還有一個關(guān)鍵是銀河系恒星數(shù)量實在太龐大了，這11萬顆恒星簡直九牛一毛，根本無法勾勒出銀河的形狀！
銀河系的形狀要到二十世紀(jì)二十年代的諸多天文學(xué)家努力才得以發(fā)現(xiàn)，沙普利認(rèn)為太陽系在銀河系的邊緣，林德布拉德發(fā)現(xiàn)銀河系也在自轉(zhuǎn)，哈勃則發(fā)現(xiàn)了仙女星系，因此才區(qū)分出銀河系和河外星系，參考仙女星系的樣子，天文學(xué)家大概猜測出銀河系也是類似的形狀。
此后科學(xué)家對銀河系的漩渦結(jié)構(gòu)和旋臂有了更進一步的認(rèn)識，甚至對于銀河系的起源也提出了比較靠譜的說法，但要搞清楚銀河系有多少顆恒星，顯然不是建立大型望遠(yuǎn)鏡所能解決問題的，因為人力再強大也只能區(qū)分有限的一些星星，因此數(shù)星星的工作，在計算機光學(xué)處理發(fā)展后才得到突飛猛進的發(fā)展！
伊巴谷和蓋亞數(shù)星星
有兩個里程碑式的發(fā)展，一個是依巴谷衛(wèi)星，另一個蓋亞衛(wèi)星，它們的工作都是統(tǒng)計并繪制一個包含約10億顆或銀河系1%恒星的三維星圖，當(dāng)然伊巴古衛(wèi)星由于軌道錯誤，沒有工作到預(yù)定壽命期，不過它也取得了相當(dāng)重大的進展，而蓋亞衛(wèi)星在2013年發(fā)射后取得了突破性的成績！
它在2015年7月至2016年9月13日，共14個月的觀測資料就超過了11億顆恒星的位置和光度，2018年4月又獲取了新的10億顆恒星的資料，ESA已經(jīng)用其建立起了迄今為止最精細(xì)的銀河系3D模型！數(shù)星星并不是蓋亞的工作，這個科學(xué)家大概也能估算出銀河系大約有1000億-4000億顆恒星，但銀河系精細(xì)結(jié)構(gòu)模型卻是前所未有的，它是距離我們最近的星系，因為我們就在它內(nèi)部，重要程度就像太陽標(biāo)準(zhǔn)模型建立一樣關(guān)鍵！
銀河系中我們能看到的都是恒星，其中與太陽差不多和比太陽更大的恒星，大約只占10%左右，也就是說銀河系中絕大部分都是紅矮星（臨近太陽系的比鄰星就是紅矮星，天狼星則比太陽大），而現(xiàn)在所能搜尋到的，也絕大部分都是比較大的恒星，還有更多的小不點游蕩在銀河系中。
宇宙到底有多大？它又有多少顆恒星？
我們到底能看多遠(yuǎn)？這非常關(guān)鍵，這直接關(guān)系到天文學(xué)家能看到多少星星！根據(jù)宇宙大爆炸模型，第一批光子是大爆炸發(fā)生在38萬年后退耦的，也就是大爆炸的閃光我們?nèi)匀荒芸吹?，不過由于宇宙膨脹速度極高，將這些可見光的波長紅移到了射電波段，也就是現(xiàn)在觀測到的宇宙微波背景輻射！
但并不表示我們就能看到宇宙微波背景輻射內(nèi)的所有天體，因為還有一個問題，這些天體太微弱了，而射電望遠(yuǎn)鏡觀測精度又無法和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡媲美，所以就只能不斷增加望遠(yuǎn)鏡的口徑，試圖收集更多的光子，當(dāng)然還有另一個辦法，就是讓望遠(yuǎn)鏡一直盯著某個地方看，一直看，一直看！
我們很慶幸當(dāng)年哈勃的團隊這樣做了，而且這樣的事情一做就是三次，分別位于南半球的杜鵑座和天爐座，北半球的大熊座的一小塊地方，平時看起來空無一物的天區(qū)，經(jīng)過長達數(shù)月的曝光后，我們看到了一個前所未有的世界，里面的每一個光點，代表的都是一個星系，僅僅在一張照片中，就有成千上萬個星系！
2012年時將哈勃在10年前在天爐座拍攝的這些照片重新處理，發(fā)布了哈勃極深空照，大約相當(dāng)于23天的曝光量，拍攝到了宇宙誕生后大約6億年的星系！當(dāng)然后來哈勃還在宇宙組合體近紅外深河外星系遺跡巡天調(diào)查（CANDELS）以及史匹哲太空望遠(yuǎn)鏡的大天文臺起源北部星系深空巡天調(diào)查中發(fā)現(xiàn)了GN-Z11，大于在宇宙誕生后4億年的嬰兒星系！
天文學(xué)家根據(jù)取的的數(shù)據(jù)評估，當(dāng)然也僅僅是評估，畢竟哈勃望遠(yuǎn)鏡即使看100年都看不完如此龐大的天區(qū)！可觀測宇宙中可能存在2萬億個星系，它們都像銀河系一樣龐大！
詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡
上文中了解了宇宙的邊緣膨脹速度太快，所以那些星系的光都紅移到的紅光或者近紅外和紅外波段，由于哈勃望遠(yuǎn)鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)限制，它在紅外波段的觀測有些力不從心，因此早在2005年NASA就規(guī)劃了替代它的詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡！
哈勃的口徑為2.4米的R/C結(jié)構(gòu)，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡則為6.5米有效口徑的18塊六角形拼接反射鏡，主鏡材料是鈹，精度在10納米內(nèi)，并且有主動光學(xué)調(diào)節(jié)，另外鏡面鍍金處理，目的就是在紅外波段有比之前更優(yōu)秀的表現(xiàn)！
左邊為哈勃主鏡，右邊為詹姆斯·韋伯的主鏡
因為要觀測到更遙遠(yuǎn)的天體，紅外波段是必須的，甚至可能要到太赫茲和毫米波的電磁波段，而且現(xiàn)在已經(jīng)露出端倪，據(jù)澳大利亞沙漠中的毫米波觀測設(shè)備顯示，已經(jīng)觀測到了宇宙誕生大約1.2億年后的誕生的天體！
盡管我們?nèi)匀恢荒芨_的評估宇宙中星系的數(shù)量，但發(fā)現(xiàn)更遙遠(yuǎn)的星系，顯然會對宇宙大爆炸后的黑暗時代以及第一代恒星形成有更深刻的認(rèn)識！
那么在宇宙微博背景輻射以外，又隱藏了什么呢？
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