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宇宙中有多少顆行星?

6973肉眼可見

天文望遠鏡很難說,因為在不斷發展。

事實上,沒有人知道總數是多少

對於我們普通人來說,浩瀚的宇宙幾乎是不可估量的。對於天文學家來說,精確繪制宇宙天體圖不僅是必要的,而且是可能的。天文學中使用的計量單位是“光年”,即光在壹年中所走過的距離。光速約為每秒30萬公裏,壹光年約為9.7萬億公裏。銀河系直徑約654.38+百萬光年。銀河系之外還有其他星系,距離我們幾十億光年。新發現的類星體位於我們目前能觀測到的宇宙邊緣,距離地球約10億至200億光年,是迄今為止已知的最遙遠的天體。

這麽遠的距離簡直不可想象。要測量太陽系其他行星或附近恒星的距離,可以使用古希臘人發明的視差計算法。視差是指從兩個觀察位置觀察同壹物體時,兩條視線所形成的夾角。在天文學中,測量視差的方法是在兩個觀測點與被觀測天體之間形成壹個三角形,知道兩個觀測點之間連線的長度(即基線),然後從這兩個觀測點測量天體的方位(即三角形的頂角),從而求出天體與地球的距離。基線越長,結果就越準確。通常在測量月球等接近地球的天體的距離時,可以地球半徑為基線,測得的視差稱為“周日視差”。如果要測量太陽系外天體的距離,通常以地球到太陽的距離為基線,測得的視差稱為“年視差”。用這種視差法測量8.6光年以內的天體是非常精確的,壹般也可以精確到1000光年的天體。

另壹種測量恒星間距離的方法是亮度測量。壹顆恒星可能看起來很亮,因為它很大,很活躍或者離地球很近。只要區分行星的實際亮度和視覺亮度,就可以從亮度中準確測出恒星與地球的距離。本世紀初,天文學家用波長區分恒星的亮度,制成光譜。他們發現不同的恒星有不同的光譜特征。用分光鏡研究恒星的光譜,可以判斷恒星的冷熱程度。這有助於天文學家區分壹顆看似暗淡的小星是否是壹顆遙遠的活動巨星。只要將壹顆恒星的光與另壹顆已知距離、活動相似的恒星進行比較,就可以測出這顆恒星與地球的距離。

80多年前,大多數天文學家認為銀河系就是整個宇宙,銀河系之外什麽都沒有。然而,當更精確的天文望遠鏡誕生後,這壹觀點被證明是錯誤的。過去觀測到的那些暗點,其實是其他星系,有些和銀河系相當,有些則更大。20世紀20年代,美國天文學家埃德溫·哈勃使用世界上最大的反射式望遠鏡在加利福尼亞州威爾遜山研究銀河系外的星系。他分析了這些星系的光譜,發現各種譜線的波長都向紅端偏移。這種現象被稱為紅移,這意味著那些星系正在遠處飛走。波長的變化是多普勒效應的作用,和正在飛馳而去的汽車喇叭音調的變化是壹樣的。隨著宇宙的膨脹,星系離我們越遠,紅移越大。換句話說,星系離我們越遠,飛離我們的速度就越快。據此,哈勃提出了“哈勃定律”,並確定了計算行星速度的天文計量單位——“哈勃常數”。但是,用哈勃常數作為測量尺度有壹個問題,就是沒有人知道它到底有多長。

天文學家對宇宙的膨脹速度意見不壹。最保守的估計是,如果距離增加壹百萬光年,速度將增加約16千米每秒,即壹個距離我們5億光年的星系將會以約8047千米每秒的速度遠離地球。壹些天文學家估計速度是這個數字的兩倍。據初步估算,宇宙中最遠的天體距離地球約654.38+00億光年。按照第二速率,宇宙邊緣距離地球200億光年。

哈勃常數只能在太陽系外的太空中測量。在那裏,膨脹速度如此之快,以至於任何局部影響都變得微不足道。

如果天文學家能夠找到壹個“標準蠟燭”,也就是壹個類星體,其亮度穩定且非常明亮,橫跨半個宇宙都能看到,那麽這個問題就很容易解決了。但到目前為止,公認的可以在全宇宙通用的“標準蠟燭”還沒有找到。因此,天文學家在使用這種基本方法時,往往采取循序漸進的方式,即設置壹系列“標準蠟燭”,每壹步只起到測量和確定下壹步的作用。