과학자들은 은하에 약 3 천억 개의 별이 있고 약 1 천억 개의 은하가 있다는 것을 어떻게 알 수 있습니까?

이것에 대해 생각하는 것만으로도 흔들리는 마음입니다. 그러나 과학자들은 어떻게이 숫자들을 얻습니까? 그들이 사용하는 기술 / 시스템 / 이론은 무엇입니까?

작동 방식은 다음과 같습니다. 우리는 태양 이웃에서 별에 대한 자세한 연구를 수행합니다. 이것은 별들의 국부 밀도와 그들이 가지고있는 질량의 혼합을 설정합니다 (별 질량 함수라고 함). 우리는 이것을 별 무리의 질량 함수와 비교하고 처음에는 변하지 않는 것처럼 보입니다.

그런 다음 문제를 다양한 방식으로 삼각 측량 할 수 있습니다. 우리는 은하의 항성 밀도에 대한 모델을 만들 수 있으며, 모두 동일한 질량 함수를 가짐으로써 많은 별을 얻는다고 가정 할 수 있습니다. 이 모델은 조잡한 질량-대량 변환을 기반으로 할 수 있지만 HST의 좁은 연필 빔 조사 또는 SDSS와 같은 광범위한 설문 조사 등 하늘에 대한 심층 조사를 기반으로하는 경우가 더 많습니다. 또한 그들이 얼마나 멀리 있는지 추정합니다. 이것은 매우 불확실하며 우리가 조사 할 수없는 은하의 영역을 커버하기 위해 대칭에 대한 몇 가지 가정에 의존합니다.

또 다른 방법은 기본 별의 인구 (예 : 붉은 거인)의 추적자 역할을 할 수있는 밝은 물체를 세고, 잘 연구 된 지역의 거인 수와 비교하고,이 외삽에서 총 별 수까지 다시 비교하는 것입니다. 먼지에 의해 멀리 있거나 가려진 은하의 비트에 대한 대칭 인수에 의존합니다.

세 번째 방법은 성간 매체를 무거운 원소 (일명 금속)로 풍부하게하기 위해 얼마나 많은 별들이 살고 죽었는지 묻는 것입니다. 예를 들어, 우리가 보는 모든 산소를 생성하기 위해 약 10 억 개의 코어 붕괴 초신성이 존재 했음이 밝혀졌습니다. 질량 함수가 시간에 따라 변하지 않고 8 개의 태양 질량 이상의 별들로부터 초신성이 발생한다고 가정하면, 우리는 또한 질량이 큰 형제 자매들과 함께 태어나서 오래 살았던 저 질량 별들이 얼마나 많은지 알기 때문에 오늘날 얼마나 많은 별들이 존재하는지 추정합니다. .

1 천억이든 3 천억이든이 숫자는 몇 배 이상 정확하지는 않지만, 아마도 차수보다 더 정확할 것입니다. 주요 문제는 은하계에서 가장 흔한 별이 희미한 M 왜소이며 은하계에 거의 빛이나 질량을 제공하지 않기 때문에 이러한 물체에 대한 현지 지식의 추정에 실제로 의존하고 있다는 것입니다.

그 수는 잘 정의되지 않았지만 은하수 문제는 더 쉽다. 우리는 대규모로 우주가 동질적이고 등방성이라고 가정합니다. 우리는 특정 지역에서 볼 수있는 은하수를 세어 하늘 전체를 덮기 위해 곱합니다. 볼 수없는 먼 희미한 은하들에 대해 그 수를 수정해야한다. 여기서 어려운 점은 우리가 과거를 조사하고 있으며 진화 또는 합병을 통해 은하수가 보존되지 않을 수 있다는 것입니다. 그래서 우리는 "오늘날 관측 가능한 우주에는 n보다 더 빛나는 은하가 있습니다"와 같은 진술을 시도해야합니다. 나는이 숫자가 단지 소수의 추정치라고 생각한다.

통계의 문제입니다.

과학자들은 소량의 공간을 차지합니다 (1 초의 아크 라고합시다 ). 그들은 강한 망원경으로 조심스럽게 바라보고 그들이 보는 모든 별과 은하계를 세어 본다. 그런 다음 총 가시 공간에서 해당 숫자를 추정합니다.

물론 공간의 여러 지점을 계산하고 평균을 계산할 수 있습니다.

숫자가 외삽 되었기 때문에 1 천억 또는 3 천억 개의 별인지는 중요하지 않습니다. 목표는 모리아 티 (Moriarty)가 지적한 순서대로 진행하는 것입니다.