一直以來(lái)天文學(xué)家們也對(duì)這個(gè)問(wèn)題充滿(mǎn)了好奇，但即使到現(xiàn)在有那么強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡，也就搞清楚了銀河系的一部分，而對(duì)于整個(gè)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(lèi)最早認(rèn)識(shí)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(gè)滿(mǎn)天星星的“宇宙”到底長(zhǎng)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(guò)十幾年的觀(guān)測(cè)，確定了11萬(wàn)顆恒星的位置，將其標(biāo)定了出來(lái)，畫(huà)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(yáng)就在銀河的中心，這是由于赫歇爾時(shí)代對(duì)恒星距離的估計(jì)存在極大的誤差，當(dāng)然還有一個(gè)關(guān)鍵是銀河系恒星數(shù)量實(shí)在太龐大了，這11萬(wàn)顆恒星簡(jiǎn)直九牛一毛，根本無(wú)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(yáng)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?jiǎng)t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(cè)出銀河系也是類(lèi)似的形狀。

此后科學(xué)家對(duì)銀河系的漩渦結(jié)構(gòu)和旋臂有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，甚至對(duì)于銀河系的起源也提出了比較靠譜的說(shuō)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(wèn)題的，因?yàn)槿肆υ購(gòu)?qiáng)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(jì)算機(jī)光學(xué)處理發(fā)展后才得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展！

伊巴谷和蓋亞數(shù)星星

有兩個(gè)里程碑式的發(fā)展，一個(gè)是依巴谷衛(wèi)星，另一個(gè)蓋亞衛(wèi)星，它們的工作都是統(tǒng)計(jì)并繪制一個(gè)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(cuò)誤，沒(méi)有工作到預(yù)定壽命期，不過(guò)它也取得了相當(dāng)重大的進(jìn)展，而蓋亞衛(wèi)星在2013年發(fā)射后取得了突破性的成績(jī)！

它在2015年7月至2016年9月13日，共14個(gè)月的觀(guān)測(cè)資料就超過(guò)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(gè)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?yàn)槲覀兙驮谒鼉?nèi)部，重要程度就像太陽(yáng)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(yáng)差不多和比太陽(yáng)更大的恒星，大約只占10%左右，也就是說(shuō)銀河系中絕大部分都是紅矮星（臨近太陽(yáng)系的比鄰星就是紅矮星，天狼星則比太陽(yáng)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(diǎn)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(wàn)年后退耦的，也就是大爆炸的閃光我們?nèi)匀荒芸吹?，不過(guò)由于宇宙膨脹速度極高，將這些可見(jiàn)光的波長(zhǎng)紅移到了射電波段，也就是現(xiàn)在觀(guān)測(cè)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?yàn)檫€有一個(gè)問(wèn)題，這些天體太微弱了，而射電望遠(yuǎn)鏡觀(guān)測(cè)精度又無(wú)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(gè)辦法，就是讓望遠(yuǎn)鏡一直盯著某個(gè)地方看，一直看，一直看！

我們很慶幸當(dāng)年哈勃的團(tuán)隊(duì)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(shí)看起來(lái)空無(wú)一物的天區(qū)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的曝光后，我們看到了一個(gè)前所未有的世界，里面的每一個(gè)光點(diǎn)，代表的都是一個(gè)星系，僅僅在一張照片中，就有成千上萬(wàn)個(gè)星系！

2012年時(shí)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(lái)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(tái)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(píng)估，當(dāng)然也僅僅是評(píng)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(guān)測(cè)宇宙中可能存在2萬(wàn)億個(gè)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(guān)測(cè)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(dòng)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?yàn)橐^(guān)測(cè)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(guān)測(cè)設(shè)備顯示，已經(jīng)觀(guān)測(cè)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(píng)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(huì)對(duì)宇宙大爆炸后的黑暗時(shí)代以及第一代恒星形成有更深刻的認(rèn)識(shí)！

那么在宇宙微博背景輻射以外，又隱藏了什么呢？