Je, kuna galaksi ngapi katika Ulimwengu? Jibu la swali hili ni gumu sana. Wanaastronomia wengi wa zamani walijaribu kubaini ni galaksi ngapi katika ulimwengu. Kuhesabu kwao inaonekana kama kazi isiyowezekana. Wakati mswada unaingia katika mabilioni, inachukua muda kujumlisha. Tatizo jingine ni idadi ndogo ya zana zetu. Ili kupata picha bora zaidi, darubini inapaswa kuwa na tundu kubwa (kipenyo cha kioo cha msingi au lenzi) na iwekwe juu ya angahewa ili kuepuka kupotoshwa na hewa ya Dunia.
Uga wa Hubble
Labda mfano mzuri zaidi wa ukweli ulio hapo juu ni Hubble Extreme Deep Field - picha iliyopatikana kwa kuchanganya picha zilizopigwa kwa muda wa miaka kumi kutoka kwa darubini ya jina moja. Kulingana na NASA, darubini iliona eneo ndogo la anga kwa siku 50. Ikiwa unashikilia kidole gumba kwa urefu wa mkono ili kufunika mwezi, eneo la kinapambizo zitakuwa saizi ya kichwa cha pini.
Kwa kukusanya mwanga hafifu kwa saa nyingi za uchunguzi, darubini ya Hubble imegundua maelfu ya galaksi, zilizo karibu na za mbali sana, na kufanya picha zilizopigwa kutoka humo kuwa taswira kamili zaidi ya ulimwengu. Kwa hivyo hata ikiwa kuna maelfu ya galaksi kwenye sehemu hii ndogo angani, fikiria ni ngapi zaidi zinazoweza kupatikana kwingineko katika ulimwengu.
Tathmini za kitaalamu
Ingawa wataalamu hutofautiana katika tathmini zao, majibu kwa maswali kama "Je, kuna galaksi ngapi katika ulimwengu?" inaweza kuonyeshwa kwa nambari za unajimu: kutoka bilioni 100 hadi 200. Darubini ya anga ya James Webb itakapozinduliwa mwaka wa 2020, NASA inatarajiwa kufichua habari zaidi kuhusu galaksi za awali katika ulimwengu.
Teknolojia inafanya kazi ya ajabu kwelikweli. Kwa kadiri wanaastronomia wa kisasa wanavyojua, darubini ya Hubble ndicho chombo bora zaidi cha kuhesabu na kukadiria ni galaksi ngapi zinazojulikana katika ulimwengu. Darubini, iliyozinduliwa mnamo 1990, hapo awali ilikuwa na upotoshaji kwenye kioo chake cha msingi, ambacho kilirekebishwa wakati wa ziara ya kuhamisha mnamo 1993. Hubble pia ilipitia maboresho na misheni kadhaa hadi misheni yake ya mwisho mnamo Mei 2009. Je, Ulimwengu hauna mwisho, ni galaksi ngapi, ni sayari ngapi ndani yake? Inavyoonekana, bado hatujajua katika siku zijazo.
Ursa Major
Mnamo 1995, wanaastronomia walielekeza darubini kwenye eneo lililoonekana kuwa tupu la Ursa Major na kukusanya uchunguzi wa siku kumi. KATIKAKama matokeo, takriban galaksi hafifu 3000 zilipatikana kwenye fremu moja, ambayo ikawa nyepesi, kama saizi ya 30. Kwa kulinganisha: Nyota ya Kaskazini ina karibu ukubwa wa pili. Kipengele hiki cha picha kiliitwa uga wa kina wa Hubble na ndicho kilikuwa cha mbali zaidi kuwahi kuonekana katika ulimwengu.
Darubini ya Marekani iliyotajwa hapo juu ilipoboreshwa kikamilifu, wanaastronomia walirudia jaribio hilo mara mbili. Mnamo 2003 na 2004, wanasayansi waligundua takriban galaksi 10,000 katika eneo dogo katika kundinyota la Fornax.
Mnamo 2012, tena wakiwa na vifaa vilivyoboreshwa, wanasayansi walitumia darubini kuangalia sehemu ya uwanda wa kina kirefu. Hata katika uwanja huu mdogo wa maoni, wanaastronomia waliweza kugundua takriban galaksi 5,500. Watafiti waliipa jina la "Uwanja wa Kina Zaidi".
Mabilioni yasiyoonekana
Zana yoyote inatumika, mbinu ya kukadiria idadi ya galaksi zilizopo katika ulimwengu ni sawa au kidogo. Unachukua sehemu ya anga iliyochukuliwa na darubini (katika kesi hii, Hubble). Kisha, kwa kutumia uwiano wa kipande cha anga na ulimwengu mzima, unaweza kubainisha ni makundi ngapi ya nyota katika ulimwengu.
Kanuni ya Kosmolojia na umri wa Ulimwengu
Mfano mmoja wa kanuni ya kikosmolojia katika uchunguzi wa ulimwengu ni mandharinyuma ya microwave ya ulimwengu, mionzi ambayo imesalia kutoka hatua za mwanzo za ulimwengu baada ya Mlipuko Kubwa.
Kupima upanuzi wa ulimwengu kupitia uchunguzi wa galaksi zinazosonga mbalikutoka kwetu, onyesha kwamba ina umri wa miaka bilioni 13.82. Hata hivyo, ulimwengu unavyoendelea kuwa mkubwa zaidi na zaidi, galaksi zitasonga mbali zaidi na Dunia. Hii itazifanya kuwa ngumu kuziona.
Ulimwengu unapanuka kwa kasi zaidi kuliko kasi ya mwanga (ambayo haikiuki kikomo cha kasi cha Einstein, kwa sababu upanuzi huo unatokana na ulimwengu wenyewe, si vitu vinavyosafiri kupitia humo). Kwa kuongezea, ulimwengu unaongeza kasi katika upanuzi wake.
Hapa ndipo "ulimwengu unaoonekana" unapoanza kutumika - ulimwengu tunaoweza kuuona. Kulingana na wataalamu wengi, katika miaka trilioni 1-2, hii itamaanisha kuwa kutakuwa na galaksi ambazo ziko nje ya nafasi ambazo tunaweza kuona kutoka Duniani.
Kubadilisha mwanga
Tunaweza tu kuona mwanga kutoka kwa galaksi ambazo zimekuwa na muda wa kutosha kutufikia - yaani, kukaribia vya kutosha kwenye Milky Way. Hii haimaanishi kuwa vitu hivi vyote viko katika nafasi. Kwa hivyo ufafanuzi wa "Ulimwengu unaoonekana".
Mustakabali wa Njia ya Maziwa
Galaksi pia hubadilika kadri muda unavyopita. Njia ya Milky iko kwenye kozi ya mgongano na Galaxy ya karibu ya Andromeda, na mbili zitaungana katika takriban miaka bilioni nne. Baadaye, makundi mengine ya nyota katika kundi letu la karibu yataungana hatimaye. Wanaastronomia wanaamini kwamba wakaaji wa makundi haya ya nyota yajayo wataona ulimwengu mweusi zaidi.
Wakati wa kwanzaustaarabu, hawakuwa na ushahidi wa ulimwengu wenye galaksi bilioni mia moja. Kwa hiyo, wazao wetu hawataona upanuzi wa ulimwengu. Pengine hata hawatambui kuwa Mlipuko mkubwa ulitokea.
Ikiwa sisi, watu wa kawaida, tunataka kujua ni galaksi na sayari ngapi katika Ulimwengu, basi wanaastronomia wanavutiwa zaidi na jinsi ulimwengu yenyewe ulivyoundwa. Kulingana na NASA, galaksi hutoa ufahamu wa jinsi maada inavyopangwa katika ulimwengu - angalau kwa kiwango kikubwa. Wanasayansi pia wanavutiwa na aina za chembe na mekanika za quantum kwenye upande mdogo wa mwonekano unaoangaliwa.
Galaksi za awali
Kwa kusoma baadhi ya galaksi za mapema zaidi na kuzilinganisha na za leo, tunaweza kuelewa ukuaji na maendeleo yao. Darubini ya hali ya juu iitwayo Webb itawawezesha wanasayansi kukusanya data kuhusu aina za nyota zilizokuwepo kwenye galaksi za kwanza kabisa. Uchunguzi wa ufuatiliaji kwa kutumia spectroscopy ya mamia au maelfu ya galaksi utasaidia watafiti kuelewa jinsi vipengele vizito kuliko hidrojeni vilivyoundwa na kukusanyika kama nguzo za nyota zilizoundwa kwa karne nyingi. Masomo haya pia yatafichua maelezo ya muunganisho wao na kuangazia michakato mingine mingi.
Jambo jeusi
Wanasayansi pia wanavutiwa na jukumu ambalo mada nyeusi hucheza katika kuzaliwa kwa galaksi. Hili ni swali la kudadisi sana. Ingawa sehemu ya ulimwengu inaonekana katika vitu kama vile galaksi au nyota, jambo la giza linaonekanakinachounda ulimwengu mwingi hakionekani hata kidogo. Ni galaksi ngapi katika ulimwengu? Idadi ya vitu hivi haijulikani kabisa, lakini kwa hakika ni zaidi ya bilioni mia moja.
Hitimisho
Unapotazama anga la usiku kupitia pazia la nyota na ndege ya Milky Way, huwezi kujizuia kujisikia mdogo mbele ya shimo kubwa la ulimwengu ambalo liko nje ya anga. Ingawa karibu zote hazionekani kwa macho yetu, ulimwengu unaoonekana, ambao unachukua makumi ya mabilioni ya miaka ya nuru katika pande zote, una idadi kubwa ajabu ya galaksi.
Idadi ya makundi ya nyota inayojulikana imeongezeka kutokana na maendeleo ya teknolojia ya darubini - kutoka maelfu hadi mamilioni, kutoka mabilioni hadi matrilioni. Ikiwa tungefanya uchanganuzi rahisi zaidi kwa kutumia teknolojia bora zaidi ya leo, tungesema kwamba kuna galaksi bilioni 170 katika ulimwengu wetu. Lakini tutagundua hata zaidi ya vitu hivi, kwa sababu tayari inaaminika kwamba kuna si chini ya trilioni mbili kati yao.
Siku nyingine tutazihesabu zote. Tutaelekeza darubini zetu angani, kukusanya kila fotoni inayotolewa na nyota, na kugundua kila kitu cha ulimwengu, haijalishi mwanga wake ni mdogo kiasi gani.
Lakini haitafanya kazi kwa vitendo. Darubini zetu zina ukubwa mdogo, ambao nao huweka kikomo idadi ya fotoni wanazoweza kukusanya. Kuna uhusiano kati ya jinsi kitu hafifu unaweza kuona na ni kiasi gani cha anga unaweza "kufunika" kwa chombo cha macho. Sehemu fulani ya ulimwengukufichwa kwa sababu ya jambo lenye giza ndani yake. Kadiri kitu kinavyokuwa, ndivyo kinavyoonekana hafifu.
Kwa hivyo tunaweza tu kuangalia sehemu iliyoangaziwa ya ulimwengu, sio kutazama kwenye mada nyeusi, nyota au galaksi. Wanasayansi wamekusanya data juu ya mamia ya vitu hafifu, vya mbali. Bado wana matumaini ya kujua ulimwengu wa mbali unafananaje. Na sisi watazamaji tu tunatumai kama wao.
