چند ستاره در جهان هستی وجود دارد؟

فرقی نمی‌کند که به کجای فضا نگاه کنیم، در هر مسیری که چشممان را بچرخانیم، می‌بینیم که همه جای هستی پر از ستاره و کهکشان است

چشم غیرمسلح انسان در آسمان تاریک و صاف شب می‌تواند 6000ستاره را ببیند اما این فقط بخشی از ستاره‌های موجود است.

کهشکان راه شیری که در آن زندگی می‌کنیم، قطری در حدود 100000سال نوری دارد و محتوی 400میلیارد ستاره است. تا 20سال قبل ما فکر می‌کردیم که در حدود 60کهکشان در جهان وجود دارد، که یکی از آن‌ها آندرومدا با بیش‌ترین تعداد ستاره‌ای است که فکرش را می‌کردیم. اما امروز می‌دانیم که صدها یا بیش‌تر کهکشان وجود دارد که برخی از آن‌ها کهکشان‌های کوتوله با توده‌های کوچک هستند و کم‌تر از از 0.1درصد از ستاره‌های کهکشان راه شیری در آن‌ها وجود دارد.

بر اساس دانش فعلی حدس می‌زنیم که بین 6 تا 20تریلیون کهکشان در جهان هستی وجود دارد. شاید تصور می‌کنید برای آنکه تعداد کل ستاره‌های جهان را پیدا کنیم، باید تعداد ستاره‌های موجود در کهکشان راه شیری را در تعداد کهکشان‌ها ضرب کنیم. اما اگر این کار را بکنید تعداد ستاره‌های موجود در جهان هستی را صدها برابر بیش‌تر از واقعیت تخمین می‌زنید.

این اشتباهی است که حتی آژانس فضایی اروپا نیز مرتکب شده است. ما تصور می‌کنیم تعداد ستاره‌های موجود در کهکشان راه شیری «میانگین» خوبی برای محاسبه ستاره‌های کل جهان هستی است. همچنین فرض می‌کنیم که کهکشان‌هایی که میلیاردها سال نوری با ما فاصله دارند و ما آن‌ها به شکلی که میلیاردها سال نوری قبل بودند، می‌بینیم، به اندازه کهکشان‌های امروزی ستاره داشته‌اند.

هیچکدام از این مفروضات درست نیست. اما ما همچنان می‌توانیم تعداد ستاره‌های جهان هستی را تخمین بزنیم.

ستاره‌ها در سراسر تاریخ هستی در حال شکل گرفتن بودند. در آغاز بیگ‌بنگ یا انفجار بزرگ اصلا ستاره‌ای وجود نداشت: فقط مواد خامی در شکل ذرات زیراتمی بودند که کم‌کم تحت تأثیر جاذبه و سقوط ستاره‌ها را شکل دادند. این فرایند خیلی سریع رخ نمی‌دهد بلکه نیاز دارد که هستی به اشکال مختلف تکامل پیدا کند. نیاز است تا هسته‌های اتمی شکل بگیرند تا اتم‌های اولیه را در جای خود ثابت نگه‌دارند [مثل لنگر کشتی]، که این اتفاق در نخستین دقایق بینگ‌بنگ رخ می‌دهد.

سپس جهان هستی باید به قدر کافی خنک شود تا الکترون‌ها بتوانند به آن هسته‌های اتمی پیوند بخورند و اتم‌های خنثی شکل بگیرند. این فرایند تقریبا 380000سال طول می‌کشد.

ستاره‌های اولیه به قدر کافی عناصر سنگین نداشتند که به شکل‌گیری آن‌ها کمک کند. عناصر سنگین مانند کربن، هیدروژن، نیتروژن، سیلیکون، آهن و ....نخستین ابزاری هستند که به واسطه آن‌ها ابرهای گازی درحالِ سقوط خنک می‌شوند و از خودشان گرما و انرژی به اطراف ساطع می‌کنند. اما بلافاصله بعد از بیگ‌بنگ داغ چنین عناصری وجود نداشتند: هستی تقریبا منحصرا از هیدروژن و هلیوم و ایزوتوپ‌های دیگر تشکیل شده بود. درحقیقت، 99.999999% از اتم‌های هستی شکلی از هیدروژن و هلیوم بودند و آن یک ذره باقی‌مانده نیز لیتیوم بود.

هیدروژن و هلیوم برای انتقال و تابش گرما وحشتناک عمل می‌کنند. درنتیجه ستاره‌های اولیه‌ای که شکل گرفتند به ابرهای گازی بزرگ و وسیع نیاز داشتند و توده‌های ستاره‌هایی که آن اول شکل گرفتند بسیار بزرگ‌تر از ستاره‌های امروزی بودند.

درحالیکه میانگین جرم ستاره‌های امروز تقریبا 40درصد جرم خورشید است، میانگین نسل اول ستاره‌ها 10برابر جرم خورشید بود و برخی از آن‌ها 25برابر بزرگ‌تر از خورشید بودند. چند نکته درباره ستاره‌های اولیه:

1.آن‌ها زندگی کوتاهی داشتند و هیچ‌کدام از ستاره‌هایی که 10میلیارد سال قبل تشکیل شدند امروز وجو ندارند.

2.ستاره‌های اولیه به شکلی بنیادی با ستاره‌های امروزی به لحاظ جرم تفاوت داشتند.

3.ستاره‌های اولیه‌ای که در دورترین کهکشان‌ها شکل گرفته‌اند هنوز به شکل مستقیم کشف نشده‌اند.

باتوجه به همه این موارد ما می‌توانیم دو پرسش درباره تعدا ستاره‌ها در جهان هستی مطرح کنیم:

1.امروز در جهان هستی چند ستاره قابل مشاهده هستند؟ اگر بتوانید یک کره فرضی در مکان‌مان در فضا ترسیم کنید که 46.1میلیارد سال نوری در همه جهات گسترش یافته باشد (اندازه قابل مشاهده جهان هستی)، و همه ستاره‌های موجود در این فضا را بشمارید، امروز و بعد از 13.8میلیاردسال که از بیگ‌بنگ گذشته است، چند ستاره در هستی وجود دارد؟

 2.یا اگر تلسکوپی با توان و حساسیت و پوشش طول موج داشتیم، چند ستاره در حال حاضر در هستی قابل مشاهده بود؟ یعنی اگر به همه ستاره‌ها و کهکشان‌هایی که امروز وجود دارند نگاه کنیم، با تمام نوری که از همه جهت‌های جهان هستی به چشممان می‌رسد، چند ستاره را می‌توانستیم ببینیم؟

پاسخ به این دو پرسش متفاوت است. پرسش اولی برای پاسخ ساده‌تر است. زیرا کافی است که همه ستاره‌هایی که در تاریخ هستی شکل گرفته‌اند را اضافه کنیم و ستاره‌هایی که در این مدت مرده‌اند را از آن کم کنیم. بر این اساس 2.21 ضربدر 10 به توان 21 ستاره در هستی وجود دارد.

اما اگر بنا بود همه ستاره‌هایی که در طول تاریخ بودند را ببینیم چه؟ یادتان باشد که هر چه فاصله را بیش‌تر می‌کنید، به زمان به عقب‌تر برمی‌گردید. یادتان باشید که جهان سه‌بعدی است و ما می‌توانیم در هر جهتی 46میلیارد سال نوری به عقب برگردیم. بر این اساس می‌توانید 8ضربدر 10 به توان 19ستاره را مشاهده کنید.

منبع: راهنماتو