일반적으로 우리는 더 자세히 보고 싶은 물체를 망원경으로 바라본다. 1990년대에 천문학자들은 그 반대를 했다. 그들은 역사상 가장 강력한 망원경인 허블 우주 망원경을 알려진 별, 가스 또는 은하가 없는 어두운 하늘 부분을 바라보았다. 그러나 허블은 그 무의미 함 속에서 숨이 멎을 듯한 광경을 보여주었다. 공허는 은하들로 가득 차 있었다.

천문학자들은 오랫동안 우주에 얼마나 많은 은하가 있는지 궁금해했지만, 허블까지 우리가 관측할 수 있었던 은하는 거리와 시간에 의해 숨겨진 희미한 은하보다 훨씬 많았다. 허블 딥 필드 시리즈(과학자들은 그러한 관측을 두 번 더했다)는 거의 빅뱅으로 돌아가는 우주의 일종의 핵심 샘플을 제공했다. 이를 통해 천문학 자들은 은하계 인구를 최소 약 2,000억 명으로 추정할 수 있었다.

왜“적어도”? 허블에도 한계가 있기 때문이다.

멀어질수록(그리고 과거로) 은하계를 보기가 더 어려워진다. 그 원인 중 하나는 빛이 이동해야 하는 순수한 거리이다. 두 번째 이유는 우주의 팽창 때문이다. 매우 먼 물체의 빛의 파장은 늘어난다 (적색 편이). 따라서 이러한 물체는 허블이 탐지하도록 설계된 스펙트럼의 주로 자외선 및 가시 영역에서 더 이상 볼 수 없다. 마지막으로, 이론은 초기 은하가 처음에는 더 작고 희미했으며 나중에 병합되어 오늘날 우리가 보는 거대한 구조를 형성했다고 제안한다. 과학자들은 이 은하들이 존재한다고 확신한다. 우리는 얼마나 많은 지 모른다.

2016년에 노팅엄대학의 Christopher Conselice가 이끄는 팀이 The Astrophysical Journal에 발표한 연구는 초기 우주의 수학적 모델을 사용하여 아직 보이지 않는 은하 중 얼마나 많은 은하가 허블의 시야를 넘어 숨어 있는지 추정했다. 기존의 허블 관측에 덧붙여, 그들의 결과는 그러한 은하가 전체의 90%를 차지하고 있으며, 우주에 최대 2조 개의 은하가 있을 수 있다는 새로운 추정으로 이어졌다. 그러나 이러한 추정치는 움직이는 목표이다. 더 많은 관찰이 진행됨에 따라 과학자들은 변수를 더 잘 처리하고 추정의 정확성을 높일 수 있다.

이것은 우리를 가장 최근에 이야기에 추가한 것이다.

명왕성과 기괴한 Kuiper Belt 천체인 Arrokoth에 의해 윙윙거리는 NASA의 New Horizons 우주선은 성간 우주를 향해 순항하는 태양계의 가장자리에 있으며 최근에는 허블을 끌어냈다. 이번 주 American Astronomical Society에서 발표되고 곧 The Astrophysical Journal에 발표될 연구에서 천문학자 Marc Postman과 Tod Lauer가 이끄는 팀은 7 개의 빈 공간에 대해 New Horizons 망원경을 훈련한 후 발견한 것을 설명했다. 우주의 주변 광 수준을 측정한다.

그들의 발견은 그들이 존재하는 은하의 수에 대한 상한선을 설정할 수 있게 했으며 공간이 이전에 생각했던 것보다 약간 덜 혼잡할 수 있음을 나타낸다. 그들의 데이터에 따르면 총 은하수의 수는 수조가 아닌 수 천억에 있을 가능성이 높다. Postman은 이번 주 초에 발표된 자료에서“우리는 2조 개의 은하에서 나오는 빛을 볼 수 없다.

그들은 어떻게 결론에 도달했을까?

완벽한 어둠을 찾아서

허블의 관측에 대한 제약이 하나 더 있다. 초기 은하계를 직접 분해할 수 없을 뿐만 아니라 "황도광"의 확산된 빛 때문에 빛을 감지할 수도 없다. 태양계 내에서 빛을 산란시키는 먼지의 후광으로 인해 황도광은 극도로 희미하지만 지구상의 광공해와 마찬가지로 초기 우주의 희미한 물체도 가릴 수 있다.

New Horizons 우주선은 이제 황도광의 영역을 벗어나 아직 촬영된 가장 어두운 하늘을 응시하고 있다. 이것은 우리 은하 너머의 배경 빛을 측정하고 알려진 광원과 예상되는 광원과 비교할 수 있는 기회를 제공한다.

Postman은 The New York Times와의 인터뷰에서 한 단계 더 나아가는 것이 더 어두운 전망을 제공하지 않았을 것이라고 말했다.

“태양계의 가장자리에 있는 New Horizons에 망원경이 있을 때, 우주는 어차피 어두워지는지 물어볼 수 있다.”라고 Lauer는 썼다. "카메라를 사용하여 하늘의 빛을 측정하라."

그러나 측정은 간단하지 않았다. 기사에서 연구에 참여하지 않은 천체 물리학자이자 작가인 Ethan Siegel은 팀이“카메라 소음, 산란된 태양 광, 과도한 축외 별빛, 우주선의 추력에서 나온 수정 및 기타 도구 효과에서 기여를 꼼꼼하게 식별, 모델링 및 제거하는 방법을 설명한다.”그들은 또한 은하수에 너무 가까운 이미지를 제거했다. 이 모든 과정에서 그들은 우주의 희미한 빛을 남겼다. 그것은 흥미로운 부분이다. 2016년 연구에서는 2조 개의 은하가 있는 우주가 지금까지 관찰한 은하가 나타내는 것보다 약 10배 더 많은 빛을 생성할 것이라고 예측했다. 그러나 New Horizons 팀은 약 2배의 빛 만을 발견했다. 이것은 그들로 하여금 이전에 생각했던 것보다 그곳에 숨어있는 총 은하수가 더 적을 가능성이 있다는 결론에 이르렀다. 이것은 원래 허블 추정치에 더 가까운 숫자이다.

"허블이 볼 수 있는 모든 은하계를 취해 그 숫자를 두 배로 늘리면 우리가 보는 것이다. 하지만 그 이상은 아니다."Lauer가 말했다.

천문학: 차세대

New Horizons의 이러한 관찰은 이야기의 끝이 아니다. 허블의 후계자 인 제임스 웹 우주 망원경이 발사되어 작전을 시작할 때(손가락이 건넜을 때) 올해 최초의 우주를 볼 수 있는 능력이 강화될 것이다.

JWST는 허블보다 더 긴 파장에서 관찰하도록 설정되어 있으며 훨씬 더 크다. 이러한 속성을 통해 더 먼 뒤를 볼 수 있고 더 작고 희미한 첫 번째 은하를 이미지화 할 수 있다. 허블 딥 필드처럼 모든 것이 정상 작동한다면 그 은하들을 인구조사에 추가하면 전체에 대한 더 명확한 그림을 얻을 수 있다.

과학자들이 마침내 도달하는 숫자가 무엇이든 간에 놀라울 정도로 거대하지 않을 것이다. 수 천억 개의 은하조차도 은하수에 있는 모든 별에 대해 전체 은하계가 있다는 것을 의미한다. 그러한 연구는 의심할 여지없이 우주가 어떻게 형성되었는지에 대한 우주론적 질문에 더 많은 빛을 비추게 될 것이다. 그러나 그것은 또한 질문을 할 것이다. 은하, 별, 행성의 광대 한 바다 속에서, 우리는 정말로 우리가 혼자인지 궁금해하는 유일한 종일까?