在晴朗的夜晚,我们抬头总能看到很多远在太阳系外的恒星,最多可以看到几千颗。然而,肉眼可见恒星的数量仅仅是宇宙中的极小一部分。那么,宇宙中的恒星数量有多少呢?与地球上的沙子总数相比哪个更多呢?
由于宇宙空间在持续膨胀,并且光速不是无限快,从宇宙诞生至今,遥远星系发出的光所能行进的距离是有限的,所以我们只能观测到一定范围的宇宙——可观测宇宙。可观测宇宙是以地球为中心,半径为465亿光年的空间区域。由于不可观测宇宙有多大仍是未知数,所以这里只计算可观测宇宙中的恒星数量。
在宇宙中,恒星、星云等物质通过引力作用组成了星系。只要知道宇宙中的星系总数和平均每个星系所包含的恒星数量,就能估算出恒星总数。
不同星系的尺寸有着非常大的差异,它们包含的恒星数量也差别非常大。已知最小的星系(Segue 2)只包含1000颗恒星,这要比球状星团所拥有的恒星数量还少。已知最大的星系(IC 1101)拥有的恒星数量高达100万亿颗,这至少是银河系恒星总数的250倍。
但在宇宙中,矮星系占了绝大部分。例如,本星系群中存在超过50个星系,但其中只有3个螺旋星系,其他都是形状不规则的矮星系。平均而言,矮星系包含的恒星数量约为1亿颗。因此,可以认为,平均每个星系中存在大约1颗恒星。
根据2016年的一项研究,可观测宇宙中至少存在2000亿个星系,也有可能多达2万亿个。因此,可观测宇宙中存在的恒星数量约为2000亿亿至2万亿亿。
另一方面,沙子的平均直径约为0.5毫米,而地球上存在大约7亿立方米的沙子,所以地球上的沙子总数约为130亿亿颗。因此,可观测宇宙中的恒星数量要比地球上的沙子更多。