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是天上的星星多,还是地上的人多?

StockSnap / CC0

地球上迄今为止出现的所有人类数量总和与当今可观测到的星星数量有可比性吗?

乔小海,星尘搬砖工

谢邀。人类和星星到底哪个多?让我们一起来算一下吧。

先算人类数量总和,目前地球上的总人数大概是七十多亿,有人可能会说统计不准,那么这里咱们给放点水,取个高一点的值,算 80 亿好了。

第一个人类出现的时间我们也放点水,这样就不用争论人类历史到底从 1 万年前还是 2 万年前开始算了,咱们直接从 100 万年前开始算吧(北京猿人:噢噢噢~~~

总和的计算方式我们继续“大放水”,假设每 20 年有 80 亿新生人口(这个算法没人会觉得低估人类数量了吧),那么 100 万年就有:

80 亿 *100 万年 /20 年=400 万亿=400000000000000

这个数字很大 *,大得可以算是天文数字了,所以目前看起来人类确实是人多势众(此处应有掌声

下面该星星出场了,星星派出了它们当中会发光的那些(也就是恒星)来参赛。考虑到题主要求“不包括已经消失的星星”,我们就在恒星的参赛资格上做一个限制,只允许地球附近约 1 亿光年内的恒星参加计数。

为什么限制距离就能保证恒星存活呢?因为光的传播需要时间,当我们看到 1 亿光年外的某个天体,其实看到的是它 1 亿年前的样子,我们其实并不知道它现在是什么样子,甚至不能确定它还在不在。

不过,天文学家可以通过恒星演化的规律来推测,而对于一般的恒星来说,1 亿年不算很漫长(比如我们的太阳就已经将近 50 亿岁了),所以它们的样子不会变化很多。因此,在我们周围 1 亿光年范围内的恒星,现在应该大部分都还在,可以参加比赛。

此外,这个 1 亿光年也正好是本超星系团(local supercluster)的范围。“本超星系团”这个词看起来有点复杂,其实简单来说有点像是搭积木(包括以下几个名词的组合方式),恒星通过引力聚集成星系(galaxy,星系汇聚成星系团(galaxy cluster,星系团又组合成超星系团(galaxy supercluster,“本”超星系团就是“我们所在的、本地的”超星系团。因此本超星团应该可以满足题主对恒星的要求。

那么本超星系团里面有多少恒星呢?目前观测估计出的量级是 1000 万亿 [1],这个数字显然比人类总数 400 万亿要大不少。也就是说,即使我们严重放水高估人类总数,同时限制星星的参赛资格低估星星总数(行星小行星彗星们表示被忽略了不开心),星星队也还是无可争议的领先了。

然鹅比赛还没完。

宇宙当中显然不止我们一个超星系团,还可以观测到一大堆其他的超星系团,这些超星系团也跟我们的本超星系团一样拥有大量的恒星。假如其中某个超星系团(比方说英仙 - 双鱼超星系团)中,有一个智慧生物在外星版知乎上提出和题主一样的问题,那么 Ta 同样会在英仙 - 双鱼超星系团中计算出一个天文数字般的恒星数量。

因此,我们要想讨论宇宙中的恒星数量,就要把整个可观测宇宙(observable universe)都包括进来。可观测宇宙的意思是说,如果我们的目光看的更远一些(或者说有一个威力无穷的望远镜),可以一直看到的那个宇宙的“深处”,这个“深处”的距离(此处改为直径)大概是 930 亿光年远,在此之外的地方由于宇宙的膨胀,那里的光没有到达我们,所以无论怎么观测也看不到,就不属于“可观测宇宙”了。

那么整个可观测宇宙可以观测到多少恒星呢?目前的保守估计是 100 万亿亿颗(实际值可能比这个还要多很多)。这个真·天文数字比放了水的人类数量总和(400 万亿)要大 2500 万倍。

因此,史上所有人类总数量(即使是严重放水的高估值)与可观测宇宙恒星总数的差距也约等于一个总资产 20 万人民币的普通人和世界财富排行榜前十名(包括贝佐斯、盖茨、巴菲特、扎克伯格...)的财富总和的差距。

假如题主换一个问法:目前实际观测到的恒星和星系的数量有多少?能不能超过目前地球人口?

那么就到了广告时间了,让我们热烈欢迎“大口径全天巡视望远镜”(Large Synoptic Survey Telescope,简称 LSST)出场。这个名字听起来就挺大的项目的野望(划去)目标是凭借一镜之力巡视比地球人口总数还多的星系(原文是 the first time a telescope will catalog more galaxies than there are people on Earth),具体来说是 370 亿个恒星和星系。

LSST 这台望远镜还有很多亮点,比方说配备了一台超级大的照相机(相当于一辆小型 SUV 汽车),假如用手机来比较的话,华为的 P30 是 4000 万像素,小米最新的 CC9 Pro 达到了 1 亿像素,而 LSST 上面的照相机是多少呢?32 亿像素,每晚能产生 15T 的观测数据,计划的巡天观测时间是十年。

遥想当年,在望远镜发明之前,靠肉眼只能看到几千颗恒星,几百年来,通过科学和技术的发展,人类的视野真的开阔了很多。

* 据说按照一般(不放水)的估计迄今为止出现的所有人类数量总和大概是 1000 亿左右。

[1] https://imagine.gsfc.nasa.gov/features/cosmic/local_supercluster_info.html

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe

[3] Large Synoptic Survey Telescope

作为一个整天只盯着一颗恒星的搬砖工,光是数零都觉得晕,水平自然也没多少,欢迎各位同行来拍砖。