“称重”“普查”为数尽天上星我们绞尽脑汁

在我童年的印象里，天上的星星密密麻麻，耀眼夺目，就像沙滩上的沙子，星星无数。人们常用“星罗棋布”这个词来形容数量之大，确实恰如其分。那么，天空中有多少颗星星？从古至今，好奇的人们一次又一次地数着它，人类在数星星的过程中对宇宙的认识也越来越深。

晚上看着成千上万的星星。

在中国古代，对恒星空的观测和探索历史悠久。早在战国时期，就出现了世界上最早的目录——《石目录》。三国时期，吴太师陈卓整理规范了当时流行的甘德、、吴县三大星经，设立了283个星官，共计1464星，史称“陈卓丁基”。隋唐时期，一位名叫丹·紫苑的隐士写下了《行天之歌》，将整个星官概括为三壁二十八宫，成为后世流传下来的“标准”中国星占学体系。

明末清初西学东渐后，秦的官员和传教士极大地拓展了传统星占学体系。清代道光年间编纂的《医象考成续》中所载的星数达3240颗。我们现在用的中国明星的名字都是基于此。

到了现代，天文观测已经对亮星进行了几轮全天的“普查”。结果显示，大约有9000颗恒星比较亮，肉眼可以直接看到。

在不同的纬度，看到的星星空的面积是不一样的。纬度越高，看到的星星空范围越小。例如，在赤道上，你可以看到整个天空。但在南北极，你只能看到一半的星星空，另一半的星星永远不会升起。在北纬30度，能看到的星星总数约为8100颗。只是在城市的夜晚，我们只能看到几十颗星星。几乎所有的都被光淹没了。

白星尹素河

我们肉眼能看到的所有恒星，都只是太阳的邻居，银河系的冰山一角。银河系包含多少颗恒星？许多天文学家为解决这个问题付出了艰辛的努力。最著名的是发现天王星的英国天文学家赫歇尔。到1785年，他已经用自制的望远镜数出了117，600颗恒星。1922年，荷兰天文学家Kapteyn总结了他的同事们的摄影数据，通过计算恒星的数量和分析它们的分布，他构建了一个银河系的物理模型，其中包含了474亿颗恒星！

但是仅仅通过计数是不可能知道银河系的恒星数量的。这不仅是因为距离越远的恒星看起来越暗，超过了我们的探测极限，还因为恒星之间的星际空间空充满了极其稀薄但质量巨大的星际气体和尘埃。它们会吸收和阻挡远处的星光，使得数星星的方法不再准确。

于是天文学家们想到了一个给银河系“称重”的方法:计算出银河系的总质量后，根据恒星的平均质量就可以估算出恒星的数量。2019年哈勃空望远镜和盖亚卫星的最新观测数据显示，银河系的总质量约为太阳的1.54(+0.75/-0.44)万亿倍。但其高达84%的质量是由暗物质构成的，与构成恒星和行星的普通物质完全不同，既不发光，也不参与电磁相互作用。

在这16%的发光物质中，恒星只占4%，另外12%是星际气体和尘埃。这样我们就可以估算出银河系恒星的总质量大约是太阳质量的600亿倍。但是要知道，恒星的大小和质量千差万别，质量越小的恒星数量越多。质量比太阳小的恒星比质量大的恒星多得多。考虑到这个修正后，银河系的恒星数量估计在2000亿到4000亿左右。如果你把它们“送给”地球上的人，每个人平均可以“得到”几百个。

万亿个星系共享一个角落。

在整个宇宙中，银河系只是沧海一粟。在更大的尺度上，像星系这样的巨行星只不过是沙粒。它们只是宇宙的基本单位。2016年，天文学家根据哈勃空望远镜的深度曝光图像，估计可观测宇宙中约有2万亿个星系。如果取银河系的平均值，那么宇宙中的恒星总数大约是1024颗，也就是1后面跟着24个0！可能比地球上沙子的总量还要多。

这还不是全部。前面提到的“哈勃体积”只是真实宇宙的一小部分。我们知道，宇宙的年龄大约是137.7亿年。即使是最早的天体，它的光也只走了不到137.7亿年。光在一年内走过的距离是一个“光年”。然而，在光传播的同时，宇宙的空空间也在膨胀，这使得我们能看到的最远距离超过了137.7亿光年，达到了465亿光年左右。这个半径的球面空是我们能观测到的极限范围。我们不知道另一个空空间有多大，也无法知道有多少颗恒星。

最后，我们所处的宇宙可能只是BIGBANG后膨胀形成的无数“宇宙泡沫”中的一个。其他气泡是与我们没有联系的“平行宇宙”。平行宇宙中的物理参数和我们的不一样，会有不同的演化场景，其中的恒星数量是无法估计的。

经过这么深入的研究，没想到“天上有几颗星”——这个孩子几乎都问过的问题，复杂得像“玄学”。然而，通过测量质量和数星星来了解我们的星系，进而了解宇宙的大尺度结构，这是认识自然的必然过程，也必将帮助我们揭示更多的宇宙奥秘。