वैज्ञानिकों को कैसे पता चलता है कि एक आकाशगंगा में लगभग 300 बिलियन तारे हैं और लगभग 100 बिलियन आकाशगंगा हैं?

Question

बस इस बारे में सोचना दिमाग चकरा देने वाला है। लेकिन वैज्ञानिक इन नंबरों को कैसे प्राप्त करते हैं? वे किस तकनीक / प्रणाली / सिद्धांत का उपयोग करते हैं?

Comments

मैंने हमेशा "100 बिलियन सितारों में से प्रत्येक में 100 बिलियन सितारों" को सुना है, बजाय 3 बिलियन सितारों के।

— मोरियार्टी

वास्तव में यह 300 बिलियन माना जाता था, मैं संपादित करूंगा। यदि आप "आकाशगंगा में कितने तारे" टाइप करते हैं, तो Google खोज में, यह 300 बिलियन कहता है। लेकिन चाहे उसका १०० बिलियन हो या ३०० बिलियन, यह अभी भी दिमाग चकरा रहा है !!

— लौकिक

हम वास्तव में केवल उस संख्या को परिमाण के एक क्रम में जानते हैं, इसलिए 300 बनाम 100 कोई वास्तविक अंतर नहीं है। मैं इन अनुमानों का वैज्ञानिक आधार नहीं जानता, हालांकि मुझे यह पता लगाने में दिलचस्पी होगी।

— मोरियार्टी

मैंने हमेशा इस सवाल के बारे में सोचा है। पूछने के लिए धन्यवाद।

— यूनिकॉर्न

उनके पास स्नातक छात्र हैं जो सभी को गिनते हैं।

— मार्क एडलर

Answer 1

इसके काम करने का तरीका इस प्रकार है। हम सौर पड़ोस में तारों का विस्तृत अध्ययन करते हैं। यह तारों के स्थानीय घनत्व और उनके पास मौजूद द्रव्यमान के मिश्रण को स्थापित करता है (जिसे स्टेलर मास फ़ंक्शन कहा जाता है)। हम सितारों के समूहों के सामूहिक कार्य के साथ तुलना करते हैं और ध्यान दें कि पहले क्रम में यह अपरिवर्तनीय प्रतीत होता है।

फिर हम विभिन्न तरीकों से समस्या का त्रिकोण कर सकते हैं: हम गैलेक्सी के तारकीय घनत्व के लिए एक मॉडल बना सकते हैं, यह मान लें कि सभी का एक समान द्रव्यमान है और इसलिए कई सितारे मिलते हैं। मॉडल क्रूड लाइट-टू-मास रूपांतरणों पर आधारित हो सकता है, लेकिन अधिक बार आकाश के गहरे सर्वेक्षण पर आधारित होगा - या तो एचएसटी से संकीर्ण पेंसिल बीम सर्वेक्षण, या एसडीएसएस जैसे व्यापक सर्वेक्षण, कुंजी को सितारों की गिनती करने में सक्षम होना है। लेकिन यह भी अनुमान लगाते हैं कि वे कितने दूर हैं। यह अत्यधिक अनिश्चित है और हमारे गैलेक्सी के क्षेत्रों को कवर करने के लिए समरूपता के बारे में कुछ मान्यताओं पर निर्भर करता है जिसकी हम जांच नहीं कर सकते।

एक अन्य विधि उज्ज्वल वस्तुओं की गणना करना है जो अंतर्निहित तारकीय आबादी (जैसे लाल दिग्गज) के ट्रेलरों के रूप में कार्य कर सकती हैं, तुलना करें कि हमारे अच्छी तरह से अध्ययन किए गए लोकेल में दिग्गजों की संख्या के साथ, और इस अतिरिक्त से सितारों की कुल संख्या तक, फिर से गैलेक्सी के उन बिट्स के लिए समरूपता के तर्क पर भरोसा करना जो धूल से दूर या अस्पष्ट हैं।

एक तीसरा तरीका यह है कि भारी तत्वों (उर्फ धातुओं) के साथ इंटरस्टेलर माध्यम को समृद्ध करने के लिए कितने सितारों को जीना और मरना है। उदाहरण के लिए, यह पता चलता है कि हमारे द्वारा देखे गए सभी ऑक्सीजन को बनाने के लिए लगभग एक बिलियन कोर-पतन सुपरनोवा रहा होगा। अगर हम मानते हैं कि बड़े पैमाने पर कार्य समय के साथ अपरिवर्तनीय है और यह सुपरनोवा 8 सौर द्रव्यमान से ऊपर के सितारों से उत्पन्न होता है, तो हम यह भी जानते हैं कि कितने लंबे समय तक रहने वाले कम-द्रव्यमान सितारे अपने उच्च-भाई-बहनों के साथ पैदा हुए थे और इसलिए अनुमान लगाते हैं कि आज कितने विद्यमान हैं ।

संख्या, चाहे वह 100 बिलियन हो या 300 बिलियन, कुछ के कारक से अधिक सटीक नहीं है, लेकिन संभवतः परिमाण के क्रम से अधिक सटीक है। मुख्य मुद्दा यह है कि गैलेक्सी में सबसे आम सितारे बेहोश एम बौने हैं, जो गैलेक्सी में बहुत कम प्रकाश या द्रव्यमान का योगदान करते हैं, इसलिए हम वास्तव में इन वस्तुओं के हमारे स्थानीय ज्ञान के एक अतिरिक्तकरण पर भरोसा कर रहे हैं।

आकाशगंगाओं की समस्या की संख्या आसान है, हालांकि संख्या कम अच्छी तरह से परिभाषित है। हम मानते हैं कि बड़े पैमाने पर ब्रह्मांड सजातीय और समस्थानिक है। हम गिनते हैं कि हम किसी विशेष क्षेत्र में कितनी आकाशगंगा देख सकते हैं, इसे पूरे आकाश को कवर करने के लिए गुणा करें। तब दूर की जाने वाली बेहोश आकाशगंगाओं के लिए संख्या को ठीक किया जाना चाहिए जिन्हें देखा नहीं जा सकता है। यहां मुश्किल यह है कि हम अतीत में देख रहे हैं और आकाशगंगाओं की संख्या को संरक्षित नहीं किया जा सकता है, या तो विकास या विलय के माध्यम से। इसलिए हमें प्रयास करना होगा और इस तरह के बयान के साथ आना होगा जैसे "अवलोकन योग्य ब्रह्मांड में आज एन आकाशगंगाएं हैं जो एल की तुलना में अधिक चमकदार हैं"। मुझे लगता है कि यह संख्या निश्चित रूप से केवल एक अनुमान का क्रम है।

Answer 2

यह आंकड़ों की बात है।

वैज्ञानिक अंतरिक्ष की एक छोटी राशि लेते हैं (चलो चाप के 1 सेकंड कहते हैं )। वे इसे मजबूत दूरबीनों से ध्यान से देखते हैं, और उन सभी सितारों और आकाशगंगाओं को गिनते हैं जो वे देखते हैं। फिर, वे कुल दृश्यमान स्थान पर उस संख्या को एक्सट्रपलेट करते हैं।

बेशक वे अंतरिक्ष के कई स्थानों की गणना कर सकते हैं और एक औसत गणना कर सकते हैं।

चूंकि संख्या अतिरिक्त है, इसलिए यह वास्तव में कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह 100 बिलियन या 300 बिलियन सितारे हैं। लक्ष्य के रूप में परिमाण का एक क्रम है, जैसा कि मोरियार्टी द्वारा बताया गया है।

Comments

मुझे यह जानने में दिलचस्पी होगी कि वे कैसे एक्सट्रपलेशन करते हैं, सटीक "सांख्यिकीय" तकनीक। मुझे नहीं लगता है, हालांकि, संख्या की गणना आंकड़े हैं। लेकिन मुझे नहीं पता कि मैं गिनती को क्या नाम दूंगा।

— लौकिक

@cosmic आँकड़े "संग्रह, संगठन, विश्लेषण, व्याख्या और डेटा की प्रस्तुति का अध्ययन" है। बेशक गिनती की चीजें आंकड़ों का हिस्सा हैं। एक नमूना जनसंख्या लेना और नमूनों से एक बड़ी आबादी के मापदंडों का औचित्य साबित करना एक सुव्यवस्थित सांख्यिकीय तकनीक है।

— गप्पे