昨晚我数了一晚上星星，结果发现数错了对象

我闺女四岁半,前几天突然问我：“爸爸，天上有多少颗星星？” 我正要张口说“数不清”，突然意识到她问的其实不是星星，因为我刚给她看过手机里那张模糊的仙女座星系照片，她指的是那团雾蒙蒙的光斑，于是我纠正她：“那是另一个银河系。” 话一出口我就后悔了——准确地讲，那不是另一个银河系，那是另一个星系。

这就引出了一个特别容易让人栽跟头的问题：银河系和星系到底是不是一回事，咱们平常聊天时经常混着说，但在天文学里，银河系只是宇宙无数星系中的一个，你说“银河系里有多少个星系”，这在物理上就是句错话，因为银河系本身就是一个星系，它内部不可能还装着别的完整星系——就像你问我“你家里一共住着几户人家”，除非我家是合租房，否则答案就是“一户”。

但我完全理解问这个问题的朋友在想什么,他们大概率是想问：宇宙里到底有多少个星系？ 只不过把“银河系”当成了“星系”的同义词，好吧，那我们就来聊聊这个真正让人头皮发麻的数字。

哈勃手里的那张底片，彻底改变了人类的认知

事情要从1924年说起,那时人们以为整个宇宙就是银河系这么大，天上那些模糊的光斑不过是银河系内部的气体云，有个年轻天文学家叫爱德温·哈勃，他用威尔逊山天文台那台当时世界最大的胡克望远镜，盯着一颗造父变星看了很久，这颗星位于仙女座星云里，他通过它的光变周期算出了距离——这团“星云”远在90万光年之外，远远超出了当时已知的银河系范围，就这样，人类第一次确认了银河系之外还有别的星系。

1995年冬天,科学家们做了件看似很蠢的事：把哈勃太空望远镜对准大熊座附近一块黑漆漆的区域，那片天空还没有一枚硬币大，肉眼看起来什么都没有，他们让望远镜盯着这里曝光了整整十天，结果出来的照片——就是著名的哈勃深场——显示那片小小的黑暗里，密密麻麻挤满了将近三千个星系，每个光点都是一个星系，每个星系里动辄数千亿颗恒星，我当时第一次看到这张照片是在一本旧杂志上，盯了很久，后背有点发凉。

观测方式	可观测范围	估计星系数量
肉眼	约250万光年（仙女座星系）	1个（勉强）
小型望远镜	数千万光年	数百个
哈勃深场	超过100亿光年	约3000个（仅那一小块天区）
现代综合巡天估算	可观测宇宙整体	约2万亿个

两千亿还是两万亿？这账怎么就算不平呢

你可能在别处看到过“宇宙里有2000亿个星系”这种说法，这个数字流行了很多年，那是基于哈勃深场推算出来的，但2016年诺丁汉大学的一个团队在《天体物理学报》上发表了一项研究，他们用更精细的模型重新算了——考虑到早期宇宙里那些又小又暗的矮星系，数量远比我们想象的多。最终的数字被大幅上调到了约2万亿个星系。

我打个比方帮你感受一下这个数字,地球上所有海滩上的沙粒加起来，大概有7.5×10¹⁸颗，也就是75亿亿颗，听起来宇宙里的星系数量才2万亿，差远了对吧？别急——每个星系平均有1000亿颗恒星，也就是说，宇宙里的恒星总数大约是2万亿乘以1000亿，等于2×10²³颗恒星，这个数，已经远远超过了地球上沙粒的数量，下次你光脚踩在海滩上，不妨想想这件事，沙子会突然变得很轻。

那银河系自己呢？就孤零零一个待在那儿吗？也不是，银河系周围有几十个卫星星系绕着它转，大的有大麦哲伦云和小麦哲伦云（这两个在南半球肉眼就能看见），小的有一堆矮椭球星系，名字都很拗口，比如什么“玉夫座矮星系”“天炉座矮星系”，但这些都不能算“银河系里的星系”，它们是被引力绑在银河系旁边的卫星，就像月亮之于地球，你不会说月亮在地球里边。

等一下，仙女座要撞过来了

还有个事儿挺有意思,仙女座星系正以每秒110公里的速度朝我们冲过来，大概40亿年后会和银河系迎面撞上，到时候两个星系的恒星会因为引力交互被甩得到处都是，最终合并成一个巨大的椭圆星系，已经有科学家给这个未来的新星系起好了名字，叫“Milkomeda”——银河仙女星系，到那时候，我们所在的这个星系就真的“不止一个”了，不过那会儿地球还存不存在都是个问题。

话说回来,最初让我闺女问出这个问题的，其实是她妈手机里那张糊到不行的天文照片，我们一家三口趴在床上放大看了半天，我说这里头每一个小点都是一个银河系，她纠正我说“是不是该叫星系”，我想了想，觉得四岁半的小孩用词比大多数成年人严谨。

所以要是有人问你“银河系一共多少个星系”，标准答案是一个——银河系自己，但如果你想知道天上究竟有多少个像银河系这样的庞然大物，现在的数据是大约两万亿个，而且这个数字随着望远镜越来越厉害，可能还会继续往上调，宇宙从来不嫌自己太大，只是我们的想象力太小。

参考来源：Conselice et al., “The Evolution of Galaxy Number Density at z < 8 and its Implications”, The Astrophysical Journal, 2016.