ABC: Dotaz č. 1886

Kolik je hvězd? A je vesmír nekonečný?

Text vyšel v časopisu ABC 04/2026: https://bio.site/abicko

Kolik je hvězd? Je vesmír nekonečný?

Minutová odpověď:

Hvězdy dnes počítáme s využitím moderních přístrojů jako jsou teleskopy a družice.
Z nejnovějších měření plyne, že hvězd v pozorovatelném vesmíru je okolo 10²⁴.
O konečnosti, nebo nekonečnosti vesmíru se stále vede vědecká diskuse, ale většina vědců se kloní k jeho nekonečnosti.

Zdroj obrázku: Canva

Celá odpověď:

Hvězdy nejsou ovce

Znáte to, hvězd je plná obloha, a přitom většina z nich je lidskému oku neviditelná. Některé hvězdy září tak slabě, že je oko prostě nevidí. Jiné hvězdy jsou schované za prachovými oblaky, kterých je ve vesmíru také plno, a proto se jejich světlo na těchto oblacích rozptýlí nebo pohltí, a my je také nevidíme. Některé hvězdy jsou naopak velmi jasné, ale většina jejich záření leží mimo viditelnou oblast elektromagnetického spektra (světlo s vlnovými délkami přibližně mezi 380 nm a 750 nm), a tak jsou pro lidské oko neviditelné. Když chceme spočítat hvězdy ve vesmíru, uchýlíme se proto k moderním přístrojům, jako jsou teleskopy a družice, které měří i tu oblast elektromagnetického spektra, která je pro nás neviditelná.

Problém s počítáním hvězd je ten, že nemůžeme postupovat tak, jak bychom postupovali například při počítání ovcí ve stádu, tedy postupné přičítání každé jedné ovce. Tímto postupem se nikam nedostaneme. Musíme na to jít jinak. Proto si představme, jak bychom počítali zrnka písku na pláži.

Hvězdy jako zrnka písku

Začneme tím, že zjistíme, jakou velikost má jedno zrnko písku. Řekněme, že běžné zrnko písku je kulička s průměrem 0,5 mm. Pomocí středoškolské matematiky spočítáme jeho objem. Nyní jsme schopni určit, kolik zrnek písku bude v jednom metru krychlovém. Vyjde nám přibližně 1,5 × 10¹⁰ zrnek písku.

Při výpočtu jsme se dopustili chyby, protože jsme předpokládali, že kulová zrnka písku úplně vyplní prostor. Tak tomu ale není, což si můžete snadno vyzkoušet i doma: Vezměte si hrnek, do kterého nasypte malé skleněné kuličky. Jelikož kuličky nevyplní prostor úplně, vejde se do hrnku ještě voda. Když změříte její objem a poté objem prázdného hrnku, jste schopni spočítat, že skleněné kuličky vyplnily prostor zhruba ze 64 %. Podobně to bude i se zrnky písku. Ovšem tento faktor zaplnění prostoru náš výsledek příliš neovlivní, dostaneme hodnotu přibližně 1,0 × 10¹⁰ zrnek písku.

Podobný přístup volí astronomové, když počítají hvězdy ve vesmíru. Jako vhodnou jednotku (zrnko písku) použijeme naši galaxii Mléčnou dráhu, jelikož hvězdy v ní jsme schopni zaznamenat a spočítat nejlépe, například pomocí Hubblova vesmírného teleskopu nebo družice GAIA [1]. Z měření vyplývá, že naše galaxie obsahuje okolo 10¹¹ až 10¹² hvězd. Z jiných pozorování víme, že viditelný vesmír obsahuje řádově 10¹¹ až 10¹² galaxií. To znamená, že vesmír, který jsme schopni pozorovat, obsahuje okolo 10²² až 10²⁴ hvězd.

Je vesmír konečný?

… což nás hezky přivádí k druhé otázce ohledně konečnosti, nebo nekonečnosti vesmíru. Je-li vesmír nekonečný, pak je rozumné předpokládat, že i počet hvězd v něm je nekonečný. V tom případě je náš výpočet špatně. Je-li vesmír konečný, pak ta jeho část, kterou jsme schopni pozorovat, obsahuje výše zmíněných 10²⁴ hvězd.

Největším problémem moderní kosmologie je, že na otázku o konečnosti, nebo nekonečnosti vesmíru nedokáže odpovědět [2]. Většina vědců se ovšem přiklání k nekonečnému vesmíru, který se neustále rozpíná.

Tu část, ze které na Zemi stihlo dorazit světlo od vzniku vesmíru před 13,8 miliardami let, označujeme jako pozorovatelný vesmír. Ten hranici má a jeho průměr je nějakých 93 miliard světelných let (světelný rok je jednotka vzdálenosti, nikoliv času) [3]. Velikost pozorovatelného vesmíru souvisí s konečnou rychlostí světla (zhruba 300 000 km/s) a stářím vesmíru. Proto bychom mohli očekávat, že tento průměr bude 2 × 13,8 miliard světelných let, tedy vzdálenost, kterou světlo stačilo urazit od Velkého třesku ze dvou protilehlých stran směrem k nám. Ve skutečnosti je tento průměr větší, protože od Velkého třesku se vesmír neustále rozpíná.

Pro Zeptej se vědce odpovídal Vítek