Czy gwiazd we wszechświecie jest więcej od ziarenek piasku na Ziemi?

Jak głosi nieco wyświech­ta­ne, ale dzia­ła­ją­ce na wyobraź­nie porów­na­nie: gwiazd we wszech­świe­cie jest znacz­nie więcej niż zia­re­nek piasku na wszyst­kich plażach i pusty­niach Ziemi. Robi wra­że­nie, ale żeby spraw­dzić, czy w tym zdaniu nie ma odro­bi­ny prze­sa­dy, musimy naj­pierw poznać choćby przy­bli­żo­ną liczbę zia­re­nek piasku.

Kto by liczył ziarna piasku?

Oczy­wi­ście zia­re­nek cze­go­kol­wiek nie będzie­my w dosłow­nym sensie liczyć sztuka po sztuce. 

Możemy jednak zmie­rzyć poje­dyn­czą drobinę i znając jej prze­cięt­ny rozmiar, odnieść go do powierzch­ni i głę­bo­ko­ści piasz­czy­stych obsza­rów na mapie świata. Na szczę­ście sami nie musimy nawet sięgać po kal­ku­la­tor, ponie­waż robili to już inni.

Szcze­gól­nie często powta­rza­ną war­to­ścią jest 7,5 x 10¹⁸, czyli siedem i pół try­lio­na, podana kiedyś przez naukow­ców z Uni­wer­sy­te­tu Hawaj­skie­go. Musimy jednak uści­ślić (a wiele mate­ria­łów tego nie robi), że tamte sza­cun­ki doty­czy­ły dolnej granicy liczby ziaren wyłącz­nie dla plaż. 

Dodając do tego zawar­tość wszyst­kich pustyń, ten wynik musi być co naj­mniej o kilka rzędów większy. W jednym z pro­gra­mów BBC poli­czo­no, że sama Sahara – zakła­da­jąc 1,9 mln km kwa­dra­to­wych powierzch­ni i 100 metrów gru­bo­ści typowo piasz­czy­stych frag­men­tów – gro­ma­dzi 1,504 x 10²⁴, a więc przy­naj­mniej półtora kwa­dry­lio­na dro­bi­nek piasku. Dodając do tego zawar­tość Gobi, Takla Makan, Atakamy, Mojave i reszty pustyń, wynik ten można pewnie jeszcze spo­koj­nie podwoić.

Krótko mówiąc: to bardzo dużo zia­re­nek, choć wciąż mniej niż np. atomów w ciele prze­cięt­ne­go doro­słe­go czło­wie­ka (około 7 x 10²⁷).

A ile mamy gwiazd?

Ocenia się, że na cały dysk naszej galak­ty­ki składa się od 200 do 400 miliar­dów gwiazd. Jak łatwo poli­czyć, to dość dużo, aby każdy żyjący czło­wiek mógł posia­dać od 25 do 50 wła­snych, pry­wat­nych słońc.

Rzecz jasna setki miliar­dów nie robią wra­że­nia w porów­na­niu z przy­wo­ła­ny­mi wcze­śniej try­lio­na­mi czy kwa­dry­lio­na­mi zia­re­nek piasku. Jednak to dopiero skromny począ­tek, ponie­waż nasza Droga Mleczna jest tylko jedną z nie­zli­czo­nych gwiezd­nych wysp roz­rzu­co­nych po wszechświecie. 

Tu drobna uwaga: nie możemy spe­ku­lo­wać ile gwiazd ist­nie­je w dosłow­nie całym wszech­świe­cie, ponie­waż nie wiemy jakie są jego rze­czy­wi­ste wymiary, ani czy w ogóle posiada jakieś granice. Możemy nato­miast sza­co­wać liczby doty­czą­ce tzw. wszech­świa­ta obser­wo­wal­ne­go – czyli tej części kosmosu, z której światło zdołało dotrzeć do naszych tele­sko­pów i która daje się fizycz­nie badać. Od kra­wę­dzi tak rozu­mia­ne­go wszech­świa­ta dzieli nas około 46 miliar­dów lat świetl­nych, w każdym kierunku.

W takim razie, ile gwiazd zawiera wszechświat obserwowalny?

Jak udo­wod­nił Kosmicz­ny Tele­skop Hub­ble­’a i potwier­dził Kosmicz­ny Tele­skop Jamesa Webba, dokład­nie ska­nu­jąc zupeł­nie losowy, maleńki frag­ment nieba, jeste­śmy w stanie zare­je­stro­wać ślady całych dzie­sią­tek tysięcy galaktyk. 

Astro­no­mo­wie szacują, że przy takim zagęsz­cze­niu materii cała widzial­na część kosmosu skrywa minimum 170 miliar­dów galak­tyk. Po 21 na głowę każdego miesz­kań­ca Ziemi. Pod­kre­ślam: chodzi o galak­ty­ki, nie gwiazdy! 

Każda z nich, podob­nie do naszej Drogi Mlecz­nej pozo­sta­je wypeł­nio­na setkami miliar­dów gwiazd, a spora część – zwłasz­cza starsze galak­ty­ki elip­tycz­ne – całymi bilio­na­mi. Naj­więk­sza odkryta dotąd galak­ty­ka (IC 1101) ma ponad 4 miliony lat świetl­nych śred­ni­cy i gro­ma­dzi nawet 100 bilio­nów gwiazd. To daje do myślenia. 

Idąc tym tropem, astro­no­mo­wie szacują cał­ko­wi­tą popu­la­cję wszyst­kich gwiazd ciągu głów­ne­go (bez wli­cza­nia kosmicz­nych trupów: pul­sa­rów, białych karłów i czar­nych dziur) w całym obser­wo­wal­nym wszech­świe­cie na 10²¹ do 10²⁴, a zatem na try­liard do kwa­dry­lio­nu obiektów. 

Mamy więc prawo z całą pew­no­ścią mówić, że liczba gwiazd prze­kra­cza liczbę zia­re­nek piasku na wszyst­kich plażach świata. Nie ma nato­miast już takiej pew­no­ści co do twier­dze­nia, jakoby gwiazdy prze­wyż­sza­ły liczeb­no­ścią drobiny piasku na wszyst­kich ziem­skich pusty­niach, czy w ogóle na całej Ziemi. Jednak samo porów­na­nie wydaje się bronić, ponie­waż tak czy inaczej, w obu przy­pad­kach poru­sza­my się wśród całkiem zbli­żo­nych, nie­wia­ry­god­nie olbrzy­mich liczb z dwu­dzie­sto­ma paroma zerami.

A TAK W OGÓLE TO… Na tle tych wszyst­kich liczb, ziemski nie­bo­skłon wydaje się wyjąt­ko­wo ubogi. Bez pomocy tele­sko­pu, nawet przy naj­bar­dziej sprzy­ja­ją­cych warun­kach dopa­trzy­my się mak­sy­mal­nie paru tysięcy świe­tli­stych punk­ci­ków. Są to niemal wyłącz­nie gwiazdy z naszego skrawka Drogi Mlecz­nej. I to tylko te jaśniej­sze, ponie­waż więk­szość czer­wo­nych karłów, nawet sto­sun­ko­wo nie­od­le­głych, znaj­du­je się poniżej progu widoczności.