在兒時(shí)的印象中，天上的星星密密匝匝，令人眼花繚亂，就像河灘上的沙子一樣，數(shù)也數(shù)不清。人們常用星羅棋布來(lái)形容數(shù)量眾多，實(shí)在是貼切不過(guò)。那么，天上到底有多少顆星星呢？從古至今，好奇的人們數(shù)了一遍又一遍，而人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)，也在數(shù)星星的過(guò)程中越來(lái)越深入。

夜闌遙望數(shù)千星

中國(guó)古代對(duì)星空的觀察與探究源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就出現(xiàn)了世界上最早的星表——《石氏星表》。三國(guó)時(shí)，吳國(guó)的太史令陳卓將當(dāng)時(shí)流行的甘德、石申和巫咸氏三家星經(jīng)加以整理、規(guī)范，確立了283個(gè)星官，一共包含1464顆星，史稱“陳卓定紀(jì)”。隋唐時(shí)期，名為丹元子的隱士創(chuàng)作了《步天歌》，將全天星官歸納為三垣二十八宿，成為流傳后世的“標(biāo)準(zhǔn)”中國(guó)星象體系。

明末清初西學(xué)東漸之后，欽天監(jiān)官員和傳教士對(duì)傳統(tǒng)星象體系進(jìn)行了比較大的擴(kuò)充。清朝道光年間編撰的《儀象考成續(xù)編》中，所刊載的恒星總數(shù)達(dá)到了3240顆。我們現(xiàn)在使用的中國(guó)星名，都是據(jù)此而來(lái)。

到了現(xiàn)代，天文學(xué)巡天觀測(cè)已經(jīng)給全天比較亮的恒星做了好幾輪“大普查”。結(jié)果表明，那些相對(duì)明亮、能被肉眼直接看到的恒星，總數(shù)為9000顆左右。

在不同的緯度，見(jiàn)到的星空區(qū)域是不一樣的，緯度越高，所見(jiàn)的星空范圍越小。例如，在赤道上，能看到全部天區(qū)。但是在南北極，就只能看到半個(gè)星空，另一半星星永不上升。在北緯30度地區(qū)，能看到的星星總計(jì)在8100顆左右。只是在都市的夜晚，我們見(jiàn)到的星星基本上超不過(guò)幾十顆。它們幾乎都被燈光淹沒(méi)了。

千億繁星塑銀河

我們?nèi)庋勰芤?jiàn)到的所有恒星，都只是太陽(yáng)的近鄰，僅僅是銀河系的冰山一角。銀河系包含多少顆恒星呢？不少天文學(xué)家為解決這個(gè)問(wèn)題付出了艱苦卓絕的努力。其中最著名的是發(fā)現(xiàn)天王星的英國(guó)天文學(xué)家赫歇爾，到1785年，他用自制的望遠(yuǎn)鏡數(shù)出了117600顆星。1922年，荷蘭天文學(xué)家卡普坦總結(jié)了他和同行們的照相數(shù)據(jù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)恒星數(shù)目并分析它們的分布，構(gòu)建了一個(gè)銀河系的物理模型，包含474億顆恒星！

但是僅憑數(shù)數(shù)是不可能知道銀河系恒星數(shù)目的。這不僅僅是因?yàn)樵竭h(yuǎn)的恒星看上去越暗，超出了我們的探測(cè)極限，而且還因?yàn)楹阈桥c恒星之間的星際空間里，遍布著極其稀薄但體量龐大的星際氣體和塵埃。它們會(huì)吸收和遮蔽遠(yuǎn)處的星光，使得恒星計(jì)數(shù)的方法不再準(zhǔn)確。

于是天文學(xué)家想到了給銀河系“稱重”的辦法：求出銀河系的總質(zhì)量之后，就可以根據(jù)恒星的平均質(zhì)量估計(jì)出恒星的數(shù)量。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和“蓋婭”衛(wèi)星2019年的最新觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，銀河系的總質(zhì)量約等于太陽(yáng)質(zhì)量的1.54（+0.75/-0.44）萬(wàn)億倍。不過(guò)其中有高達(dá)84%的質(zhì)量由暗物質(zhì)組成，性質(zhì)與組成恒星和行星的普通物質(zhì)完全不同，既不發(fā)光也不參與電磁相互作用。

在16%的發(fā)光物質(zhì)中，恒星只占4%，另外12%是星際氣體和塵埃。這樣我們就可以估計(jì)出，銀河系里恒星的總質(zhì)量大約是600多億倍太陽(yáng)質(zhì)量。但是要知道，恒星的大小和質(zhì)量千差萬(wàn)別，質(zhì)量越小的恒星，數(shù)量也越多。比太陽(yáng)質(zhì)量小的恒星，其數(shù)量要比更大質(zhì)量的恒星多得多?？紤]這個(gè)修正后，銀河系里的恒星數(shù)量估計(jì)在2000億～4000億顆左右。如果把它們“分給”地球上的人，平均每人能“分到”上百顆。

萬(wàn)億星系共一隅

在整個(gè)宇宙中，銀河系只不過(guò)是滄海之一粟。在更大的尺度上，星系這樣的龐然大物也不過(guò)渺如沙粒，它們只是組成宇宙的基本單元。在2016年，天文學(xué)家基于哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的深度曝光圖像，估算出在可觀測(cè)的宇宙中大約有2萬(wàn)億個(gè)星系。如果取銀河系作為平均值，那么宇宙中的恒星總數(shù)大概在1024的量級(jí)，也就是1的后面跟著24個(gè)0！可能比地球上沙子的總數(shù)還要多得多。

這還不算完，前面提到的“可觀測(cè)宇宙”，只是真實(shí)宇宙的一小部分。我們知道，宇宙的年齡大約是137.7億年，就算是最早誕生的天體，它發(fā)出的光也只走了不到137.7億年。光在一年里走過(guò)的距離是一個(gè)“光年”。不過(guò)在光線傳播的同時(shí)，宇宙的空間也在膨脹，這就使得我們能看到的最遠(yuǎn)距離超過(guò)了137.7億光年，可達(dá)465億光年左右。以此為半徑的球形空間，就是我們能觀測(cè)到的極限范圍。在此之外的空間有多大，我們并不知曉，也無(wú)法知道其中還有多少恒星。

最后，我們所處的這個(gè)宇宙，可能也只是宇宙大爆炸之后因暴脹而形成的無(wú)數(shù)個(gè)“宇宙泡”中的一個(gè)，其他泡泡就是和我們互不連通的“平行宇宙”。平行宇宙中的物理參數(shù)不同于我們的宇宙，會(huì)有不同的演化圖景，其中的恒星數(shù)目也無(wú)從估計(jì)。

如此深究之后，沒(méi)想到“天上有多少顆星星”——這個(gè)小孩子幾乎都問(wèn)過(guò)的問(wèn)題，竟然復(fù)雜到接近于“玄學(xué)”了。不過(guò)，通過(guò)測(cè)質(zhì)量、數(shù)星星來(lái)了解我們的銀河系，進(jìn)而去了解宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)，這是認(rèn)識(shí)自然的必然歷程，也一定會(huì)幫助我們揭示出更多的宇宙奧秘。