一首歌唱道：“天上的星星，數(shù)也數(shù)不清。”然而，對于天文學(xué)家來說，宇宙中總共有多少顆恒星，是他們一直試圖搞清楚的問題。
古希臘天文學(xué)家在觀察夜空中的星星時(shí)，根據(jù)習(xí)慣將星星的亮度劃分為6個(gè)等級。1850年，英國天文學(xué)家普森對這個(gè)亮度劃分方法進(jìn)行了定量測量，發(fā)現(xiàn)古希臘天文學(xué)家定出的1等星亮度大概是6等星亮度的100倍。也就是說，星等每相差1等，我們觀察到的星星亮度就會(huì)相差約2.512倍。
按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，天文學(xué)家將星等的標(biāo)準(zhǔn)向明亮和暗弱兩個(gè)方向擴(kuò)展。有些星體比1等星更明亮，其星等的值就小于1甚至為負(fù)值；而一些比6等星更暗弱的星，則有著7等、8等甚至數(shù)值更高的星等。
例如，夜空中引人注目的亮星天狼星，星等可達(dá)-1.4。需要注意的是，這里的星等是按照在地球上觀察到的亮度定義的，因此有時(shí)也被更準(zhǔn)確地稱為“視星等”。視星等數(shù)值越高，在地球上看起來越暗弱，其實(shí)際亮度卻并不一定低。因?yàn)?，星體亮度有可能是距離遙遠(yuǎn)導(dǎo)致的。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，人眼在不借助任何觀測工具的情況下，能觀察到的最暗弱的星大概為6.5等。1930年，美國耶魯大學(xué)天文學(xué)家統(tǒng)計(jì)了整個(gè)天空中亮度高于6.5等的星體，制成了“耶魯亮星星表”。其后，這個(gè)星表又更新過數(shù)次。根據(jù)該星表的統(tǒng)計(jì)，天空中理論上總共有9000顆左右的星體，可被我們的肉眼直接識(shí)別觀察到。
對于特定位置的觀測者來說，由于總有一部分星體處于地平線以下，因此某一時(shí)刻出現(xiàn)在夜空中的星體數(shù)量在4000顆左右。不過，實(shí)際能觀察到的星體數(shù)量，還受多種觀測條件和因素影響，其中主要的原因是人類夜間活動(dòng)照明的增加。在大城市，相當(dāng)一部分星體被人造光源遮蔽，人們在晴朗夜空中可以看到的星星不過幾十顆。如果您遠(yuǎn)離城市，就有機(jī)會(huì)飽覽城市中難以看到的璀璨星空。
如果你想弄清楚一個(gè)米缸里有多少粒米，一粒一粒數(shù)完顯然不是一個(gè)快捷的方式。完成這個(gè)任務(wù)的捷徑是，先取出少量米，數(shù)出米粒數(shù)量，并測量這些米所占有的體積，進(jìn)而可以計(jì)算出單位體積內(nèi)米的數(shù)量。之后，對米缸的總體積進(jìn)行測量，就能得到米缸內(nèi)米粒的大致數(shù)量。雖然不能做到完全精確，但至少能得到一個(gè)八九不離十的估算結(jié)果。
使用這種方式，天文學(xué)家已經(jīng)開展了對宇宙中恒星總數(shù)的估算工作，試圖回答“宇宙中究竟有多少顆星星”這個(gè)看似簡單實(shí)際卻十分復(fù)雜的問題。
在宇宙中，恒星并非均勻孤立地存在，而是聚合成了一個(gè)又一個(gè)星系。距離地球最近的恒星太陽，就處在銀河系的星系中。只要估算宇宙中總共有多少個(gè)星系、每個(gè)星系內(nèi)平均有多少顆恒星，兩者相乘后就能得到恒星的總數(shù)。
有些星系離我們較近，可觀察到比較豐富的細(xì)節(jié)。而非常遙遠(yuǎn)的星系，即便在性能最強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡獲取的圖像中，也僅能被大致分辨出來。太陽所在的銀河系本身包含有一千億到一萬億顆恒星，但并非所有的星系都有銀河系這樣的規(guī)模。2008年，天文學(xué)家利用“斯隆”數(shù)字巡天望遠(yuǎn)鏡對距離較近的星系進(jìn)行觀察，估計(jì)每個(gè)星系內(nèi)平均包含有約五千萬顆恒星。但也有天文學(xué)家在進(jìn)一步研究中，將這個(gè)估值調(diào)高到一億顆。相比于各個(gè)星系的平均水平，銀河系可以說是個(gè)不折不扣的“大塊頭”。
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡是目前觀測能力最強(qiáng)的望遠(yuǎn)鏡之一。當(dāng)它遙望宇宙的盡頭，希望盡其所能看到宇宙中最深邃的那部分時(shí)，會(huì)切換到“極限深場”模式，通過對特定天區(qū)的反復(fù)曝光累積，來觀測一些非常暗弱的星系。根據(jù)這些觀測資料，天文學(xué)家就能對星系數(shù)量作出目前最準(zhǔn)確的估算，其總量大概在一萬億顆左右。
用這個(gè)數(shù)字乘以每個(gè)星系中的平均恒星數(shù)量，可以得到宇宙中的恒星總數(shù)大概為一萬億億顆。從這個(gè)數(shù)字看，我們通過肉眼觀察到的夜空中的星體，僅僅是宇宙恒星家族中很小的一部分。
隨著歐空局“蓋亞號(hào)”太空望遠(yuǎn)鏡等新一代觀測設(shè)備的使用，宇宙中恒星總數(shù)也許會(huì)被進(jìn)一步校準(zhǔn)。