让我们敞开自己的思绪，地球，恒星，黑洞，银河系，河外星系，大尺度结构，宇宙，以及——宇宙大爆炸，当我们心怀这一切的时候，在无垠的黑暗太空之中，那些亮闪着的，凡是能够看到的东西，是怎样到达我们眼睛的呢？
光子！没错，这一切都是因为恒星产生的光子，在宇宙中横冲直撞，到达了我们的眼睛，或者照射在某些可见物质上，散射出来的光子进入我们的眼帘，作用于我们的视觉神经系统，从而在大脑里产生的电信号。
所以我们能够在白天看到山川秀丽阳光明媚，在夜晚看到银河璀璨星光灿烂，都是因为恒星发出的光子。那么，自宇宙诞生以来，宇宙中的恒星一共产生了多少个光子呢？
马可·阿耶洛在仰望星空/图片来源：克莱姆森大学
你肯定已经瞠目结舌作不可思议状了，我们怎么可能知道宇宙诞生以来产生了多少星光？然而，美国克莱姆森大学天体物理学家马可·阿耶洛和他的团队可不这么看，他们硬是想到了一个巧妙的办法，算出了自大爆炸以来宇宙大生产产出的光子总数。
根据科学家们的估计，从137亿年前宇宙大爆炸以来，已经产生了无数的星系和恒星，整个宇宙可能有2万亿个星系，上万亿万亿的恒星，产生了……好吧，没法用数字来表达了，产生了无数的光子。遗憾的是，宇宙空间极为浩大，这些星光都非常暗淡，在我们地球上看来，大约相当于一个4公里以外的60瓦灯泡亮度。另外，黄道光和银河系自身的光也会干扰我们，没有人能直接观察到宇宙中究竟产生了多少光子。
阿耶洛的团队使用了伽玛射线光子来间接地量化星光。伽玛射线光子能量是可见光的10亿倍，当它们穿过太空时，会与恒星产生的光子相互作用而被吸收；星光越多，吸收也就越多；所以可以通过伽玛射线被吸收的比率来算出我们和伽玛射线源之间的星光密度，进而算出宇宙的光子总量。
研究人员利用美国宇航局（NASA）费米伽马射线太空望远镜9年的观测数据，分析了宇宙中739个强伽玛射线源——耀变体发出的光，测定了它们被河外星系背景光（EBL，由所有紫外线、可见光和红外线组成的宇宙雾）吸收的比率，并减去来自其它光源——如大质量黑洞周围吸积盘发出的光子，得到了整个宇宙中光子的密度。这些耀变体离地球的距离从数亿，到数十亿，到上百亿光年，研究人员可以通过它们测量宇宙不同年代的光子密度，从而重建了整个宇宙时期EBL的光子密度。
739个耀变体/图片来源：克莱姆森大学
现在你已经知道该怎么做了，但测算这个光子密度可是花了科学家们整整3年的时间！用这个密度乘以宇宙的体积，他们得到了整个宇宙中的光子总数：4x10^84个。
自时间开始以来，到费米望远镜获得数据的那一刻，整个可观察宇宙历史上就产生了这么多光子。可以作为参考的是，宇宙中所有粒子的总数大约是10^80个（折合成氢原子）。我承认，我的思绪已经有点凌乱了，居然连这都算得出来！
这个数据有什么用呢？研究人员认为，这个数据将有助于科学家们未来对宇宙的深入研究，比如测定宇宙膨胀速度和哈勃常数，探索早期宇宙，研究恒星形成的历史等等。
这项研究发表在11月30日《科学》杂志上。
论文：http://science.sciencemag.org/content/362/6418/1031
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