Unser Universum ist erstmal ziemlich leer. In unserer Ecke des Kosmos mag es zwar etwas gedrängt zu gehen – hier ist alles voller Planeten, Sterne und Galaxien – aber anderswo ist nichts, nichts und noch mehr nichts. Diese gewaltigen Leerräume werden “Voids” genannt und sie gehören zu den größten Strukturen im Universum.
Auf kleineren Skalen (oder dem, was die Astronomen so unter “klein” verstehen) ist das All relativ hierarchisch aufgebaut. Planeten, wie z.B. unsere Erde, sind in Planetensystemen organisiert und kreisen um Sterne (obwohl es viele Ausnahmen gibt die aber immer alle noch Teil einer Galaxie sind). Die Sterne wiederum sitzen nicht einfach irgendwie im Universum sondern sind in “Sternsystemen” organisiert: die Galaxien. Eine davon ist unsere eigene Milchstrasse mit ihren etwa 200 Milliarden Sternen. Aber auch die Galaxien sind nicht zufällig im Universum verteilt sondern haben sich in “Galaxienhaufen” versammelt. In der – nicht sehr originell benannten – “Lokalen Gruppen” befinden sich neben unserer Milchstrassengalaxie und unserer Nachbarin, der Andromeda-Galaxie noch dutzende bekannte kleinere Galaxien (insgesamt enthält die lokale Gruppe vermutlich bis zu 500 Galaxien). Die ganze Gruppe umfasst einen Raum von etwa 7 Millionen Lichtjahren im Durchmesser.
Wen überrascht es zu erfahren, dass auch die Galaxienhaufen nicht gleichmäßig oder zufällig über das Universum verteilt sind, sondern Strukturen bilden? Das tun sie nämlich und diese Anhäufungen von Galaxienhaufen nennt man passenderweise “Superhaufen”. Unsere Lokale Gruppe ist Teil des Virgo-Superhaufens, der etwa 200 Millionen Lichtjahre durchmisst und an die 200 Galaxienhaufen enthält (dessen Zentrum der gewaltige Virgo-Galaxienhaufen in 65 Millionen Lichtjahren Entfernung ist und auf den sich die lokale Gruppe zu bewegt). Ist damit jetzt Schluß? Nicht ganz. Auch die Superhaufen selbst bilden Strukturen: man nennt sie “Filamente” und sie sind wirklich gewaltig! Die – wieder sehr originell benannte – “Große Mauer” beispielsweise ist 500 Millionen Lichtjahre lang, 300 Millionen Lichtjahre hoch aber nur 15 Millionen Lichtjahre dick. Und besteht aus Superhaufen. Man sollte meinen, dass den Astronomen so ein enormes Gebilde schnell auffällt. Aber die große Mauer wurde erst 1989 entdeckt (von Margaret Geller und John Huchra). Denn den Himmel zu fotografieren ist zwar relativ einfach. Wenn man aber herausfinden will, wie die Objekte im Universum angeordnet sind; wenn man ein dreidimensionales Bild des Kosmos haben will, dann muss man auch herausfinden, wie weit die jeweiligen Galaxien und Galaxienhaufen entfernt sind. Und das ist bei diesen Entfernungen nicht trivial sondern eine langwierige Arbeit. Erst als Geller und Huchra hunderte Galaxien(haufen) detailliert vermessen hatten, konnte sie die große Mauer sehen. Übrigens: die große Mauer ist zwar groß. Aber die “Sloan Great Wall” stellt selbst sie in den Schatten. Dieses Filament hat eine schwindelerregende Länge von über 1.3 Milliarden Lichtjahren! Das ist aber dann doch etwas zu groß; die Galaxienhaufen der Sloan Great Wall sind nicht gravitativ aneinander gebunden und werden sich in der Zukunft wieder in separaten Haufen aufspalten.
Hier ist ein schönes Video einer Computersimulation der Uni Chicago. Es zeigt, wie sich die Materie im Laufe der Zeit zu Filamenten anordnet. Ursprünglich war das Universum homogen. Fast jedenfalls. Es gab – bedingt durch Quantenfluktuationen – winzige Unregelmäßigkeiten in der Verteilung der Materie die bei der Inflation – also der Phase in der Frühzeit des Universums als es sich enorm schnell und enorm stark ausdehnte – ebenfalls mit aufgeblasen wurde. Manche Bereiche waren also ein klein wenig dichter als andere und übten einen gravitativen Einfluss aus. Sie zogen mehr Materie an – und irgendwann entstanden dann die Strukturen, die wir heute beobachten können. Die Simulation zeigt einen Ausschnitt des Universums mit etwa 140 Millionen Lichtjahre Kantenlänge:
Und was ist dort, wo keine Filamente sind? Richtig: Nichts! Enorm große Bereiche, in denen sich keine (oder nur enorm wenige) Galaxien befinden. Das sind die “Voids”, die größten Strukturen im Universum (sofern man etwas, dass aus Nichts besteht überhaupt “Struktur” nennen kann). Sie können durchaus eine Milliarde Lichtjahre durchmessen (wie es z.B. bei der “Giant Void” der Fall ist). Hier ist ein kleiner Überblick über die Löcher in der Nachbarschaft:
Hier ist aber nun wirklich Schluß. Voids und Filamente bilden die großflächige Struktur des Universums. Zoomt man noch weiter hinaus, dann findet man keine Strukturen mehr. Es sei denn, man macht sich Gedanken über Paralleluniversen… Aber das ist eine andere Geschichte (die hier im Blog übrigens Ende Juli in aller Ausführlichkeit erzählt werden wird).
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