Kosmische Filamente und Voids – Das Spinnennetz des Universums

Das Universum zeigt auf größten Skalen eine faszinierende Struktur, die als „kosmisches Netz“ bezeichnet wird. Dieses Netz besteht aus kosmischen Filamenten, die wie riesige Stränge Materie im All bündeln. In diesen Filamenten sammeln sich Galaxien, Galaxienhaufen und dunkle Materie. Die Filamente verbinden massereiche Knotenpunkte, die als Superhaufen bezeichnet werden. Diese Strukturen erstrecken sich über Hunderte von Millionen Lichtjahren. Zwischen den Filamenten liegen riesige, fast leere Räume, die als Voids bezeichnet werden. Voids können Durchmesser von mehreren hundert Millionen Lichtjahren erreichen. In ihnen befindet sich nur sehr wenig Materie, oft weniger als ein Zehntel der Dichte des Universums. Die Dichteunterschiede zwischen Filamenten und Voids entstehen durch die Gravitation. Schon kurz nach dem Urknall bildeten sich leichte Dichteschwankungen. Diese Schwankungen wuchsen durch die Gravitation und führten zur Ausbildung der großräumigen Strukturen. Kosmische Filamente wirken wie die „Straßen“ des Universums, auf denen Galaxien wandern. In den Knotenpunkten der Filamente befinden sich oft die größten Galaxienhaufen. Die Voids hingegen wirken wie riesige Blasen zwischen diesen Straßen. Astronomen nutzen Rotverschiebungsmessungen, um die Filamente zu kartieren. Galaxien in Filamenten sind oft aktiver in der Sternentstehung. Die Filamente enthalten nicht nur sichtbare Materie, sondern auch große Mengen dunkler Materie. Diese dunkle Materie sorgt für die Gravitationsbindung der Strukturen. Voids zeigen oft eine schwächere Gravitation, was ihre geringe Materiedichte erklärt. Die Temperatur der Materie in Voids ist extrem niedrig. Filamente sind oft von Gaswolken durchzogen, die bei der Sternentstehung eine Rolle spielen. Beobachtungen mit Radioteleskopen zeigen, dass Filamente magnetische Felder enthalten. Diese Felder können die Bewegung von Galaxien und Gas beeinflussen. Simulationen des Universums reproduzieren die Bildung von Filamenten und Voids genau. Die Verteilung der Materie in Filamenten folgt einem Netzwerk aus Knoten, Strängen und leeren Räumen. Voids sind nicht völlig leer, sondern enthalten vereinzelte Galaxien. Diese Galaxien in Voids unterscheiden sich oft in ihrer Zusammensetzung von Galaxien in dichten Regionen. Kosmische Filamente können Hunderte bis Tausende Galaxien verbinden. Sie stellen die größten zusammenhängenden Strukturen im Universum dar. Voids machen das Universum auf großen Skalen erstaunlich homogen. Die Erforschung von Filamenten und Voids hilft, die Entwicklung des Universums zu verstehen. Sie zeigt, wie Materie von anfänglichen Schwankungen zu großräumigen Strukturen kondensiert. Die Untersuchung der Filamente liefert Hinweise auf die Natur der dunklen Materie. Voids sind wichtige Testfelder für kosmologische Modelle. Filamente und Voids bilden zusammen die großräumige Architektur des Universums. Diese Struktur wird als „kosmisches Spinnennetz“ bezeichnet. Ohne Filamente und Voids gäbe es keine geordnete Verteilung von Galaxien. Die Erforschung dieser Strukturen ist zentral für die moderne Kosmologie. Neue Teleskope und Simulationen ermöglichen immer detailliertere Karten des kosmischen Netzes.

Was genau sind Kosmische Filamente

Kosmische Filamente sind die größten zusammenhängenden Strukturen im Universum. Sie bestehen aus Galaxien, Galaxienhaufen, Gas und dunkler Materie. Diese Stränge verbinden massereiche Knotenpunkte, sogenannte Superhaufen. Filamente bilden das „Skelett“ des kosmischen Netzes. Ihre Längen erstrecken sich über Hunderte von Millionen Lichtjahren. Die Gravitation formt die Materie in diesen filigranen Strukturen. Galaxien in Filamenten zeigen oft aktive Sternentstehung. Filamente enthalten auch diffuse Gaswolken und Magnetfelder. Zwischen den Filamenten liegen nahezu leere Regionen, die Voids genannt werden. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der großräumigen Struktur und Evolution des Universums.

Was genau sind Voids

Voids sind riesige, nahezu leere Regionen im Universum. Sie liegen zwischen den dichten Strukturen wie kosmischen Filamenten und Superhaufen. In Voids befindet sich nur sehr wenig Materie, oft weniger als ein Zehntel der durchschnittlichen Dichte des Universums. Sie können Durchmesser von mehreren zehn bis mehreren hundert Millionen Lichtjahren erreichen. Trotz ihrer geringen Materiedichte enthalten Voids vereinzelte Galaxien. Die Gravitation in Voids ist schwach, was die langsame Bewegung von Materie erklärt. Die Temperaturen im Void-Raum sind extrem niedrig, und Gas ist stark verdünnt. Voids tragen zur großräumigen Homogenität des Universums bei. Ihre Untersuchung hilft, kosmologische Modelle und die Entwicklung des Universums zu überprüfen. Zusammen mit Filamenten bilden sie das sogenannte „kosmische Netz“ und strukturieren das Universum auf den größten Skalen.

Beispiele kosmischer Filamente

Sloan Great Wall – Eines der größten bekannten Filament-Strukturen, Länge ca. 1,37 Milliarden Lichtjahre

Hercules–Corona Borealis Great Wall – Riesiges Filament, Länge ca. 10 Milliarden Lichtjahre

CfA2 Great Wall (Coma Filament) – Filamentstruktur, die den Coma-Galaxienhaufen verbindet, Länge ca. 500 Millionen Lichtjahre

Perseus–Pisces Supercluster Filament – Verbindet mehrere Superhaufen, Länge ca. 300 Millionen Lichtjahre

Bootes Filament – Filament in Richtung Bootes-Konstellation, Länge ca. 250 Millionen Lichtjahre

Sculptor Wall – Filament, das Superhaufen in Sculptor verbindet, Länge ca. 200 Millionen Lichtjahre

Local Filament (Laniakea-Verbund) – Teil des lokalen Superhaufen-Systems, Länge ca. 500 Millionen Lichtjahre

Shapley Supercluster Filament – Verbindet Shapley-Superhaufen mit benachbarten Strukturen, Länge ca. 150 Millionen Lichtjahre

Perseus–Pegasus Filament – Dichte Galaxienstruktur, Länge ca. 400 Millionen Lichtjahre

Great Attractor Filament – Filament, das zur Region des Great Attractors führt, Länge ca. 250 Millionen Lichtjahre

Beispiele kosmischer Voids

Bootes Void – Einer der größten bekannten Voids, Durchmesser ca. 330 Millionen Lichtjahre

Local Void – Befindet sich in der Nähe der Milchstraße, Durchmesser ca. 150 Millionen Lichtjahre

Eridanus Void – Riesiger leerer Bereich in Richtung Sternbild Eridanus, Durchmesser ca. 200 Millionen Lichtjahre

Sculptor Void – Liegt in der Nähe des Sculptor-Superclusters, Durchmesser ca. 140 Millionen Lichtjahre

Taurus Void – Leerer Raum im Taurus-Sternbild, Durchmesser ca. 100 Millionen Lichtjahre

Perseus-Pisces Void – Großer Hohlraum neben dem Perseus-Pisces Filament, Durchmesser ca. 120 Millionen Lichtjahre

Draco Void – Leerer Bereich im Sternbild Draco, Durchmesser ca. 90 Millionen Lichtjahre

Leo Void – Befindet sich in der Nähe des Leo-Sternbildes, Durchmesser ca. 80 Millionen Lichtjahre

Gemini Void – Großer leerer Raum in Richtung Gemini, Durchmesser ca. 70 Millionen Lichtjahre

Microscopium Void – Kleinerer Void im Sternbild Microscopium, Durchmesser ca. 60 Millionen Lichtjahre