Kosmisches Netz

Das Kosmische Netz (Cosmic Web) ist die größte bekannte Struktur im Universum: ein dreidimensionales Netzwerk aus Galaxienfilamenten, Wänden und Knotenpunkten (Cluster), zwischen denen sich riesige nahezu leere Regionen (Voids) erstrecken. Die Filamente können 50 bis 400 Megaparsec lang sein.

Die Struktur geht auf winzige Dichtefluktuationen im frühen Universum zurück, die in der kosmischen Hintergrundstrahlung sichtbar sind. Dunkle Materie begann zuerst zu kollabieren und bildete ein Gerüst, dem die sichtbare Materie (Gas, Galaxien) folgte. Computersimulationen wie das Millennium-Simulation-Projekt und IllustrisTNG reproduzieren diese Strukturen mit bemerkenswerter Genauigkeit.

Das James Webb Space Telescope identifizierte 2023 eine fadenförmige Anordnung von 10 Galaxien, die nur 830 Millionen Jahre nach dem Urknall existierte, die frühesten beobachteten Stränge des Kosmischen Netzes. Das MUSE-Instrument am Very Large Telescope der ESO konnte Filamente im frühen Universum (1–2 Milliarden Jahre nach dem Urknall) erstmals direkt sichtbar machen.

Die Knotenpunkte des Netzes beherbergen die massereichsten Galaxienhaufen; die Filamente leiten Gas zu ihnen hin. Etwa 50 % der sichtbaren Materie befindet sich vermutlich als heißes, diffuses Gas in den Filamenten.

Gerade die Tatsache, dass das Kosmische Netz dem unsichtbaren Gerüst der Dunklen Materie folgt, macht es zu einem der wichtigsten Werkzeuge der modernen Kosmologie. Aus der Form, Dichte und zeitlichen Entwicklung dieses Netzes lassen sich die grundlegenden Parameter des Universums ablesen, etwa der Anteil von Dunkler Materie und Dunkler Energie. Große Durchmusterungsprojekte vermessen deshalb die Positionen von Millionen Galaxien, um die Architektur des Netzes über kosmische Epochen hinweg zu rekonstruieren. Die jahrzehntelang nur in Filamenten vermutete, aber kaum nachweisbare normale Materie, das Problem der fehlenden Baryonen, wurde inzwischen teilweise als heißes Gas zwischen den Galaxien aufgespürt. Für die Science-Fiction liefert das Kosmische Netz eine schwindelerregende Perspektive: Was im menschlichen Maßstab als unendliche Leere erscheint, ist in Wahrheit eine fein gesponnene Struktur, in der Galaxien wie Tautropfen an einem unvorstellbar großen Spinnennetz hängen. Diese größte aller bekannten Strukturen verbindet die kleinsten Quantenschwankungen des frühen Universums mit der Verteilung der Galaxien heute.