Voids

Kosmische Voids sind die größten bekannten Strukturen im Universum und machen rund 80 % seines Volumens aus. Es sind nahezu kugelförmige Regionen mit extrem geringer Galaxiendichte, typischerweise 30 bis 300 Megaparsec (100 bis 1.000 Millionen Lichtjahre) im Durchmesser.

Der erste identifizierte Void wurde 1981 von Robert Kirshner, Augustus Oemler, Paul Schechter und Stephen Shectman im Sternbild Boötes entdeckt, der Boötes-Void hat einen Durchmesser von rund 250 Millionen Lichtjahren und enthält nur etwa 60 Galaxien, wo Tausende zu erwarten wären.

Voids sind keine absolut leeren Räume. Sie enthalten diffuses Gas, wenige vereinzelte Galaxien und vor allem Dunkle Materie in geringer Dichte. Die Grenzflächen von Voids bilden Wände und Filamente, an deren Kreuzungspunkten Galaxienhaufen sitzen.

Für die Kosmologie sind Voids wertvoll, weil sie Informationen über Dunkle Energie liefern: Ihre Form und Expansion reagieren empfindlich auf die kosmologischen Parameter. Das Alcock-Paczyński-Test nutzt die scheinbare Form von Voids, um die Expansionsgeschichte des Universums zu vermessen.

Gerade ihre Leere macht Voids zu unerwartet wertvollen kosmologischen Laboren. Weil in ihnen die anziehende Wirkung normaler Materie kaum eine Rolle spielt, dominiert dort der abstoßende Effekt der Dunklen Energie besonders deutlich, sodass sich Voids schneller ausdehnen als der Rest des Universums. Genau diese Sensibilität nutzen Kosmologen, um die Eigenschaften der Dunklen Energie und sogar mögliche Abweichungen von Einsteins Gravitationstheorie zu testen. Hinzu kommt ein verblüffender Befund: In den riesigen Leerräumen scheinen Photonen der Hintergrundstrahlung minimal an Energie zu verlieren, ein Hinweis auf die beschleunigte Expansion, der als integrierter Sachs-Wolfe-Effekt bekannt ist. Für die menschliche Vorstellungskraft sind Voids zugleich erschütternd, denn eine Galaxie tief in einem solchen Hohlraum hätte einen fast leeren Nachthimmel und ihre Bewohner kämen womöglich nie auf die Idee, dass es jenseits der Dunkelheit ein ganzes Universum voller Galaxien gibt. Damit sind die größten leeren Regionen des Kosmos paradoxerweise unter den aufschlussreichsten.