Siebenhundert Millionen Lichtjahre sind praktisch nichts - dies ist der leere Ort im beobachtbaren Universum. Die Große Leere hat Wissenschaftler seit fast 40 Jahren verwirrt und sie gezwungen, die ungewöhnlichsten Hypothesen über ihre Natur aufzustellen.
Wenn Sie nachts in den Himmel schauen, kann es so aussehen, als ob die Sterne auf einheitliche Weise unendlich weit im Raum verstreut sind. Es ist jedoch bekannt, dass dies nicht der Fall ist. Sterne sind in Galaxien gruppiert, und Galaxien gruppieren sich zu gravitativ gebundenen Clustern. Im Allgemeinen ist die Situation so, dass benachbarte Galaxien relativ nahe beieinander liegen (im kosmischen Maßstab) und sich die Leere nicht über sehr große Bereiche des Weltraums erstreckt.
Es gibt jedoch einen Sonderfall, der als Bootes's Void bekannt ist. Dies ist ein unglaublicher Bereich des leeren Raums, der nirgendwo anders im bekannten Universum beobachtet wird.
Dieses Gebiet wurde 1981 vom Astronomen Robert Kirchner und seinem Team entdeckt. Bootes 'Leere wird manchmal die Große Leere genannt - dies ist eine riesige kugelförmige Region des Weltraums, in der es nur sehr wenige Galaxien gibt. Es befindet sich etwa 700 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbildes Bootes (daher der Name). Anfänglich sprachen Astronomen über ihre erstaunliche Entdeckung in dem Artikel "Eine Million Kubik-Megaparsec-Leere in Bootes" (Eine Million Kubik-Megaparsec-Leere in Bootes).
Ziemlich leere Leere
Im Durchmesser beträgt dieses Supervoid 330 Millionen Lichtjahre, was wiederum 0,27% des Durchmessers des beobachtbaren Universums entspricht (93 Milliarden Lichtjahre Durchmesser). Das Volumen dieser Region beträgt ungefähr 236 Tausend Kubik-Megaparsec. Mit anderen Worten, es ist die größte bekannte Leere im Universum.
Leere Karte Bootes / Richard Powell.
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Bald nach der Entdeckung der Bootes-Leere bemerkten die Astronomen, wie einzigartig dieses Gebiet ist. Anfangs konnten sie nur acht Galaxien darin finden, aber weitere Beobachtungen halfen, 60 Galaxien in einem riesigen Raum mit einem Durchmesser von einer Viertelmilliarde Lichtjahren zu finden. Laut dem Astronomen Greg Aldering hätten wir erst in den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts von der Existenz anderer Galaxien erfahren, wenn sich die Milchstraße im Zentrum der Leere der Bootes befunden hätte.
Zum Vergleich: Unsere einheimische Milchstraße hat ungefähr zwei Dutzend Nachbarn in einer Region mit einem Durchmesser von nur drei Millionen Lichtjahren. Wenn man bedenkt, dass die durchschnittliche Entfernung zwischen Galaxien im Universum mehrere Millionen Lichtjahre beträgt, dann würde es in einem so großen Raum wie Bootes 'Eingang mit einer ähnlichen Dichte ungefähr 10 000 Galaxien geben.
Wie Seifenblasen
Natürlich sind Wissenschaftler gespannt darauf, wie sich eine solch anomale Region des Weltraums hätte bilden können. Computermodelle deuten darauf hin, dass sich kleinere Hohlräume - die viel häufiger vorkommen - nach der Annäherung von Galaxien infolge der Gravitationswechselwirkung gebildet haben. Aus diesem Grund sind benachbarte Regionen leer geworden, und wenn sich dieser Prozess intensiviert, werden die Regionen größer.
Dies erklärt jedoch nicht die Existenz der Bootes-Leere. Seit der Geburt des Universums ist nicht genug Zeit vergangen, um durch Gravitationskräfte einen Raum dieser Größenordnung zu „räumen“.
Versuche, eine Erklärung zu finden, haben zur Entwicklung einer neuen Theorie geführt, die darauf hinweist, dass durch die Verschmelzung kleinerer Hohlräume Supervoide gebildet werden. Aldring bemerkte einmal, dass Galaxien in Hohlräumen merkwürdige röhrenförmige Formen annehmen, was ein wichtiger Hinweis zu sein scheint. Darüber hinaus schlug er vor, dass Bootes 'Hohlraum nach dem Zusammenführen kleinerer Hohlräume gebildet wurde - ähnlich wie Seifenblasen zu einer großen Blase verschmelzen. Bei den "röhrenförmigen" Galaxien handelt es sich höchstwahrscheinlich um Reste von Grenzen zwischen kleineren Hohlräumen.
Die Dyson-Kugel, die um einen Stern herum gebaut wurde, um seine Energie zu sammeln, wie es sich der Künstler / J. Wong vorgestellt hat.
Sie können auch ein noch radikaleres Szenario annehmen, das in der wissenschaftlichen Literatur kaum berücksichtigt wurde. Die Leere von Bootes könnte sich also durch die Ausweitung des dritten Zivilisationstyps auf der Kardaschew-Skala gebildet haben. Während des Kolonialisierungsprozesses dehnt sich die "Blase" der Zivilisation vom ursprünglichen Zivilisationssystem weg aus, das jeden Stern (und dann jede Galaxie) auf seinem Weg verdeckt und ihn mit einer Dyson-Kugel bedeckt. Dies könnte die ziemlich gleichmäßige Kugelform der Leere erklären. In Anbetracht der Tatsache, dass sich die Leere von Bootes etwa 700 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt befindet und intelligentes Leben im Universum vor etwa vier Milliarden Jahren entstanden sein könnte, hatte eine solche alte Zivilisation genügend Zeit, um diese erstaunliche kosmologische Technik umzusetzen. Ja, das ist reine Spekulation, aberAngesichts der Seltsamkeit des Phänomens selbst kann diese Hypothese berücksichtigt werden.
Beängstigender und leerer Ort
Die Natur der Leere gibt Anlass zum Nachdenken. Sicherlich wären die Besucher dieses Gebiets, gelinde gesagt, angesichts der extremen Entfernungen zwischen den Galaxien und des Blicks auf den fernen Raum, der "schwärzer als schwarz" erscheinen würde, von einer solchen Isolation überwältigt.
Darüber hinaus ist der Eingang von Bootes wahrscheinlich das "idealste" Vakuum im Weltraum, dessen Auswirkungen ebenfalls beachtet werden sollten. Es würde selten nicht nur Steine und Staub enthalten, sondern auch verschiedene Arten von Partikeln. Für die Wechselwirkung von Partikeln in dieser riesigen Leere können Epochen verschwinden, wenn dies überhaupt möglich ist.
Karte der galaktischen Hohlräume im beobachtbaren Universum / Andrew Z. Colvin.
Die extrem geringe Dichte der Materie in dieser Region des Weltraums bedeutet, dass wenn eine Art "Struktur" - zum Beispiel Neutrinos - in sie eindringt, sie einerseits genauso aussieht, wenn sie Hunderte von Millionen von Jahren später herauskommt. Gleiches gilt für Photonen. Materieteilchen mit einer viel größeren Masse als Neutrinos und Photonen werden natürlich an den Rändern der Leere angezogen. Aufgrund dieser Eigenschaft, den Zustand der Hohlräume zu erhalten, kann Bootes eines Tages als ideale Zeitkapsel angesehen werden.
Wie dem auch sei, die Entdeckung der Super-Leere hat das traditionelle kosmologische Denken stark beeinflusst. Seitdem haben Astronomen ihr Verständnis der Galaxienbildung wiederholt überarbeitet, da bekannt ist, dass die Materie im Universum sehr ungleichmäßig verteilt ist.
Immerhin ist der Eingang von Bootes eine weitere bescheidene Erinnerung an die Weite des Weltraums. Das Universum, das wir sehen, ist für unser Verständnis unvorstellbar groß, und unser Platz darin ist überraschend klein und unbedeutend - ein mikroskopischer Blitz im gigantischen Raum. Aber egal wie einsam wir uns auf unserem kleinen blauen Punkt erscheinen mögen, wir haben auf jeden Fall die Möglichkeit, die Sternenlandschaft zu betrachten, wenn wir unsere Augen zum Himmel richten.
Vladimir Guillen
