Boötes Void: Struktur und Kosmologie der Leeren

Boötes-Leere: Die größte kosmische Leere und ihre Rolle in der Kosmologie

Kosmische Leeren sind riesige Regionen im Universum mit extrem niedriger Galaxien-Dichte, die sich über Hunderte Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie wurden 1978 unabhängig voneinander von Stephen Gregory und Laird Thompson in den USA sowie von Jaan Einasto und seinem Team in der Sowjetunion entdeckt. Leeren bilden das kosmische Netz – ein Geflecht aus Galaxienfäden und -wänden, die durch diese leeren Räume getrennt sind. Leeren dehnen sich schneller aus als der Rest des Universums, schieben Materie zu ihren Rändern und formen großräumige Strukturen.

Die Galaxien-Dichte in Leeren ist um Größenordnungen niedriger als in Superhaufen wie Laniakea (Heimat von über 100.000 Galaxien). Die Dynamik der Leeren hängt mit der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMB) zusammen: Kalte Flecken auf ihrer Karte entsprechen Leeren, in denen frühe Dichteschwankungen die Materieentwicklung antrieben.

Boötes-Leere: Parameter und Merkmale

Die Boötes-Leere (auch als Große Leere bekannt) wurde 1981 von Robert Kirshner von der Harvard University entdeckt. Sie liegt etwa 700 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und hat einen Durchmesser von 250 Millionen Lichtjahren (0,27 % des beobachtbaren Universums). Zunächst wurden nur 7 Galaxien identifiziert; bis 1995 stieg die Zahl auf 27, heute sind es bis zu 60.

Die Dünne ist so extrem, dass, wäre unsere Milchstraße im Zentrum, unsere nächsten Nachbarn erst in den 1960er-Jahren entdeckt worden wären. Die Leere besteht aus schwachem, gewöhnlichem Baryonenmaterial statt Dunkler Materie, was sie ideal für Studien unter schwacher Gravitation macht.

Wichtige Merkmale:

• Durchmesser: ~250 Mpc (Megaparsec).
• Entfernung: ~700 Mpc.
• Galaxien: 60+.
• Dichte: <1 % des universellen Durchschnitts.

Wissenschaftliche Bedeutung der Leeren

Leeren bieten ein unberührtes Labor, um Dunkle Energie, Dunkle Materie und kosmische Inhomogenitäten zu erforschen. Wichtige Forschungsgebiete umfassen:

• Galaxien-Dynamik: Modellierung von Bewegungen von Galaxien und Haufen in Leeren sowie deren Bildung von Fäden und Wänden.
• Expansion: Leeren wachsen schneller als im Durchschnitt und testen inhomogene Kosmologiemodelle als Alternative zur Dunklen Energie.
• Quanten-Effekte: Schwache Gravitation eignet sich ideal zur Jagd nach Casimir-Effekten und Signaturen falscher Vakuen.
• Fehlende Materie: Suche nach Dunkler und exotischer Materie in niedrigdichten Umgebungen.
• Galaxien-Evolution: Leeren-Galaxien sind kleiner, gasreich und zeigen blaue Spektren.
• Kosmische Netz: Analyse der Fadenvernetzung und potenzieller Strukturzusammenbrüche durch Expansion.

Diese Themen verbinden sich mit der Hintergrundkosmologie und der CMB.

Galaxien in der Boötes-Leere

Trotz der Leere beherbergt sie bemerkenswerte Galaxien. Markarian 845 ist die hellste (Größe 14,8), eine spiralförmige Galaxie von der Kante mit leuchtendem Kern, etwa 1 Bogenminute groß.

Weitere Beispiele:

• CG 692: Größe 15,2, verzerrter Spiralarm, heller Bulge, 0,7 Bogenminuten lang.
• CG 538: Kompakt, Größe 15,3, elliptische Scheibe, 0,5 Bogenminuten – wirkt sternartig.
• I Zwicky 81: Scheibengalaxie mit hellem Zentrum.
• MCG+01-02-015: Balkenspirale, die nächste bei 100 Mpc.

Diese Galaxien zeigen ungewöhnliche Evolution durch ihre Isolation.

Leeren im Kontext des Multiversums

Die Eridanus-Superleere (6–10 Milliarden Lichtjahre groß) erscheint als kalte Anomalie in der CMB. Führende Hypothesen:

• Leeren beschleunigen die Expansion durch dominante Dunkle Energie.
• Kollisionen mit Multiversumsblasen (Markus Chown, 2007): Energieauslässe formen Leeren.
• Schwammartiges Universum (James Trefil): Leeren stabilisieren die Materieverteilung.

Spekulationen über künstliche Ursprünge (Zivilisationen Typ III) werden abgelehnt – Leeren sind natürliche Phänomene.

Wichtige Erkenntnisse

• Die Boötes-Leere ist die größte bekannte und enthüllt Geheimnisse von Dunkler Energie und Materie.
• Leeren-Galaxien entwickeln sich anders: kleiner, gasreich, mit blauen Spektren.
• CMB-Verbindungen bestätigen die Rolle der Leeren im frühen Universum.
• Multiversum-Theorien nennen Leeren als Kollisionsbeweis.
• Leeren-Expansion testet die Einheitlichkeit kosmologischer Gesetze.

— Editorial Team