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Kosmologie: Riesiges kaltes Nichts im All

Physiker und Astronomen haben einen ungewöhnlich großen Leerraum im Kosmos entdeckt. Er hat einen Durchmesser von bis zu 1,8 Milliarden Lichtjahren und enthält entweder gar keine oder nur sehr wenige Galaxien. Typischerweise besitzen solche "Voids" nur einen Bruchteil dieses Durchmessers.

Das All ist gleichmäßig von der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung erfüllt. Sie gilt als Überbleibsel aus der Frühzeit des Universums. Die Raumsonden WMAP und Planck, die bis 2010 beziehungsweise 2013 in Betrieb waren, haben diese Strahlung für den gesamten Himmel kartiert. Demnach existiert ein Gebiet im Sternbild Eridanus, in dem die Temperatur des Mikrowellenhintergrunds um 70 millionstel Kelvin unterhalb des Durchschnittswerts liegt. Forscher um István Szapudi von der University of Hawaii (USA) haben jetzt versucht, diesen kalten Fleck zu erklären. Sie erstellten eine Karte für die Verteilung der Galaxien. Dabei entdeckten sie im fraglichen Gebiet den riesigen Leerraum.

Wie dieser mit dem kalten Fleck zusammenhängt, lässt sich mit dem Sachs-Wolfe-Effekt erklären: Wenn die Photonen der Hintergrundstrahlung in ein Gebiet höherer Dichte eintreten, wirkt dessen Gravitationspotenzial auf sie wie eine Vertiefung, in die sie hineinfallen, wobei sie Energie gewinnen. Während sie das Areal durchqueren, dehnt sich das Universum aus, wodurch die Vertiefung gleichsam auseinandergezogen und flacher wird. Daher verlieren die Photonen beim Verlassen des Gebiets weniger Energie, als sie beim Eintritt erhalten haben. Umgekehrt bedeutet das: Passieren Photonen einen großen Leerraum, sind sie anschließend energieärmer (also kälter) als nach dem Durchqueren dichterer Regionen.

Allerdings erklärt der Sachs-Wolfe-Effekt allein die Temperaturabweichung von 70 millionstel Kelvin nicht vollständig. Dennoch sind die Wissenschaftler um Szapudi überzeugt davon, zwischen dem kalten Fleck im Sternbild Eridanus und dem Void bestehe ein Zusammenhang. Denn dass sich beide rein zufällig an derselben Stelle befinden, sei sehr unwahrscheinlich.

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