|
WebSites
|
Inhalt
|
Unser Universum - Raum |
Die "Grosse Leere" (engl. Great Void oder Local Void) ist ein Begriff aus der Kosmologie,
der sich auf riesige, nahezu materiefreie Regionen im Universum bezieht - sogenannte kosmische Voids.
Diese Voids sind ein wesentlicher Bestandteil der grossräumigen Struktur des Universums,
das einer schaumartigen Verteilung gleicht: Galaxien und Galaxienhaufen befinden sich entlang von Filamenten,
während Voids dazwischen liegen wie riesige Blasen und von Galaxienclustern umgeben sind.
Allgemein sind "Leere Gebiete"(Voids) Regionen mit deutlich weniger Galaxien als erwartet mit riesigen Ausmassen (z.B. die Boötes-Leere).
Was ist die "Grosse Leere"?
- Die Grosse Leere ist ein besonders ausgedehnter kosmischer Void, der sich direkt jenseits
des Lokalen Superhaufens (Laniakea) befindet.
- Sie ist Teil der grossräumigen Materieverteilung des Universums und umfasst ein Volumen von
mehreren hundert Millionen Lichtjahren.
- Sie enthält wenige bis keine Galaxien, was sie zu einem gravitativ "leeren" Raum macht.
- Die grosse Leere hat Auswirkungen auf die Bewegung der Milchstrasse und anderer lokaler Strukturen.
Funktion der Grossen Leere und ihre physikalischen Eigenschaften
| Zeitraum |
Funktion der Grossen Leere |
Physikalische Eigenschaften |
Relevanz für das Universum |
| Frühes Universum (<= 380000 Jahre nach Urknall) |
Noch nicht vorhanden - Materie war nahezu homogen verteilt |
Geringe Dichtefluktuationen ($\frac{\delta \rho}{\rho} \approx 10^{-5}$) sichtbar in der kosmischen Hintergrundstrahlung |
Ausgangspunkt für spätere Void-Bildung |
| Rekombinationszeit bis erste Galaxien (1 Mrd. Jahre) |
Erste "Keime" für Voids bilden sich in unterdichten Regionen durch fehlenden Gravitationskollaps |
Leicht unterdurchschnittliche Dichte führt zu Expansion der Leere durch kosmische Expansion |
Beginn der strukturellen Segmentierung des Universums |
| Strukturbildung (1-10 Mrd. Jahre) |
Voids vergrössern sich, während dichte Regionen kollabieren und Filamente bilden |
Expansive Bewegung von Materie aus den Voids heraus - unterdichte Regionen "leeren sich" weiter |
Verstärkung des "Wabenschaums" der grossräumigen Struktur |
| Heute (13.8 Mrd. Jahre) |
Grosse Leere beeinflusst Galaxienbewegungen lokal gravitationsbedingt negativ (z.B. Rückstoss der Milchstrasse) |
Unterdichte Raumregion mit < 10 % der mittleren Dichte; 300 Millionen Lichtjahre Durchmesser |
Bedeutung für Lokale Bewegungen, z.B. Flucht aus der Leere |
| Zukünftiges Universum ($> 10^9$ Jahre) |
Leeren sich weiter durch Expansion; Voids dominieren das Volumen des Universums |
Kosmische Expansion (insb. durch Dunkle Energie) treibt Materie weiter auseinander - Voids wachsen |
Universum wird grossflächig leer, nur noch isolierte Galaxieninseln |
Physikalische Eigenschaften der "Grossen Leere"
| Eigenschaft |
Beschreibung |
| Materiedichte |
10-20 % der mittleren kosmischen Dichte, teils $0.1 Galaxien/Mpc^3$ |
| Gravitative Wirkung |
Negativ im Vergleich zu dichten Regionen - Galaxien "fliehen" aus Voids heraus |
| Temperatur |
Sehr gering - kaum Sterne, wenig Strahlung, Temperaturen nahe kosmischem Mikrowellenhintergrund ($2.7 K$) |
| Expansion |
Dehnt sich schneller aus als der Rest des Universums - geringere Gravitation bedeutet weniger Widerstand gegen Expansion |
| Topologie |
Voids sind keine leeren Kugeln - sie haben komplexe, verzerrte Formen, meist umgeben von Filamenten |
| Entstehung |
Entstehen durch gravitativen Rückzug der Materie aus unterdichten Regionen während der Expansion |
| Kosmische Umgebung |
Meist umgeben von Superhaufen, Filamenten oder Wänden (z.B. Sloan Great Wall, Laniakea) |
Kosmologische Rolle der Grossen Leere
| Aspekt |
Rolle |
| Strukturformung |
Voids definieren die negativen Räume, aus denen sich Galaxienhaufen bilden |
| Galaxienbewegung |
Galaxien in der Nähe der Leere erfahren eine Netto-Beschleunigung "weg von der Leere" |
| Lichtausbreitung |
Licht, das durch Voids reist, erfährt weniger Gravitationslinseneffekte (Rees-Sciama-Effekt) |
| Dynamik lokaler Gruppen |
Die Position der Milchstrasse am Rand der Grossen Leere beeinflusst ihre Peculiar Motion |
| Dunkle Energie-Messung |
Voids sind empfindliche Tests für Theorien über Dunkle Energie - z.B. durch Wachstumsrate der Leeren |
Zukünftige Bedeutung und Szenarien
| Zukunftsszenario |
Bedeutung der Leeren |
| Heat Death (thermisches Ende) |
Die Voids wachsen weiter, bis sie nahezu das gesamte Volumen des Universums einnehmen - isolierte Galaxienhaufen |
| Big Rip (falls Phantomenergie) |
Voids "reissen" schneller auseinander als Filamente $\rightarrow$ universelle Fragmentierung |
| Beobachterperspektive |
Künftige Zivilisationen in isolierten Galaxienhaufen werden kaum Spuren anderer Galaxien sehen - Voids dominieren |
| Messungen der Expansion |
In Zukunft können Voids genutzt werden, um die Natur der Dunklen Energie weiter einzugrenzen |
"Grosse Leere" vs. "Grosser Attraktor"
| Aspekt |
Grosse Leere |
Grosser Attraktor |
| Art |
Voids (unterdichte Regionen) |
Massereiches Zentrum (überdichte Region) |
| Gravitation |
Wirkt "abstossend" (wenig Masse) |
Wirkt anziehend (viel Masse) |
| Position |
Direkt jenseits des Laniakea-Superhaufens |
Innerhalb des Laniakea-Superhaufens |
| Wirkung |
Milchstrasse bewegt sich "weg von" der Leere |
Milchstrasse bewegt sich "hin zu" dem Attraktor |
|
WebSites
|
Inhalt
|
Unser Universum - Raum |