Von Mauern, Filamenten und Leerräumen

Schwarzach „Wir haben eine neue kosmische Adresse“ schrieb die französische Astrophysikerin Hélène Courtois vor gut zehn Jahren. Sie befasste sich mit der Kartierung von Galaxien im Universum. Die neue Adresse lautet Laniakea. Das ist eine Superhaufenstruktur von Galaxien mit einer Ausdehnung von 520 Millionen Lichtjahren. Unsere engere Heimat, die Milchstraße ist eine von zirka 100.000 Galaxien von Laniakea. Das heißt übersetzt: unermesslicher Himmelshorizont.

Himmelskarten

Die Vermessung des Himmels und der Erdoberfläche sind ähnliche Aufgaben. Mit zwei Koordinaten lässt sich jeder Punkt auf der Erde und der Himmelssphäre eindeutig bestimmen. Die antike Vorstellung, nach der alle Sterne in gleicher Entfernung auf einer Kugel angeheftet sind, ist längst überholt. In jeder Blickrichtung befinden sich Himmelsobjekte in stark unterschiedlichen Distanzen zur Erde. Die Bestimmung der Entfernung von Mond, Planeten, Sternen, Galaxien und noch größeren Strukturen war zu allen Zeiten eine schwierige und im Resultat recht ungenaue Angelegenheit.

Die ungleichmäßige, zweidimensionale Verteilung der Sterne am Himmel fällt auf den ersten Blick auf. Schon der Naturphilosoph Demokrit (470 bis 380 v. Chr.) vermutete, dass sich die Milchstraße aus extrem vielen, weit entfernten Sternen zusammensetzt.

Die Milchstraße

Mit der Erfindung des Fernrohres konnten Himmelsbeobachter ab 1609 Demokrits Vermutung bestätigen und das Band der Milchstraße in Einzelsterne auflösen. Unser Sonnensystem mitsamt der Erde liegt innerhalb der Milchstraße. Zirka 200 Milliarden Sterne formen eine flache Struktur mit einem Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren. Von oben gesehen würde man das spiralförmige Aussehen der Milchstraße erkennen. Wir sind 30.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt. Unsere Beobachterposition in der Milchstraßenebene bedeutet, dass senkrecht zur Ebene wenige Sterne sichtbar sind und im Bereich der galaktischen Ebene eine unüberschaubare Fülle. Erst vor 100 Jahren erkannte man die Natur der vielen nebelförmigen Objekte, die umso zahlreicher wurden, je bessere Instrumente zur Verfügung standen. Edwin Hubble und Milton Humason fanden heraus, dass der Andromedanebel eine Galaxie wie die unsere in 2,4 Millionen Lichtjahren Entfernung ist. Das war der Start in ungeahnte Tiefen des Universums mit seinen geschätzten 100 Milliarden Galaxien. Die Urknalltheorie beschreibt die Entstehung und Entwicklung des ganzen Universums. Demnach entstand es vor 13,7 Milliarden Jahren und dehnt sich seither aus. Die Voraussetzung für diese Theorie setzt auf größten Skalen eine ungefähr gleichmäßige Verteilung der Materie voraus.

Große Strukturen

Im Detail gibt es jedoch große Dichteunterschiede. Die Lokale Gruppe, zu der Andromeda und die Milchstraße zählen, liegt am Rande des Virgo-Galaxienhaufens mit 2500 Galaxien. Dieser gehört zum 150 Millionen Lichtjahren großen Virgo-Superhaufen. Innerhalb einer Milliarde Lichtjahre gibt es Dutzende von Superhaufen. Die großräumige Struktur des Universums besteht aus galaxienarmen Blasen mit bis zu 300 Millionen Lichtjahren Größe. Galaxienhaufen finden sich zu Superhaufen zusammen, die wiederum filamentartig angeordnet sind. Andere Superhaufen formen Wände aus Galaxien. Das lokale Filament, zu dem auch der Virgo-Haufen und unsere Milchstraße gehören, wurde Laniakea genannt. Die Kenntnis der Struktur und der Bewegungen der Galaxien ist wichtig, denn daraus versucht man auf die Verteilung der geheimnisvollen Dunkeln Materie zu schließen.

Robert Seeberger