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Die kalte CMB-Stelle

Eine ovale Scheibe mit der Grundfarbe Cyan ist von grünen, gelben, dunkelblauen und wenigen roten Flecken übersät.

Credit: WMAP-Wissenschaftsteam, NASA

Beschreibung: Wie konnte ein Teil des frühen Universums so kalt sein? Niemand weiß das mit Sicherheit. Viele Forschende glauben, dass die kalte Stelle in der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (CMB) nicht besonders ungewöhnlich ist. Als das frühe Universum sich ausdehnte und abkühlte, wurde es plötzlich und vorhersagbar transparent.

Die Photonen, die aus dieser Epoche zu uns kommen, sind überall um uns herum als kosmische Hintergrundstrahlung zu sehen. Nun ist dieses Strahlungsfeld zwar ziemlich gleichförmig, es hat aber etwas wärmere und kühlere Stellen, die uns viel über das frühe Universum verraten, in dem der Hintergrund geprägt wurde. Bis auf vielleicht eine Stelle.

Die oben gezeigte Karte des ganzen Himmels wurde von WMAP im Laufe von 7 Jahren erstellt. Die darauf erkennbare kalte Stelle in der Hintergrundstrahlung fiel auf, weil sie vielleicht zu groß und zu kalt ist, um leicht erklärt werden zu können. Zu den Vermutungen zählen spektakuläre Hypothesen wie eine riesige Leere, eine kosmische Textur oder sogar Quantenverschränkung mit einem Paralleluniversum.

Gut möglich ist aber auch, dass man sogar in einem gewöhnlicheren Universum eine solche statistische Eigenart erwarten kann. Daher sagen die Erklärungen der kalten CMB-Stelle vielleicht mehr über die menschliche Phantasie aus als über das frühe Universum.

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Hinweise auf einen riesigen Hohlraum im fernen Universum

Ganz links sind zwei Bilder, das obere zeigt eine Raumsonde, das untere Radioteleskope. Davor ist eine grüne Scheibe mit einer blauen Struktur. Von dieser geht ein grauer Trichter nach rechts, die gefasert ist. In der Mitte ist eine dunkle Stelle. Rechts endet der Trichter mit einer grünen Scheibe, die blaue, rote und gelbe Flecken hat.

Illustrationscredit: Bill Saxton, U. Minnesota, NRAO, AUI, NSF NASA

Wie entstand diese schier unermessliche Leere im Universum? Niemand weiß das genau. Das Ausmaß der Leere wird auf eine Milliarde Lichtjahre geschätzt, doch auch das wird noch untersucht. Diese Leere ist kein Loch im Raum wie etwa ein Schwarzes Loch. Es ist eher eine riesige Region im Universum, die fast frei von normaler (baryonscher) Materie und sogar Dunkle Materie ist. Vermutlich enthält sie jedoch Dunkle Energie. Offenbar ist sie auch lichtdurchlässig.

Die Existenz dieses Hohlraums wurde vorhergesagt. Es gab Vermutungen, warum es auf der Karte von WMAP ungewöhnlich kalte Stellen gibt. WMAP ist eine Sonde, sie kartierte die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (CMB). Eine Möglichkeit ist, dass diese CMB-Region nicht wirklich kalt ist, sondern dass das Licht an dieser Stelle auf irgendeine Weise weniger stark rotverschoben ist, als es eigentlich sein müsste.

Wir kennen auch andere Hohlräume im Universum. Doch diese Leere übt anscheinend eine ungewöhnliche Anziehung durch Gravitation aus. Sie ist also vermutlich die größte solche Stelle im ganzen sichtbaren Universum. Kürzlich zeigte sich, dass man zwischen der Erde und dieser kalten Stelle ungewöhnlich wenige kosmische Radioquellen im CMB findet. So kam es dazu, dass diese riesige Leere vermutet wurde. Die künstlerische Darstellung oben zeigt die riesige kosmische Leere.

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