Mit Teleskopen, die in die Ferne des Universums blicken, können Astronomen einige wunderbare Sehenswürdigkeiten sehen. Aber wie könnte das Universum aussehen, wenn sie einen Schritt außerhalb des Universums machen könnten? Seit Jahren haben Wissenschaftler darüber nachgedacht, da immer mehr Beweise dafür vorliegen, dass selbst weit entfernte Galaxien durch unsichtbare Stränge aus Schwerkraft und Materie miteinander verbunden werden könnten. Nun hat eine Gruppe von Forschern mehrere beeindruckende Simulationen entwickelt, wie dieses „kosmische Netz“ aussehen könnte.
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Die Idee des kosmischen Netzes schwebt seit fast einem Jahrzehnt herum. Einfach ausgedrückt, das Universum enthält zwar Milliarden von Galaxien, sie machen jedoch nur einen Bruchteil der Menge an Materie aus, die existieren sollte. Im Jahr 2008 entdeckten Forscher Hinweise darauf, dass etwa die Hälfte dieser fehlenden Materie tatsächlich in spindelförmigen Schwerkraftsträngen in den Zwischenräumen zwischen Galaxien gefangen sein könnte, die sie in einer netzartigen Überstruktur verbinden, berichtet Amanda Montañez für Scientific American .
Während das Konzept des kosmischen Netzes schon eine Weile existiert, ist es eine schwierige Sache, sich ein Bild zu machen. Weil diese Fäden so subtil sind, ist es für Astrophysiker schwierig, sie direkt zu beobachten. Dennoch haben Wissenschaftler genügend Informationen zusammengetragen, um Vorhersagemodelle zu entwickeln, wie das kosmische Netz basierend auf Informationen wie Gasdichte, Temperatur und Geschwindigkeit von Zehntausenden von Galaxien in unserer universellen Nachbarschaft aussehen könnte. Jetzt haben Forscher am Center for Complex Network Research der Northeastern University ein interaktives Tool entwickelt, mit dem sich mehrere 3D-Modelle des kosmischen Webs visualisieren lassen, berichtet David Grossman für Popular Mechanics .
"Früher war das kosmische Netz eher eine Metapher", sagt Kim Albrecht, der Designer des Tools, Maddie Stone für Gizmodo . "Dies ist das erste Mal, dass jemand diese Berechnungen anstellt und als tatsächliches Netzwerk betrachtet."
Die Visualisierungen auf der Website der Forschergruppe basieren auf drei unterschiedlichen mathematischen Algorithmen, die verschiedene Möglichkeiten vorschlagen, wie das kosmische Netz entfernte Galaxien miteinander verbinden kann. Das „Fixed Length Model“ setzt beispielsweise voraus, dass nur Galaxien innerhalb einer bestimmten Entfernung verbunden sind, wodurch ein spärliches, unzusammenhängendes Bild des Universums erzeugt wird. Das zweite Modell, das als "Varying Length Model" bezeichnet wird, geht davon aus, wie das Web aussehen könnte, wenn größere Galaxien längere Stränge erzeugen und ein Bild eines viel stärker vernetzten Kosmos erzeugen können. Das dritte und letzte Modell in der Simulation ist das "Nearest Neighbours Model", bei dem jede Galaxie nur eine bestimmte Anzahl von Verbindungen haben kann und diese nur mit ihren nächsten Nachbarn teilt.
Alle drei Visualisierungen basieren auf vorhandenen Daten und Theorien darüber, wie das kosmische Web das Universum verbinden könnte. Einem von den Forschern produzierten Video zufolge lieferte das Nearest Neighbor Model jedoch das Bild, das der Annahme der Astrophysiker, dass das Web tatsächlich funktioniert, am nächsten kommt, wobei gleichmäßig verteilte Stränge von Wasserstoffpartikeln weit entfernte Galaxien verbinden.
Während Wissenschaftler noch viel mehr über das kosmische Netz lernen müssen, sind diese Visualisierungen ein hervorragendes Mittel, um die zugrunde liegenden Grundlagen zu erforschen, auf denen unser Universum aufbauen kann, auch ohne einen fortgeschrittenen Abschluss in Physik.
