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KOSMOLOGIE
Das unsichtbare Netz des Universums
von Stefan Deiters
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7. Dezember 2007

Ein beträchtlicher Anteil des Gases im Universum befindet sich in Filamenten, die das Weltall netzartig durchziehen und die großen Galaxienhaufen miteinander verbinden. Zu diesem Schluss kommt nun ein Team amerikanischer Astronomen, das in einem aufwendigen Computermodell einen Teil des Universums simuliert hat. Künftige Teleskope könnten diese Gasfilamente entdecken.

Computersimulation

Ausschnitt aus der neuen Computersimulation: Bei dem hellen Punkt im Zentrum handelt es sich um einen gewaltigen Galaxienhaufen. Bild: University of Colorado at Boulder

Ein Forscherteam um Professor Jack Burns von der University of Colorado in Boulder hat mit Hilfe einer aufwendigen Computersimulation einen Teil des sichtbaren Universums modelliert, um so mehr über die Entwicklung seiner Bestandteile zu erfahren. Das zu Grunde liegende Programm wurde nach Angaben des Wissenschaftlers fast ein Jahrzehnt lang entwickelt und umfasst alle wesentlichen physikalischen Zustände des Universums bis kurz vor dem Urknall.

Mit Hilfe des Computercodes konnten die Forscher verfolgen, wie Materie durch Gravitation immer dichter wird und sich schließlich Filamente und galaktische Strukturen bilden. Das Team betrachtete in der Simulation nur einen Bruchteil des sichtbaren Universums, aber immerhin eine Region mit einem Durchmesser von mehr als 1,5 Milliarden Lichtjahren. Die Forscher veröffentlichen ihre Ergebnisse in der kommenden Ausgabe der Fachzeitschrift Astrophysical Journal.

"Wir glauben, dass das ein wirklicher technologischer und wissenschaftlicher Durchbruch ist", zeigt sich Burns überzeugt. "Unsere Arbeit bringt uns der Entschlüsselung der fundamentalen Bestandteile des Universums ein wichtigen Schritt näher." Nach dem Standardmodell der Kosmologen besteht das Universum zu etwa 25 Prozent aus Dunkler Materie, zu 70 Prozent aus Dunkler Energie und nur zu wenigen Prozent aus normaler Materie.

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Unter normaler Materie verstehen Astronomen Stoffe wie Wasserstoff, Helium und schwerere Elemente. Sie fassen dies mit dem Begriff baryonische Materie zusammen.  Allerdings, so erläutert Burns, würde man derzeit nur etwa 60 Prozent der baryonischen Materie kennen. Um was es sich bei dem Rest handelt, ist unklar. Viele Astronomen glauben, dass der Rest im intergalaktischen Medium zu finden ist, genauer im sogenannten Warm-hot Intergalactic Medium, abgekürzt WHIM.

Die neuen Simulationen von Burns und seinem Team bestätigen diesen Verdacht. Ein großer Teil des Gases im Universum befindet sich danach im WHIM, ist bislang aber nicht beobachtbar. Das dürfte sich allerdings ändern: "In den kommenden Jahren könnten diese Filamente im interstellaren Medium von neuen Teleskopen entdeckt werden", so Burns. "Wenn wir diese Filamente beobachten und studieren können, werden wir auch mehr über die fehlende baryonische Materie im Universum lernen."

Der Computercode der Forscher lief in zwei Höchstleistungsrechenzentren in den USA  insgesamt 500.000 Prozessorstunden lang. Insgesamt wurden während der Simulation rund 60 Terabyte an Daten produziert.

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siehe auch
Supercomputer: Geschichte des Universums in 52 Tagen - 28. November 2006
Kosmologie: Die Entstehungsgeschichte von 20 Millionen Galaxien - 2. Juni 2005
Kosmologie: Das Universum im Computer - 1. August 2001
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