Eine neu entdeckte, außergewöhnlich große kosmische Struktur – ein Ring aus dichter Materie, der sich über 3,3 Milliarden Lichtjahre erstreckt – veranlasst Wissenschaftler, ein Grundprinzip der Kosmologie neu zu bewerten: die Idee, dass das Universum in allen Richtungen einheitlich erscheint, wenn man es in großem Maßstab betrachtet. Dieser von der Kosmologin Alexia Lopez berichtete Befund wirft grundlegende Fragen zu unserem Verständnis des Kosmos auf.
Das kosmologische Prinzip auf dem Prüfstand
Das kosmologische Prinzip, das nach Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie die zweitgrößte Grundannahme der Physik ist, besagt, dass Materie in großen Volumina gleichmäßig im Universum verteilt ist. Wenn dieses Prinzip falsch wäre, „würde die Hölle losbrechen“, wie es der mathematische Physiker Eoin ÓColgáin ausdrückte. Die Existenz solch riesiger Strukturen widerspricht dieser Annahme und droht, aktuelle kosmologische Modelle zu destabilisieren.
Der kürzlich beobachtete Ring ist keine isolierte Anomalie. Es scheint sich um eine Erweiterung eines zuvor identifizierten „Riesenbogens“ zu handeln, der selbst eine weitere große Formation umschließt, die als „Großer Ring“ bezeichnet wird. Das gemeinsame Vorhandensein dieser Strukturen verstärkt die Herausforderung an das kosmologische Prinzip; Ihre Koexistenz unter aktuellen Annahmen zu erklären, wird immer schwieriger.
Wie die Entdeckung gemacht wurde
Lopez und ihr Team entdeckten diese Strukturen, indem sie das Licht entfernter Quasare analysierten – supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien. Während sich Licht durch den Weltraum bewegt, verändert die dazwischenliegende Materie sein Spektrum und ermöglicht es Astronomen, die Verteilung von Galaxien zu kartieren. Das Team stellte fest, dass sich die Galaxien innerhalb des Bogens und des Rings alle ungefähr in der gleichen kosmischen Entfernung zu befinden scheinen, was darauf hindeutet, dass sie etwa zur gleichen Zeit in der Geschichte des Universums entstanden sind. Statistische Tests deuten darauf hin, dass der Ring wahrscheinlich nicht zufällig entstanden ist, was die Behauptung untermauert, dass es sich nicht nur um einen optischen Zufall handelt.
Debatte unter Forschern
Während Lopez argumentiert, dass das Ausmaß und die Konfiguration dieser Strukturen eine erhebliche Herausforderung für bestehende Modelle darstellen, bleiben andere Wissenschaftler skeptisch. Einige argumentieren, dass selbst großräumige Strukturen das kosmologische Prinzip nicht unbedingt ungültig machen, während andere behaupten, dass aktuelle Simulationen solche Formationen berücksichtigen können. Der theoretische Astrophysiker Till Sawala behauptet beispielsweise, dass Computersimulationen ähnliche Strukturen nachbilden können, ohne das kosmologische Prinzip aufzugeben. Allerdings entgegnet Lopez, dass die in Sawalas Arbeit verwendeten Simulationen die Größe des beobachteten Rings nicht genau widerspiegeln.
Der Weg nach vorne: Mehr Daten erforderlich
Der Astrophysiker Subir Sarkar stimmt Lopez zu und erklärt, dass diese Ringe „das Spiel völlig verändern“. Er betont, dass die Arbeit zwar noch nicht in einer von Experten begutachteten Fachzeitschrift erschienen ist, aber bevorstehende Himmelsdurchmusterungen – etwa mit dem Dark Energy Spectroscopic Instrument und dem Vera C. Rubin Observatory – entweder die Existenz weiterer großräumiger Strukturen bestätigen oder den Befund widerlegen werden.
„Wir müssen nicht bis zum Ende der Zeit darüber streiten, ob diese Struktur real oder zufällig oder was auch immer ist“, sagt Sarkar. „Wir sollten einfach mehr Daten erhalten und mehr Dinge sollten auftauchen.“
Die Entdeckung dieses massiven Rings unterstreicht die Grenzen unserer aktuellen kosmologischen Modelle und verdeutlicht die Notwendigkeit umfassenderer Beobachtungsdaten. Unabhängig davon, ob es sich um eine Anomalie oder einen grundlegenden Fehler in unserem Verständnis handelt, müssen wir uns mit der Möglichkeit auseinandersetzen, dass das Universum möglicherweise nicht so einheitlich ist, wie bisher angenommen.
