Enthält die Erde Dunkle Materie?

SRMeister

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Die Frage ist ja eigentlich ganz klar.
Wenn die DM nicht an den Stellen wo sie heute vermutet wird, auch entstanden ist, dann müsste sie ja auch zu einem gewissen Teil in jedem Gravitationspotential stecken, sich dort quasi mit der normalen Materie zusammen ansammeln.

Folglich müsste die Masse der Erde zu einem gewissen Teil aus DM bestehen?

Stefan
 

Bynaus

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Das hängt davon ab, wie dicht die Dunkle Materie wirklich ist, wie sie mit sich selbst interagiert, wie "heiss" sie ist (und natürlich, ob sie überhaupt existiert), etc. Unter Umständen wäre es denkbar, dass ein (vermutlich kleiner) Teil der Erde aus DM besteht.
 

SRMeister

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Vielen Dank für die Antworten bis hierher.
Aber eins ist mir noch nicht so recht klar. Geht man davon aus, dass es 5 bis 6 mal mehr DM als gewöhnliche Materie gibt, stellt sich mir immernoch die Frage, warum diese sich ausgerechnet "nur" bzw. überwiegend im Halo von Galaxien anreichern soll. Wie stellt man sich den Mechanismus dafür vor?
Warum soll nicht im Innern der Galaxie auch ein großteil der Materie aus DM bestehen?
TomS schrieb:
ja, richtig; die Erde würde etwas DM enthalten
Was heist "etwas" ? Gibt es dazu Abschätzungen?
Wäre es nicht möglich, dass es ein nicht vernachlässigbarer Prozentsatz ist? - Dass also die in der Wissenschaft gültige elementare Zusammensetzung der Erde, der Sonne usw. eventuell korrigiert werden muss?
Das könnte dann auch Einfluss auf die Prozesse zur Entstehung von Planeten, sowie auf die Kernfusionsprozesse in Sternen haben, sofern ein nicht geringer Anteil DM im Spiel ist.
Wie kann man sich so sicher sein, dass der DM Anteil vernachlässigbar gering ist?
 

Bernhard

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Wie kann man sich so sicher sein, dass der DM Anteil vernachlässigbar gering ist?
Hallo SRMeister,

ich denke, der Schlüssel zum Verständnis liegt dabei in dem Begriff der Dichte - ganz simpel. Auch eine sehr geringe Dichte führt über sehr große Raumareale (und die gibt es zwischen den einzelnen Sternen jeder Galaxis) zu beträchtlichen Massen. Da die Erde im Vergleich dazu sehr wenig Volumen einnimmt, dürfte sich die dunkle Materie bei den Vorgängen auf der Erde praktisch nicht auswirken.

IMHO kann man mit praktisch wechselwirkungsfreien Elementarteilchen eine ganz brauchbare Vorstellung von der dunklen Materie bekommen.
Gruß
 

Alex74

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Die Erde (und jeder andere Körper) müßte in jedem Fall wesentlich weniger DM enthalten als zwischen den Sternen verteilt ist, da man sonst nicht 5 mal mehr DM als Baryonische Materie bräuchte sondern wesentlich weniger. Da aber die Hintergrundstrahlung den Faktor 5 fordert und rechnerisch die Galaxienbewegung ebenfalls auf diesen Faktor hinausläuft kann nicht viel DM in den Sternen oder Planeten stecken.
(Wären Körper wie Erde oder Mond mit gravitativ meßbarem DM-Anteil, hätten wir ja a priori die Gravitationskonstante auf einen höheren Wert bestimmt und der nötige Anteil um die Galaxiendrehung zu erklären wäre z.B. nur noch bei Faktor 4; wir hätten jedenfalls eine Diskrepanz zwischen verschiedenen gravitativ wechselwirkenden Systemen; wobei mir selbst nicht klar ist wie man von der Hintergrundstrahlung auf den Anteil DM schließen kann)

Das ist auch ganz logisch wenn man bedenkt daß zwar wohl Galaxien oder -Haufen sich dank der DM so schnell bildeten, aber nicht Planeten und Sterne.

Die DM muß folglich relativ heiß sein und/oder deren Teilchen interagieren miteinander ebenfalls nur durch Gravitation. Zusammenballungen von DM, in denen sich wiederum kleinere Körper bilden könnten oder vielleicht sogar müßten, scheint es nicht zu geben. Diese Teilchen bremsen sich untereinander also offenbar nicht ab, bilden keine kompakten Gravitationströge und können daher in keiner Weise von festen, baryonischen Körpern festgehalten werden.

Folglich ist fast alles was sich in der Erde an DM befindet lediglich auf Durchflug.

...sofern es sie gibt... :D
 
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Ich

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SRMeister schrieb:
stellt sich mir immernoch die Frage, warum diese sich ausgerechnet "nur" bzw. überwiegend im Halo von Galaxien anreichern soll.
Das ist nur missverständlich formuliert. "Im Halo" soll heißen: "kugelsymmetrisch". Die Scheibe und das Zentrum zählen da durchaus auch zum Halo, und die höchste Dichte an DM wird in der Tat in der Nähe des galaktischen Zentrums angenommen.
DM konzentriert sich nur deshalb nicht in der Scheibe oder in Planeten, weil es keinen Mechanismus gibt, der sie dazu zwingen könnte. Sie fällt einfach reibungsfrei durch und kommt auf der anderen Seite wieder raus.
Die DM muß folglich relativ heiß sein und/oder deren Teilchen interagieren miteinander ebenfalls nur durch Gravitation.
Sie wechselwirken auf jeden Fall nicht elektromagnetisch, deswegen "dunkel". Heiß muss sie nicht sein, je nach Masse der Wimps kann auch der Entartungsdruck bei Nulltemperatur reichen, um dichtere Ansammlungen zu verhindern.

Die angenommene DM-Dichte im Sonnensystem hab ich gerade nicht parat, iirc warn's im gesamten System nicht mehr als 10000 oder 10 Milliarden Tonnen (ich hab mir irgendwas mit 10 gemerkt), also völlig irrelevant.
 

Nathan5111

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Lediglich schwarze Löcher und - je nach 'Temperatur' der DM - Neutronensterne sollten in der Lage sein, DM in 'nennenswerter Menge' zu 'binden'.
 

SRMeister

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Sehr gut vielen Dank so langsam dämmerts etwas :)

Kann man sich das vllt. auch so vorstellen, dass die Teilchen zwar zu schnell sind um sich ans Sonnensystem zu binden, aber zu langsam um das Potential der Galaxie zu verlassen? Schnell - langsam - ist sicher vereinfacht gesagt - es hat sicher was mit der Bewegungsenergie zu tun ?

SR
 

Bynaus

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Mit "relativ heiss" meinte ich lediglich, dass sie zu "heiss" ist, um sich unter den gegebenen Umständen im Gravitationsfeld der Erde zu konzentrieren. Etwa so, wie sich Luft, obwohl allgegenwärtig, nicht gravitativ an Menschen bindet - dafür ist die Gravitation, verglichen mit anderen Kräften, die auf die Luftmoleküle wirken, viel zu schwach.
 

Ich

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Kann man sich das vllt. auch so vorstellen, dass die Teilchen zwar zu schnell sind um sich ans Sonnensystem zu binden, aber zu langsam um das Potential der Galaxie zu verlassen?
Das trifft es ziemlich genau.
Schnell - langsam - ist sicher vereinfacht gesagt - es hat sicher was mit der Bewegungsenergie zu tun ?
Das ist nicht vereinfacht, sondern exakt. Schnell = schlecht zu binden, nur große Strukturen möglich. Langsam = leicht zu binden, auch kleinere Strukturen möglich.
Man muss dazusagen, dass Fermionen auch beim absoluten Temperaturnullpunkt nicht beliebig langsam werden können. Bei gegebener Teilchendichte und -masse gibt es immer eine Mindestbewegungsenergie, die sie haben müssen. Das nennt sich Entartungsdruck und würde wohl verhindern, dass sich kleinere DM-Ansammlungen weiter verdichten, auch wenn die Teilchen miteinander wechselwirken könnten.
 

ehsoft

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Als stiller Mitleser ist mir eben ein Gedanke gekommen (und hängen geblieben):
A) Dunkle Materie - ...sofern es sie gibt... :D - wovon es viel geben soll - die unsichtbar ist - die Gravitation ausübt - auf der einen Seite,
B) Schwarze Löcher - die es gibt - viele - im Inneren unsichtbar - die Gravitation ausübt - auf der anderen Seite.

Wenn sich die gesuchte DM komplett im Inneren von SL´s aufhält, bzw. daraus besteht, hat sich das Problem doch gelöst - oder ist der o.g. Gedanke ein totaler Schwachsinn ?
 
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ehsoft

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Danke @Ich für den Link. (Thread kannte ich nicht).
Mein Gedanke hat sich damit erledigt, nutzlos war er trotzdem nicht.
Suchen wir weiter...
 
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