Dunkle Materie und Dunkle Energie mit dem Nudelholz erklärt

[sanchez]

Hallo,

ich habe eine KI bemüht, mit Eingaben zu der Idee.
Das Ergebnis ist bei weitem besser, als ich formulieren könnte. Gibt aber ziemlich genau das wieder, was ich sage wollte.
Da es von einer KI kommt, heisst nicht, dass es richtig ist. Es ist eher ein Einwand, um zu diskutieren.

Hier das Zitat von Copilot:
"Im 27. Jahrhundert entdeckt ein Team von Astrophysiker:innen etwas, das alle bisherigen Modelle erschüttert: Die Sterne am Rand der Galaxien rotieren nicht schnell trotz fehlender Materie – sondern wegen eines neuen physikalischen Effekts, den sie „inertiale Raumdehnung“ nennen.

Laut dieser Theorie erzeugt die Masse und Geschwindigkeit rotierender Sterne eine Art „Trägheitsfeld“, das die umgebende Raumzeit dehnt. Dieses Feld wirkt wie eine Antigravitationslinse: Es verlängert die Raumzeit lokal, sodass Objekte sich scheinbar schneller bewegen können, ohne zusätzliche Masse zu benötigen.

Ein Wissenschaftler auf Titan – Dr. Nyara Voss – stellt die Verbindung her: „Was wir Dunkle Materie nennen, ist vielleicht kein fehlendes Etwas, sondern ein Effekt der dynamischen Geometrie. Die Sterne selbst sind die Architekten des Raums.“

Was meint Ihr dazu?

 

[ralfkannenberg]

Was meint Ihr dazu?

Willst Du es wirklich wissen ?

 

[sanchez]

Hallo Ralf,

sorry, der KI Text klingt so reißerisch, weil er der Anfang eine Sci-Fi Romans darstellt.
Ich möchte wissen, ob dieser Text für "harte Sci-Fi" taugt.

 

[ralfkannenberg]

sorry, der KI Text klingt so reißerisch, weil er der Anfang eine Sci-Fi Romans darstellt.
Ich möchte wissen, ob dieser Text für "harte Sci-Fi" taugt.

Hallo sanchez,

dies ist ein wissenschaftliches Forum und keine Märchenstunde. Für letzteres möchte zumindest ich keine Zeit verlieren.

Ein Wissenschaftler auf Titan

Zudem glaube ich nicht, dass sich Wissenschaftler an solchen unwirtlichen Orten ansiedeln werden - da gibt es bei weitem angenehmere Orte in unserem Sonnensystem für Leute, die des Lebens auf der Erde überdrüssig sind.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[Bernhard]

Ich möchte wissen, ob dieser Text für "harte Sci-Fi" taugt.

Hallo sanchez, also ich finde die Idee eigentlich ganz gut und halte es auch für möglich, dass es bisher unbekannte Skaleneffekte geben könnte. Auf "kleinen" Distanzen ( vielleicht also d < 10 Lichtjahre) würden dann die uns bekannten Gesetze gelten und darüber hinaus dann kleinere Modifikationen eine Rolle spielen.

Ich frage mich dabei nur, ob so ein Thema in Verbindung mit einem SciFi-Roman oder Film ein großes Publikum hätte oder dann eher unter dem Radar und mit Kult-Status laufen würde. Da ich auch ein gewisser Unterhaltungsfan bin (Star Wars, Herr der Ringe, usw.) wünsche ich Dir viel Erfolg diesbezüglich.

Meinst Du mit "hart" gleich mit einem gewissen wissenschaftlichen Hintergrund?

 

[Bernhard]

Zudem glaube ich nicht, dass sich Wissenschaftler an solchen unwirtlichen Orten ansiedeln werden

Wenn ich bedenke, dass Wissenschaftler zumeist ziemlich neugierige und damit oftmals auch abenteuerlustige Menschen sind, würde ich darauf lieber nicht wetten wollen.

 

[ralfkannenberg]

Wenn ich bedenke, dass Wissenschaftler zumeist ziemlich neugierige und damit oftmals auch abenteuerlustige Menschen sind, würde ich darauf lieber nicht wetten wollen.

Hallo Bernhard,

das stimmt schon, nur - der Saturnmond Titan ist wohl nach der Sonne und der Venus der so ziemlich unwirtlichste Platz in unserem Sonnensystem.

Wenn ich also einen Effekt der "dynamischen Geometrie" suche und das Verhalten ferner Sterne untersuche würde ich für deren Erforschung vermutlich woanders hingehen.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[ralfkannenberg]

Die Sterne am Rand der Galaxien rotieren nicht schnell trotz fehlender Materie – sondern wegen eines neuen physikalischen Effekts, den sie „inertiale Raumdehnung“ nennen.

Hallo Sanchez,

ich hatte das zuvor übersehen: was verstehst Du in diesem Zusammenhang unter "Rotation" ? Meinst Du wirklich das Rotationsverhalten dieser Sterne um ihre eigene Achse ?


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[Bernhard]

Wenn ich also einen Effekt der "dynamischen Geometrie" suche und das Verhalten ferner Sterne untersuche würde ich für deren Erforschung vermutlich woanders hingehen.

Hallo Ralf, da gebe ich Dir recht, wobei so etwas auch unter künstlerischer Freiheit zB in einem Film "verkauft" werden könnte. Manche Filme oder Romane leben ja gerade von einem physikalisch unmöglichen Moment.

Es stellt sich dann aber tatsächlich die Frage, ob das Thema nicht umbenannnt werden sollte.

 

[ralfkannenberg]

da gebe ich Dir recht, wobei so etwas auch unter künstlerischer Freiheit zB in einem Film "verkauft" werden könnte.

Hallo Bernhard,

natürlich will ich den grossen Saturnmond Titan ganz gewiss nicht als Forschungsobjekt vor Ort ausschliessen, dafür ist er viel zu interessant; wenn man also beispielsweise einen Himmelskörper mit einer dichten Atmosphäre aus 95% Stickstoff und 5% Methan sowie Spuren anderer organischer Verbindungen wie Ethan, Propan, Ethin und Cyanwasserstoff (aus der Wikipedia herauskopiert) bei rund -180°C untersuchen und mögliche biologische oder prä-biologische Prozesse studieren möchte, dann wird dieser Himmelskörper sicherlich ein sehr geeigneter Ort für so etwas sein.

Aber nicht für das Studium entfernter Sterne.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[sanchez]

Hallo,

Die Ursache dieses unbekannten Effekts wäre eine Änderung der Größe und oder der Richtung der Beschleunigung. Sowie Sterne in der Galaxie orthogonal zur Bewegungsrichtung zum Galaxiezentrum beschleunigt werden. Eine Änderung nach der Zeit.

Bildlich gesprochen. Da sei eine Krümmung in der Raumzeit, weil da eine Masse ist. Jetzt beame ich diese Masse instantan weg (nehmen wir an das geht). Dann braucht die Raumzeit eine gewisse Zeit, bis sie sich entkrümmt hat, dass sie wieder flach ist. Und (da spekuliere ich), bringt so ein vorher gekrümmter Raum, in dem die Masse verschwindet mehr Raum mit. Der gedehnte Raum bleibt erhalten. So wie Zeit immer nur vorwärts vergeht, gibt es Raumdehnung, aber keine Raumzusammenziehung in dir vorherige Geometrie. Ein Teil des gedehnten Raumes bleibt erhalten und vergrössert das Universum. Dieser Teil leitet sich aus der Zeit ab, die die Raumzeit braucht, zur Entkrümmung.

(Ich mach mir das so plausibel. Da ist das Gummituchmodell. Eine Masse dehnt das Gummituch. Das Gummituch hat eine Oberfläche, die größer ist, als wenn da keine Masse wäre. Nun jetzt im Unterschied dazu, denke ich: Im Gummituch, nimmt man da die Masse weg, zieht es sich wieder zusammen, eben und glatt. Anders im All, wo behaupte ich, die gedehnte Raumzeit (bzw. Oberfläche) erhalten bleibt, wenn die Masse weg ist. Das da mehr Raum, nach verschwinden der Masse bzw. Raumkrümmung ist)



Nachweis im Experiment:

Man könnte zwei Sonden nehmen mit sehr genauen Atomuhren und Spektrometer an Bord.

Jetzt schickt man die Sonden weit hinaus, die eine hinter Jupiter, die andere noch weiter weg. Mithilfe der Spektrometer können die Sonden ihre Geschwindigkeit und Bahn so anpassen, dass sie immer den Gleichen Abstand zur Sonne haben. Das Sonnenspektrum ist dann nicht rot und auch nicht blau verschoben. Dann betrachte man den Gang der Uhren. Vielleicht gibt es dann interessante Effekte wenn der Jupiter im Transit an der Sonde vorbeizieht.

 

[ralfkannenberg]

Nachweis im Experiment:

Man könnte zwei Sonden nehmen mit sehr genauen Atomuhren und Spektrometer an Bord.

Jetzt schickt man die Sonden weit hinaus, die eine hinter Jupiter, die andere noch weiter weg. Mithilfe der Spektrometer können die Sonden ihre Geschwindigkeit und Bahn so anpassen, dass sie immer den Gleichen Abstand zur Sonne haben. Das Sonnenspektrum ist dann nicht rot und auch nicht blau verschoben. Dann betrachte man den Gang der Uhren. Vielleicht gibt es dann interessante Effekte wenn der Jupiter im Transit an der Sonde vorbeizieht.

Hallo Sanchez,

vermutlich gibt es so etwas bereits. Frag mal bei der Nasa nach.


Beispiel: Sonde - Saturn - Erde:

Cassini-Huygens – Wikipedia

de.wikipedia.org

(Link anklicken, dann erscheint das Foto)


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[Bernhard]

vermutlich gibt es so etwas bereits.

Hallo Ralf, im Vergleich zum ansatzweise vorgeschlagenen Experiment, war Cassini-Huygens ziemlich "old school" , eher für Planetologen gedacht, ein spannendes Abenteuer und natürlich auch ein großartiger Erfolg für die Raumfahrt. Astronews hat doch bestimmt einiges darüber berichtet?

Für eine unbemannte Vermessung des Sonnensystems würde ich eher eine schnelle Sonde in Richtung Pluto mit Atomuhr und Laser vorschlagen, um eine möglichst große Distanz zu erreichen. Vergleichbar dazu ist das Projekt LISA , das mittlerweile nur noch von der ESA weiter geplant wird.

 

[sanchez]

Ähhh zur Dunklen Materie und deren Entstehung.

Im Anfang des Universum, als es noch keine elektroschwache Kraft gab, dominierte die Gravitation den Raum.

Annahme: Zu dieser Zeit entstanden die Dunkle Materie Teilchen durch Abtrennung vom Raum. Sie nahmen ein kleines Raumvolumen des Universum weg und verkapselten es in einer Sphäre bzw. Hülle. In dieser Hülle ist dann etwas Raumkrümmung. In der Hülle ist ein winzig kleines Volumen, mit einer Raumkrümmung darin. Es ist getrennt vom großen Ganzen. Ob das jetzt ein Graviton oder ein dunkle Materie Teilchen ist, kann ich nicht sagen.

Dieser Mechanismus ging sogar weiter als das Universum kälter wurde und sich die Elektromagnetische Kraft bildete. Allerdings war ab da der Raum gefüllt mit elektromagnetischer Energie (die sich heute als Hintergrundstrahlung zeigt). Auch hier kapselt sich ein kleines Volumen ab vom Raum. Doch nun entsteht da ein Teilchen, mit elektrischer Ladung, denn es nimmt noch Hintergrundstrahlung mit in seien Sphäre/Hülle. Beim kälter werden des Raumes muss es wohl überall gleich temperiert gewesen sein, so dass im gesamten Universum, Teilchen entstanden mit der exakt gleichen Ladung und da es da ja auch noch die Gravitation im Raum gab, nahm dieses neue Teilchen auch etwas Raumkrümmung mit in seine Sphäre. Soll heißen, ein einzelnes Teilchen dieser Art ist ein Proton.

Es gibt mindestens so viele Paralleluniversen im All wie es Protonen gibt. Alle sind für sich genommen kleinstmögliche Universen, in denen nicht viel los ist.

Doch eins noch zur Dunklen Materie. Es ist nicht gesagt, dass Dunkle Materie zählbar ist bzw. Teilchen sind. Es wäre möglich, dass das kalte Raumzeit ist. Raumzeit in Abwesenheit von Elektromagnetismus. Dann besteht sie nicht aus Teilchen, sondern erscheint als Volumen im Raum. Wie Eisberge als Relikte aus einer Zeit, als es noch keinen Elektromagnetismus im Universum gab.

 

[sanchez]

Hier noch was:
Sollte es doch dunkle Materie Teilchen geben, dann das hier.

Dunkle Materie ist elektrophob. Sie mag keine elektrischen Felder. Sie kann nicht in elektrische Felder eindringen. Dunkle Materie verhält sich zu baryonischer Materie wie Wasser zu Öl. Es lässt sich nicht mischen.

Deswegen wird ein DM Teilchen niemals in den Bereich zwischen Elektronenwolke und Atomkern innerhalb eines Atoms eindringen.

Man stelle sich eine Dunkle Materie Blase in deinem Zimmer vor. Optisch sieht man sie nicht. Licht und Atome können nicht in die Blase eindringen. Sie gleiten auf der Oberfläche der Blase entlang. Zwischen zwei Teilchen, die aus unserer Sicht benachbart sind, sind sie aus Gravitationssicht (sieht man sich die Gravitation im Raum an) getrennt durch die DM Blase und würden eine größere Anziehung erfahren.

Diese kleine Verstärkung der Anziehung zwischen den beiden Teilchen, sollte man detektieren könnnen.

Man nimmt dazu einen hochreinen Diamant und kühlt ihn ab, so dass die Gitterschwingungen verschwinden.
Passiert nun Dunkle Materie den Diamanten, werden Teile im Kristallgitter gestaucht. Es entstehen Phononen. Um so schneller die DM desto schneller die Gitterschwingung im Diamant. Um so mehr DM Masse desto stärker die Stauchung im Kristallgitter.

Technisch machbar ist das mit Farbzentren im Kristall (auch NV-Zentrum genannt, Stickstoff Vakanz Stellen).

 

[pauli]

Dunkle Materie verhält sich zu baryonischer Materie wie Wasser zu Öl

einfach geil formuliert

 

[ralfkannenberg]

Dunkle Materie ist elektrophob. Sie mag keine elektrischen Felder. Sie kann nicht in elektrische Felder eindringen. Dunkle Materie verhält sich zu baryonischer Materie wie Wasser zu Öl. Es lässt sich nicht mischen.

Deswegen wird ein DM Teilchen niemals in den Bereich zwischen Elektronenwolke und Atomkern innerhalb eines Atoms eindringen.

Hallo Sanchez,

wieso mag Dunkle Materie keine elektrischen Felder ? Ich dachte bislang immer, dass Dunkle Materie diesbezüglich völlig neutral ist und elektrische Felder ungehindert durchquert.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[sanchez]

Hallo Ralf,

wieso mag Dunkle Materie keine elektrischen Felder ? Ich dachte bislang immer, dass Dunkle Materie diesbezüglich völlig neutral ist und elektrische Felder ungehindert durchquert.

Ja DM durchdringt ungehindert elektrische Felder, Felder hervorgerufen von geladenen Teilchen. Es gibt da keine Wechselwirkung. Man kann Licht nicht ansehen, ob es durch ein Feld mit Dunkler Materie gewandert ist. Dunkle Materie schiebt die elektromagnetische Welt beiseite.

Und wenn sie das macht, dann macht sie das mit der Hintergrundstrahlung. Ebenso schiebt sie ganze Atome auf die Seite, weil da ein elektrisches Feld zwischen Elektronenschale und Atomkern ist. Und dieses Feld mitsamt Elektronen und Atomkern als Einheit wegdrückt.

Wasser und Öl: Wasser sei die elektromagnetische Welt, und Öl die dunkle Materie. Das ganze mal schütteln. Es bilden sich Öltröpfchen im Wasser. Wir Menschen können in so einer Welt nur Wasser sehen. Die Öltröpfchen bleiben uns verborgen, und wirken nur als Gravitation.

Die elektromagnetische Welt enthält elektrische Ladung und Gravitation.
Die Welt der Dunklen Materie enthält nur Gravitation.

Das ist o.k. denn es gibt eine Art Hierarchie der Kräfte. Eine Anordnung der vier Grundkräfte.
Ich beschränke mich hier jetzt Erstmal auf die Gravitation und die Elektromagnetische Kraft.

Gravitation ist grundlegender als die Elektromagnetische Kraft.
Hier mal beschreiben mit, nach dem Urknall entstand in der Energiesuppe Erstmal Gravitation als Kraft. Erst später als es kälter wurde, entstand als eigenständige Kraft die Elektromagnetische Kraft.

Denn Dunkle Materie, die in der Phase der Gravitationskraft entstanden ist, besteht aus Teilchen, die nur Gravitation kennen. Während elektromagnetische Teilchen, die in der Zeit entstanden sind, als die elektromagnetische Kraft sich etablierte, Masse und Ladung haben.

 

[sanchez]

Hallo,
ich habe da was entwickelt zu was ich weiter oben geschrieben habe.
Da habe ich gefragt, ob es eine Grundbeschleunigung gibt.
Heureka, gerade eben, hab ichs.

Alles aus der Sicht der SRT.

Ein alter Hut, ich denke,.
Die SRT ist der Spezialfall der ART.
Und zwar lässt man alle beteiligten Massen gegen Null konvergieren, und bekommt dann die Ergebnisse der SRT.

Zum Zwillingsparadoxon in der SRT.

Ich fliege mit meiner Rakete von der Erde. Ich behalte von der Rakete aus, die Erduhr im Blickfeld. Wenn ich jetzt auf meiner Uhr 12s ablesen, sehe ich die Erduhr mit 8s im Fenster.

Nun kehre ich, instantan, sofort und ohne Beschleunigung um, zum Vereinfachen.

• Wenn ich jetzt mit meiner Rakete an der Erde vorbeifliege, lese ich auf meiner Raketenuhr 24s und auf der Erduhr 16s.
• Andrerseits, halte ich mit meiner Rakete bei der Erde an, zeigt meine Raketenuhr 24s und die Uhr auf der Erde ebenso 24s

• Im ersten Fall gibt es eine Zeitdifferenz. Und damit konstruiere ich die Grundbeschleunigung

Ich habe mir so das ausgedacht, und vielleicht kann mir jemand erklären, was das bedeutet, die Grundbeschleunigung.

 

[ralfkannenberg]

Ja DM durchdringt ungehindert elektrische Felder, Felder hervorgerufen von geladenen Teilchen. Es gibt da keine Wechselwirkung. Man kann Licht nicht ansehen, ob es durch ein Feld mit Dunkler Materie gewandert ist.

Hallo Sanchez,

bis hierhin bin ich mit Dir einverstanden.

Dunkle Materie schiebt die elektromagnetische Welt beiseite.

Das verstehe ich von der Wortwahl nicht: was heisst in diesem Zusammenhang "beiseite schieben" ?

Und wenn sie das macht, dann macht sie das mit der Hintergrundstrahlung. Ebenso schiebt sie ganze Atome auf die Seite, weil da ein elektrisches Feld zwischen Elektronenschale und Atomkern ist. Und dieses Feld mitsamt Elektronen und Atomkern als Einheit wegdrückt.

Warum ? Sie wandert einfach nur ungehindert durch, als ob diese Teilchen nicht vorhanden wären, das ist alles. Ok, es könnte vielleicht mal extrem selten einen "Treffer" geben, aber "zur Seite geschoben" bzw. "weggedrückt" wird da normalerweise nichts.

Ich beschränke mich hier jetzt Erstmal auf die Gravitation und die Elektromagnetische Kraft.

Warum ? Hast Du nachgerechnet, wie gross der Fehler ist, wenn man z.B. die starke Wechselwirkung vernachlässigt ? Wobei diese wohl wirklich vernachlässigbar ist, es ist eher so, dass Teilchen der Dunklen Materie nicht nur auf die Gravitationskraft, sondern auch auf die schwache Wechselwirkung sensitiv sind.

Gravitation ist grundlegender als die Elektromagnetische Kraft.

Warum ?

Hier mal beschreiben mit, nach dem Urknall entstand in der Energiesuppe Erstmal Gravitation als Kraft. Erst später als es kälter wurde, entstand als eigenständige Kraft die Elektromagnetische Kraft.

Meines Wissens gibt es keinerlei Anhaltspunkt für eine solche These. Selbst die Grand Unified Theories, welche die Gravitations-Wechselwirkung völlig aussen vor lassen, sind bis heute nicht verstanden.

Denn Dunkle Materie, die in der Phase der Gravitationskraft entstanden ist, besteht aus Teilchen, die nur Gravitation kennen.

Das ist umstritten, denn sie könnten auch die schwache Wechselwirkung kennen.

Während elektromagnetische Teilchen, die in der Zeit entstanden sind, als die elektromagnetische Kraft sich etablierte, Masse und Ladung haben.

Was ist ein "elektromagnetisches Teilchen": ein Elementarteilchen, welches eine von 0 verschiedene elektrische Ladung trägt ?


Freudliche Grüsse, Ralf