Raumzeit - Dunkle Materie

[Ned Flanders]

Hallo zusammen,

nachdem nun alle die Fakten auf dem Tisch liegen und man weiss dass die Raumzeit sich nicht nur krümmen sondern auch Wellen schlagen kann, möchte ich hier mal ein paar unqualifizierte Fragen zur Natur der Raumzeit stellen. Die Raumzeit, quasi der Stoff aus dem unser Universum besteht 'wechselwirkt' ja offensichtlich deutlich mit Masse, wobei wechselwirkt schon wieder falsch ist denn offensichtlich nehmen wir ja bislang an das Massen die Raumzeit beeinflusst aber nicht umgekehrt. Auf der anderen Seite sagt die ART aus, das die Masse eines Körpers mit der Geschwindigkeit zunimmt, was aber auch nicht wirklich korrekt ist, da die Masse sich natürlich nicht ändert (ich könnte auf einem Schiff das sich mit 99% LG bewegt trotzdem noch rumlaufen) sondern nur der Effekt auf die Raumzeit.

Wäre es in irgendeiner Form denkbar das die Raumzeit (oder ein wie auch immer geartetes Fabrik of the universe) selbst sich durch Masse dahingehend verändert das es quasi einen der Masse ähnliche Eigenschaft bekommt die die Dunkle Materie unnötig werden lässt? In anderen Worten, könnte die Masse einer Galaxy durch das krümmen des Raumes selbst den Raum dahingehend verändern, dass es gar keine Extra Masse in form von dunkler Materie mehr benötig?

Und vergebt mir, Genetiker haben von Physik ungefähr soviel Anhnung wie Physiker von Biologie.

Gruss!

 

[Bernhard]

Und vergebt mir, Genetiker haben von Physik ungefähr soviel Anhnung wie Physiker von Biologie.

Hallo Ned,

genau aus diesem Grund darfst Du voll darauf vetrauen, dass die Theorien der Physiker konsistent sind. Für Deine Idee ist der Spielraum deshalb sehr gering. Trotzdem Danke für den unterhaltsamen Beitrag .

 

[Ich]

Die Raumzeit, quasi der Stoff aus dem unser Universum besteht 'wechselwirkt' ja offensichtlich deutlich mit Masse, wobei wechselwirkt schon wieder falsch ist denn offensichtlich nehmen wir ja bislang an das Massen die Raumzeit beeinflusst aber nicht umgekehrt.

Natürlich auch umgekehrt im Sinne von Wheelers Ausspruch "Spacetime tells matter how to move; matter tells spacetime how to curve."

Auf der anderen Seite sagt die ART aus, das die Masse eines Körpers mit der Geschwindigkeit zunimmt, was aber auch nicht wirklich korrekt ist, da die Masse sich natürlich nicht ändert (ich könnte auf einem Schiff das sich mit 99% LG bewegt trotzdem noch rumlaufen) sondern nur der Effekt auf die Raumzeit.

Das sagt die ART auch nicht aus. Die Energie eines Körpers nimmt zu, und die "Anziehungskraft" einer bewegten Masse ist anders (auch größer in bestimmte Richtungen) als die einer ruhenden Masse.

Wäre es in irgendeiner Form denkbar das die Raumzeit (oder ein wie auch immer geartetes Fabrik of the universe) selbst sich durch Masse dahingehend verändert das es quasi einen der Masse ähnliche Eigenschaft bekommt die die Dunkle Materie unnötig werden lässt? In anderen Worten, könnte die Masse einer Galaxy durch das krümmen des Raumes selbst den Raum dahingehend verändern, dass es gar keine Extra Masse in form von dunkler Materie mehr benötig?

Entsprechende Ideen lassen sich auch auf Wheeler zurückführen, "mass without mass" ist da der zugehörige Ausspruch. Hat aber nicht so wirklich funktioniert. Nein, die ART gibt keine unverstandene Raumzeitkrümmung her, die eine Masse imitieren könnte. Die Physik der Dunklen Materie spielt sich tatsächlich noch deutlich im Newtonschen Grenzfall ab, lässt sich also noch durch Newtonsche Gravitation beschreiben. Die ART führt da zu keinen nennenswerten neuen Effekten.

 

[Ned Flanders]

Vielen Dank für die Antworten! Ich muss zugeben, dass mich als nicht Physiker die "magische" Komponente an der Dunklen Materie stört. In den LifeSciences ist es praktisch unvorstellbar eine Komponente einem Model hinzuzufügen, die eine Beobachtung erklären könnte, deren Natur aber nicht bestimmt ist. Das kam meines Wissens das letzte mal Anfang des letzten Jahrhunderts vor, beispielsweise vor der Endeckung der Viren. Alle weiteren biologischen Phänomene entziehen sich höchstens der Untersuchung durch nicht ausreichende Methodik. Also Beispiel die Erforschung der Funktion eines Gehirns ist vergleichbar mit der Erforschung der Funktion eines Computers mittels eines Voltmeters. Man hat aber in allen Belangen klare Vorstellungen wie dies funktioniert.

Eine Dark Matter der Biologie gibt es schlicht nicht und schlägt sie jemand vor so erweist sich das praktisch immer als falsch. Vor längerer Zeit habe ich auch einmal einen Artikel zu spatial differences in der Feinstrukturkonstante gelesen. Könnte das alles nicht ein Hinweis darauf sein, dass mit der Raumzeit selber etwas geschieht und wäre das nicht eine schlüssigere Erklärung als das Einführen einer nicht detektierbaren Komponente von der man nichteinmal eine grobe Vorstellung hat was diese sein könnte? Ist natürlich theoretisch sexy aber eben doch sehr unbefriedigend. Ein Äquivalent wäre eine Gotteskomponente in der Evolutionsbiologie.

Ned

 

[Ich]

Ich muss zugeben, dass mich als nicht Physiker die "magische" Komponente an der Dunklen Materie stört. In den LifeSciences ist es praktisch unvorstellbar eine Komponente einem Model hinzuzufügen, die eine Beobachtung erklären könnte, deren Natur aber nicht bestimmt ist.

Meinst du?

1854 begann Johann Gregor Mendel, die Vererbung von Merkmalen bei Erbsen zu untersuchen. Er schlug als erster die Existenz von Faktoren vor, die von Eltern auf die Nachkommen übertragen werden. Bei seinen Kreuzungsversuchen beschrieb er, dass Merkmale voneinander unabhängig vererbt werden können, sowie dominante und rezessive Merkmale. Er entwickelte die Hypothese, dass es homo- und heterozygote Zustände geben kann, und legte damit die Grundlage für die Unterscheidung zwischen Genotyp und Phänotyp.

Da wurden also "Erbanlagen" postuliert, von denen je zwei in einem Organismus vorliegen. Welche davon vererbt wird, ist Zufall.
Und hundert Jahre lang kommte nie jemand so eine Erbanlage im Labor nachweisen, man hatte lange Zeit nicht einmal die leisete Idee, was so etwas sein sollte. Solange der Träger der postulierten Erbanlagen nicht gefunden war, konnte man lustig über alternative Erklärungen spekulieren, wenn einem die Idee eines unbeobachtbaren materiellen Trägers nicht behagte.

Ein schönes Beispiel für dunkle Materie in der Biologie.

 

[Ned Flanders]

Ein schönes Beispiel für dunkle Materie in der Biologie.

Dem muss ich leider widersprechen. Mendel hat keine Hypothese postuliert um ein existierendes Model kompatibel mit seiner Beobachtung zu machen.

Die mendelschen Regeln entsprechen eher den newtonschen Axiomen.

Dunkle Materie ist ein völlig hypothetischer Stoff den man benötigt um eine existierendes Model ohne es zu modifizieren konsistent mit den Beobachtungen zu machen. Es könnte aber sein, dass das ursprüngliche Model unvollständig ist.

 

[Chrischan]

Hallo Ned,

eine Komponente einem Model hinzuzufügen, die eine Beobachtung erklären könnte, deren Natur aber nicht bestimmt ist.

am Anfang war die Beobachtung cool.
Es wurde ein Effekt beobachtet, der nach Gravitation "roch", aber ohne sichtbare Massen. Als Arbeitstitel wurde dafür der Begriff "Dunkle Materie" ins Leben gerufen. Jetzt versucht man die Natur dieser "Dunklen Materie" zu entschlüsseln. Bisher unbekannte Teilchen sind dabei eine Möglichkeit, aber es wurden (oder werden immernoch) auch andere Alternativen untersucht, z.B. modifizierte Gravitationstheorien ("MOND").

Es wurde dem Standardmodell bisher keine neue Komponente hinzugefügt, sondern nur ein Arbeitstitel für einen beobachteten Effekt ins Leben gerufen.

Ich bin mir sicher, dass es ebenso in der Genetik oder auch in anderen Disziplinen gemacht wird. Wenn man etwas beobachtet und es (noch) nicht genau erklären kann, dann etabliert man "Arbeitstitel", die später präzisiert werden. Oder ignoriert man die Beobachtungen, solange sie nicht erklärbar sind? Ist die Entstehung von Leben nicht existent, nur weil man sie noch nicht lückenlos erklären kann?

Geiches gilt übrigens für die "Dunkle Energie".

Gruss,
Christian

 

[Chrischan]

Dunkle Materie ist ein völlig hypothetischer Stoff den man benötigt um eine existierendes Model ohne es zu modifizieren konsistent mit den Beobachtungen zu machen.

Eben nicht!

 

[Ned Flanders]

Eben nicht!

Gut, wenn es sich dabei rein um einen "Arbeitstitel" handelt, dann sehe ich das ganz entspannt. Es erscheint einfach nur so, dass jeder Artikel der sich damit befasst dem System "Masse" in Form von Matter hinzufuegen will. Das könnte sich eben als Falschannahme herrausstellen (das kann natürlich genausogut das richtige Pferd sein).

Bleibt also spannend!

Gruss und schönen Abend!

Ned

P.S.: Die Aufnahmen auf Deiner Seite sind sehr beeindruckend!

 

[Bernhard]

Hallo Ned,

Ich muss zugeben, dass mich als nicht Physiker die "magische" Komponente an der Dunklen Materie stört.

dem möchte ich noch hinzufügen, dass diese "magische Komponente" meiner Meinung nach vor allem diversen ("schlechten") populärwissenschaftlichen Beschreibungen der DM entspringt. Solche Artikel leben von hohen Verkaufszahlen, weswegen gerne mal die fachlichen Aspekte zu Gunsten der unterhaltenden Aspekte verschoben wurden.

Ein großer Vorteil der sozialen Medien, und damit auch astronews.com, liegt darin, dass man etwas genauer die Details betrachten kann. Das von Dir eröffnete Thema wurde aus diesem Grunde auch früher schon mal engagiert diskutiert.

Der vielversprechendste Ansatz, den Du hier ansprichst, ist als Verallgemeinerung von MOND, die TeVeS-Theorie: https://de.wikipedia.org/wiki/Tensor-Vektor-Skalar-Gravitationstheorie, die wir hier auch schon mal kurz diskutiert haben.