Hubble: Geisterhafter Ring aus Dunkelmaterie

astronews.com Redaktion

Registriertes Mitglied
Mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble gelang einem internationalen Astronomenteam jetzt der bislang direkteste Nachweis der Existenz von Dunkler Materie. Die Forscher entdeckten einen geisterhaften Ring aus Dunkler Materie, der vermutlich bei einer gewaltigen Kollision zweier Galaxienhaufen entstand. Zum ersten Mal wurde damit eine Dunkelmaterie-Verteilung entdeckt, die sich signifikant von der Verteilung der sichtbaren Materie unterscheidet. (15. Mai 2007)

Weiterlesen...
 

Orbit

Registriertes Mitglied
Mich erinnert dieser Ring und die DM in der Mitte an ein Interferenzmuster: Interferenzmaximum in der Mitte und aussen der Ring nullter Ordnung (Begriffe aus Hans J. Paus - "Physik in Experimenten und Beispielen").
Sehe ich das richtig, dass es sich bei einer Spekulation dieser Art um Strahlung mit einer Wellenlänge von 2,6/3 LJ handeln müsste?
Gruss Orbit
 

komet007

Registriertes Mitglied
Mich erinnert dieser Ring und die DM in der Mitte an ein Interferenzmuster: Interferenzmaximum in der Mitte und aussen der Ring nullter Ordnung (Begriffe aus Hans J. Paus - "Physik in Experimenten und Beispielen").
Sehe ich das richtig, dass es sich bei einer Spekulation dieser Art um Strahlung mit einer Wellenlänge von 2,6/3 LJ handeln müsste?
Gruss Orbit

Hallo Orbit
es sieht zumindest ganz danach aus, als ob die "gravitative Wellenlänge" von DM eine andere ist als bei sichtbarer. Dies würde zumindest erklären, warum DM nicht verklumpen kann und sich vorwiegend im Galaxienhalo aufhält. Zudem sieht es so aus, als ob bei DM eine gravitative Rückkopplung stattfindet, je dichter sie wird. Diese Art von Beobachtungen zeigen jedenfalls auf, dass wir das "Wesen" der Gravitation noch nicht einmal ansatzweise erfasst haben. Ich bezweifle auch langsam, als ob sich Gravitation über Leptonen oder Bosonen erklären lässt, sonst wäre DM wohl nicht dunkel. :rolleyes:
 

Orbit

Registriertes Mitglied
Hallo komet007
Danke, dass Du meinen Gedanken nicht gleich in den runden Ordner für 'Crank-Spinnereien' wirfst.:)
es sieht zumindest ganz danach aus, als ob die "gravitative Wellenlänge" von DM eine andere ist als bei sichtbarer.
Ich denke nicht an gravitative, sondern an elektromagnetische Wellenlänge, und die wäre eben 867'000 Lichtjahre. Das heisst nun, dass solche Strahlung eine Eigenzeit von 867'000 Jahren hätte oder eine Eigenfrequenz von 1/ 867'000 J. Das Massenäquivalent ergäbe sich aus
h/(Lambda*c), und das wäre für Lambda = 8.2E21 m gerade mal 2.7E-64 kg.
Mit dieser Eigenzeit erscheinen uns die Strahlen praktisch als 'eingefroren'.
Ich stelle mir nun vor, dass ein DM-Cluster eine Art gigantischen Seeigel aus solcher Strahlung darstellt. Durch die Äquivalenzmasse ist diese Strahlung gravitativ an die baryonische Materie der Galaxie gekoppelt, welche sie als Kugel oder Sphäroid umschliesst. Der Durchmesser dieses Clusters wäre 8,67 mal so gross wie unsere Galaxis.
Worauf gründet Deine Gewissheit, dass sich DM vor allem im Galaxienhalo aufhält?
Gruss Orbit
 
Zuletzt bearbeitet:

komet007

Registriertes Mitglied
Worauf gründet Deine Gewissheit, dass sich DM vor allem im Galaxienhalo aufhält?

Da gibt es mittlerweile zahlreiche Publikationen dazu, hier zum Beispiel:

http://www.mpa-garching.mpg.de/mpa/research/current_research/hl2003-12/hl2003-12-de.html


Für mich hat es eher den Anschein, als ob dieser Dunkle Materiering einer Gravitationswelle folgt, die durch den Zusammenstoß zweier Galaxiencluster hervorgerufen wurde und sich seither ausdehnt (meine Theorie).
 

Orbit

Registriertes Mitglied
Hallo Komet007
Meine Frage zum Halo beruhte auf einem Missverständnis meinerseits: Ich meinte, Du stelltest Dir eine Hohlkugel vor. Dem ist aber offenbar nicht so.
In der Simulation von Garching scheint es sich um ein Sphäroid mit nach aussen abfallender DM-Dichte zu handeln, und somit entsprechen auf den ersten Blick zwei Dinge meinen Vorstellungen:

- Die Grössenverhältnisse
- Die Abnahme der DM-Dichte nach aussen

Das Gebilde, um das es in diesem Thread hier geht, ist aber speziell und unterscheidet sich vom Bild aus Garching. Deine Vorstellung...
Für mich hat es eher den Anschein, als ob dieser Dunkle Materiering einer Gravitationswelle folgt, die durch den Zusammenstoß zweier Galaxiencluster hervorgerufen wurde und sich seither ausdehnt (meine Theorie).
...klingt für mich als Laien auch interessant.
Ob unsere beiden Vorstellungen nicht sogar auf dasselbe hinaus laufen? Vielleicht könnte da ein Physiker oder Mathematiker Klarheit schaffen.:)

Herzliche Grüsse
Orbit
 

komet007

Registriertes Mitglied
Ob unsere beiden Vorstellungen nicht sogar auf dasselbe hinaus laufen?

Möglicherweise. Die Struktur ähnelt konzentrischen Ringen, die sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit ausdehnen. Zumindest müsste man ungefähr nachrechnen können, mit welcher Geschwindigkeit sich das Gebilde ausdehnt. Allerdings wurde der Zeitpunkt einer möglichen Kollision in der Vergangenheit sehr ungenau angegeben.
 

Klaus

Registriertes Mitglied
Irgendwie erscheint das Gebiet mit der dunklen Materie auf dem Bild auch deutlich dunkler als seine Umgebung. Ich fragt mich, ob da das Spitzer Teleskop da nicht etwas mehr Licht ins Dunkle bringen könnte... :rolleyes:
 

Orbit

Registriertes Mitglied
Hallo bewegt
Ich spreche zwar von einem Drittel von 2,6 LJ; aber auch das ist wohl noch lange genug, um Dir die zwei grossen Lacher zu entlocken. :)
Allerdings sei hier angemerkt, dass es theoretisch keine Obergrenze für em Wellenlängen gibt oder, anders gesagt, keine theoretische untere Grenze für die Energie eines Teilchens. Eine von der Weltzeit to abhängige Grenze schon. In einem 13,7 Milliarden Jahre alten Universum könnten beispielsweise auch Wellenlängen existieren, die so lang sind wie der Radius dieses Universums.
Oder so lang wie der Durchmesser?
Oder noch länger, wenn man sie sich aufgewickelt vorstellt?
Ich weiss es nicht.
Ich weiss vieles nicht. Bin Laie.
Weisst Du alles? Über Rotverschiebung beispielsweise?
Spielt die hier überhaupt eine Rolle?
Ich rede ja von einer Ausdehnung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichtes, das uns dieses Bild übermittelt.
Gruss Orbit
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Klaus,

Irgendwie erscheint das Gebiet mit der dunklen Materie auf dem Bild auch deutlich dunkler als seine Umgebung.
ich hab' es mir gerade noch mal angesehen, ob ich Deinen Eindruck auch habe. Eigentlich nicht. Ich denke, daß das eine optische Täuschung, hervorgerufen durch die unterschiedliche Blaueinfärbung der Computersimulation ist?

Herzliche Grüße

MAC
 

Klaus

Registriertes Mitglied
Ich denke, daß das eine optische Täuschung, hervorgerufen durch die unterschiedliche Blaueinfärbung der Computersimulation ist?
Wird wohl so sein. Die blau markierten Bereiche enthalten einfach weniger lichtstarke Objekte, das ist aber an sich noch nichts ungewöhnliches.
 

Bewegt

Registriertes Mitglied
Allerdings sei hier angemerkt, dass es theoretisch keine Obergrenze für em Wellenlängen gibt oder, anders gesagt, keine theoretische untere Grenze für die Energie eines Teilchens. Eine von der Weltzeit to abhängige Grenze schon. In einem 13,7 Milliarden Jahre alten Universum könnten beispielsweise auch Wellenlängen existieren, die so lang sind wie der Radius dieses Universums.
Oder so lang wie der Durchmesser?
Oder noch länger, wenn man sie sich aufgewickelt vorstellt?
(,,, ,,,)
Weisst Du alles? Über Rotverschiebung beispielsweise?
Spielt die hier überhaupt eine Rolle?
Ich rede ja von einer Ausdehnung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichtes, das uns dieses Bild übermittelt.
Gruss Orbit

@Orbit
Über das Thema Rotverschiebung hatte ich hier schon ma ne interessante Antwort von Dilaton erhalten;
http://www.astronews.com/forum/showpost.php?p=10637&postcount=24
Wenn die Wellenlängen der "sichtbaren" :) dunklen Materie 0,86 Lichtjahre lang wären, könnte irgendein auf der Erde wahrgenommenes Bild solche Wellen darstellen?
:( ich vermute zur Zeit noch nicht!
 

Orbit

Registriertes Mitglied
Hallo bewegt
Wenn die Wellenlängen der "sichtbaren" dunklen Materie 0,86 Lichtjahre lang wären, könnte irgendein auf der Erde wahrgenommenes Bild solche Wellen darstellen?
Um's gleich vorweg zu nehmen, da hat sich ein Fehler eingeschlichen: Zwischen zwei Beiträgen ist mit eine Million abhanden gekommen ^^. Es geht um Wellenlängen von 866'000 LJ. Das macht das Problem, über das wir hier reden, auch nicht gerade kleiner ^^.
Abbilden liessen sich solche Monster in der nötigen Entfernung schon. Genau das, meine ich, habe man mit der Aufnahme im Link zum Eröffnungsbeitrag dieses Threads getan. Das 'Fotosujet' befindet sich immerhin in einer Entfernung von mindestens einer Milliarde LJ.
Nahaufnahmen von unserem eigenen DM-Cluster kann es tatsächlich nicht geben; aber vielleicht verrät uns die Pioneer-Anomalie etwas darüber. Ich habe die Idee immer noch nicht aufgegeben^^.
Die Antwort von Dilaton ist schon OK. Sie entspricht dem 'Ameisenmodell', das in einem andern Thread mal diskutiert wurde und von Jonas stammt, wenn ich mich nicht irre.
Aber Deine an diese Antwort geknüpften Fragen machen Deinen Irrtum deutlich:
okay, danke, das habe ich verstanden. An dieser Erklärung finde ich allerdings etwas merkwürdig. Das würde bedeuten, das die damals abgesendeten Photonen von der Expansion ausgeschlossen wären, obwohl sie ja auch die ganze Zeit in dem expandierenden Raum unterwegs sind/waren.
Teilchen sind generell von der Expansion ausgeschlossen, d.h. sie werden durch die Expansion von einander entfernt; aber sie selbst expandieren nicht. Sie sind durch em Kräfte extrem gebundene Systeme. Wie wir nun ja aus verschiedenen Diskussionen wissen, expandieren nicht einmal rein gravitativ gebundene Systeme wie das Sonnensystem.
Wenn die Photonen nicht mitexpandieren würden, dann wäre doch ihre damalige Frequenz im Verhältnis zur heutigen Expansion geschrumpft, ...
Geschrumpft im Verhältnis zu was? Meinst Du im Verhältnis zum expandierten Raum, dann machst Du den Raum zur Messlatte. Ist er aber nicht. Messlatte sind die Photonen, und die bewegen sich mit immer c, auch in einem expandierenden Raum. Und deshalb können sie ja auch die mit der Expansion wachsende Distanz zweier Himmelskörper messen: Distanz = c*t.
und meiner Meinung nach bedeutet kleinere Frequenz eher blau-verschoben als rot-verschoben.
Nicht Photonen sind blau oder rot verschoben, sondern die Bilder von Himmelskörpern, die sie uns vermitteln. Dass das nicht anders sein kann, bestätigst Du selbst:
Wenn sie mit expandieren, ... dann hätten uns die Photonen aber schon nach 700 Millionen Jahren oder sogar weniger Zeit erreicht, ...
und:
Wie können wir also einen 14,3 Milliarden alten Quasar so stark ins Rote verschoben sehen, wenn die Photonen nicht in die Expansion integriert sind?
Eben, weil sie nicht in die Expansion integriert sind.

Gruss Orbit
 

komet007

Registriertes Mitglied
Hallo Orbit

ich verstehen nicht ganz was du meinst wenn du sagst: "Photonen sind nicht in die Expansion integriert".
Es ist ja so, dass uns gerade die Wellenlängen der Photonen eine mögliche Raumexpansion verraten, da sie beim Durchqueren eines sich ausdehnenden Raumes Energie verlieren und rot verschoben erscheinen. Hierbei kann es eben passieren dass Photonen, die ursprünglich in der Wellenlänge des sichtbaren Lichtes lagen, nun, wenn sie auf der Erde ankommen, in den Radiowellenbereich verschoben sind, wie es sich an der Hintergrundstrahlung erkennen lässt.
Ausschlaggebend ist im Grunde, dass ich wissen muss, um welche Art von Strahlungsquelle es sich ursprünglich gehandelt hat, sonst kann ich niemals sagen, wie hoch die Rotverschiebung der Photonen letztendlich ist.

Wie können wir also einen 14,3 Milliarden alten Quasar so stark ins Rote verschoben sehen, wenn die Photonen nicht in die Expansion integriert sind?

... und @Bewegt, so eine Rotverschiebung kann es nicht geben, da macht uns der Faktor "Zeit" einen Strich durch die Rechnung. ;)
 
Zuletzt bearbeitet:

Orbit

Registriertes Mitglied
Hallo komet007
Vielleicht meinen wir dasselbe, formulieren es nur anders.
Ich wollte mit meiner Formulierung zur Vorstellung Gegensteuer geben, dass unsere optische Messlatte durch die Expansion gedehnt werde. Wenn das so wäre, könnte keine Expansion registriert werden. Ich denke, wenn man über diese Dinge nachdenkt, sollte man eh nicht von Photonen sprechen, sondern einerseits von der konstanten Lichtgeschwindigkeit, die sich auch in einem expandierenden Universum nicht ändert, andererseits von den durch die Fluchtgeschwindigkeit sich ändernden Frequenzen des Lichtsignals, welches die uns bekannten Spektren übermittelt. Diese Frequnzänderung hat aber nichts mit der Dehnung des Raumes zu tun, sondern mit der durch diese Dehnung bewirkte Fluchtgeschwindigkeit des Objektes. Es ist egal, ob sich das Objekt wegen der Expansion oder aus sonst einem Grund entfernt. Die Messlatte c*t ändert sich in einem flachen expandierenden Universum auf grossen Skalen nicht. Im Bereich von lokalen Gravitationszentren muss natürlich schon eine Zeitdilatation berücksichtigt werden, durch welche die Messlatte eine messbare Stauchung oder eine Dehnung erfährt. Das wissen wir alle vom GPS. Aber auf den Skalen, welche in dieser Diskussion gemeint sind, ist der Dilatationsfaktor praktisch 1. Und zwar überall.
Ich hoffe, mich unklar genug ausgedrückt zu haben.^^
Gruss Orbit
 
Oben