Woher stammt die dunkle Materie?

Bernhard

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Hallo zusammen,

aufgrund früherer Diskussionen stelle ich diese Frage mal als neues Thema. Bekanntlich wurde der Begriff "Dunkle Materie" von Fritz Zwicky eingeführt, um die ungewöhnlichen Rotationskurven verschiedener Galaxien erklären zu können. Diese Rotationskurven zeigten Meßwerte, die mit den Keplerschen Gesetzen und der sichtbaren Materie nicht zu erklären waren. Rund um dieses Thema stellen sich mir nun die folgende Frage:

Wurde die dunkle Materie in ihrer Gesamtheit bereits mit dem Urknall gebildet oder entsteht diese möglicherweise auch heute noch immer wieder neu?

Da man mittlerweile über Computersimulationen die Verteilung der dunklen Materie bereits recht genau kennt, sollte es doch möglich sein diese Frage über die Vermessung unterschiedlich "alter" Rotationskurven zu klären. Wenn man davon beispielsweise davon ausgeht, dass sich die dunkle Materie erst im Laufe der Entstehung einer Galaxie bildet, bzw. ansammelt sollte sich mit der Entwicklung der Galaxie auch die Menge der zugehörigen dunklen Materie ändern. Anders ausgedrückt sollten die Rotationskurven junger Galaxien damit deutlich anders aussehen als die Kurven sehr alter Galaxien. Gibt es dazu eventuell passende Veröffentlichungen, die diese These stützen, bzw. entkräften könnten?
Vielen Dank im Voraus für sachdienliche Hinweise!
 

Schmidts Katze

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Wurde die dunkle Materie in ihrer Gesamtheit bereits mit dem Urknall gebildet oder entsteht diese möglicherweise auch heute noch immer wieder neu?

Hallo Bernhard,

ich bin immer davon ausgegangen, daß es die DM seit dem Urknall gibt, weil ich mir nicht vorstellen kann, durch welche Prozesse sie (in der postulierten Menge) erzeugt werden könnte, ohne den Energieerhaltungssatz zu verletzen.
Hast du eine Idee, wie DM entstehen könnte?

Grüße
SK
 

ZA RA

Gesperrt
Hallo SK,

in einem Post von Dir, ich erinnere mich nicht mehr wo genau, sprachst Du von der Verteilung von Materie im All, nach dem Mathematischen-Modell Sirpinskis, dem ich in dieser Kombination meinen äussersten Zuspruch aussprechen möchte.

Meine Frage:
Wie würde die Verteilung der DM, falls sie schon beim - UK - entstanden sein sollte, dann mit dem S-Modell harmonieren?

Gruß
z
 

Bernhard

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Hallo Bernhard,

ich bin immer davon ausgegangen, daß es die DM seit dem Urknall gibt, weil ich mir nicht vorstellen kann, durch welche Prozesse sie (in der postulierten Menge) erzeugt werden könnte, ohne den Energieerhaltungssatz zu verletzen.
Hast du eine Idee, wie DM entstehen könnte?

Grüße
SK

Hallo SK,

es gibt dazu zwei mehr oder weniger "verwegene" Ideen.
1.) Spontane Materieerzeugung gemäß Steady-State-Theorie. Dabei wird jedoch der Energiesatz so drastisch verletzt, dass ich diese Idee nicht weiter verfolgen will. Ich erwähne diese Idee auch nur der Vollständigkeit halber und um einen Bezug zu bereits bekannten Theorien zu haben.

2.) Es wäre noch denkbar, dass bei der Kollision extrem energiereicher Protonen (kosmische Strahlung) immer wieder stabile MBHs entstehen (s. Diskussion zur Sicherheit des LHC, Schwarze Löcher), die dann als dunkle Materie nur noch gravitativ wechselwirken und sich quasi als "Materie-Schrott" bei Galaxien ansammeln. Ich persönlich fände es sehr interessant diese These mit echten/aktuellen Meßdaten zu überprüfen.
mfg
 

Klaus

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Wurde die dunkle Materie in ihrer Gesamtheit bereits mit dem Urknall gebildet oder entsteht diese möglicherweise auch heute noch immer wieder neu?

Da dunkle Materie alles ist, was sich der direkten Beobachtung entzieht und daher Neutronensterne, schwarze Löcher, Braune Zwerge, weiße Zwerge, Planeten, Gesteinsbrocken usw. mit dazu zählen, beantwortet sich doch eigentlich die Frage von selbst.
 

Bernhard

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Die Frage ist vielleicht etwas irreführend. Mir geht es eigentlich eher um die Frage, ob die Form der Rotationskurven von Galaxien vom Abstand der Galaxis zur Erde (also eigentlich dem Alter der Galaxis) abhängig ist. Fraglich dabei ist, ob sich das messtechnisch klären läßt.

Man könnte auch fragen: Bei welchen Galaxien wurden bisher Rotationskurven ermittelt?
mfg
 

Lina-Inverse

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Die Frage lässt sich prinzipiell erst dann wirklich beantworten, wenn wir wissen woraus die dunkle Materie denn nun besteht.

Es gibt nicht die DM, sondern mehr als eine Art. Da der Begriff DM eine ganze Gruppe von möglichen/bereits gefundenen Dingen enthält, kann man zumindest für die gefundenen Kandidaten (und einige populärere Vermutete) die Frage beantworten.

Da ist erstmal die baryonische DM:
Da dunkle Materie alles ist, was sich der direkten Beobachtung entzieht und daher Neutronensterne, schwarze Löcher, Braune Zwerge, weiße Zwerge, Planeten, Gesteinsbrocken usw. mit dazu zählen...
Die ist nach Standardmodell bei der Bayrogenese entstanden (also schon beim Urknall). Ihr Anteil an der vorhanden DM ist völlig unklar, und es stellt sich auch die Frage ob die gefundenen Körper nach ihrer Entdeckung noch zur DM zu zählen sind (ich würde diese Frage verneinen, aber ich bin kein Experte :)).

Es gibt noch exotischere Kandidaten, siehe diesen alten Thread. Nachweisbar ist davon einzig das Neutrino, nur konnte man dessen Masse bisher auch nicht bestimmen (Sie könnte möglicherweise auch Null sein, trotz gegenteiliger Tendenz der experimentellen Lage). Die Mehrzahl der Neutrinos wäre schon beim Urknall entstanden, aber es werden bei allen Kernreaktionen auch noch laufend weitere produziert.
Von den weiteren theoretisch denkbaren Kandidaten fallen die meisten in die Kategorie der WIMP's. Soweit mir bekannt geht man auch bei allen diesen Kandidaten von einer überwiegenden Erzeugung schon beim Urknall aus.

Eine Form von DM die nicht beim Urknall entstanden wäre, sondern erst (viel) später würde nach heutigem Wissensstand auch mehr Fragen aufwerfen als beanworten. DM wird zwar meistens im Zusammenhang mit der Galaxienmasse genannt, allerdings benötigen die aktuellen Modelle zur Bildung von Galaxien und Galaxienhaufen auch DM (und auch noch möglichst kalte (CMD), d.h. wenn nach dem Urknall noch keine DM vorhanden wäre versagen unsere Modelle schon überhaupt nur die Galaxienbildung zu erklären (wenn das Universum 13,7 Gyr alt ist, müssen sich die Galaxien sehr schnell nach dem Urknall gebildet haben).

1.) Spontane Materieerzeugung gemäß Steady-State-Theorie. Dabei wird jedoch der Energiesatz so drastisch verletzt, dass ich diese Idee nicht weiter verfolgen will.
Wir sind heute von der Messgenauigkeit her weit davon entfernt eine derartige Verletzung des Energieerhaltungssatzes auszuschliessen, die benötigte Energieerzeugung würde sich im Bereich "Einer Amöbe pro Galaxis und Jahr" bewegen (man korregiere mich wenn ich falsch liege, die Zahl stammt aus dem Buch "Licht vom Rande der Welt" von 1984). Gegen die Steady-State Theorie selbst lassen sich natürlich eine Menge weitere (und IMHO wesentlich stichhaltigere Argumente) anführen.

2.) Es wäre noch denkbar, dass bei der Kollision extrem energiereicher Protonen (kosmische Strahlung) immer wieder stabile MBHs entstehen (s. Diskussion zur Sicherheit des LHC, Schwarze Löcher), die dann als dunkle Materie nur noch gravitativ wechselwirken und sich quasi als "Materie-Schrott" bei Galaxien ansammeln. Ich persönlich fände es sehr interessant diese These mit echten/aktuellen Meßdaten zu überprüfen.
Ich hatte eine abschätzende Rechnung dazu im LHC-Thread versucht und kam auf einer lächerlich geringe Menge. Viel wichtiger erscheint mir aber, das die Energie die zur Erzeugung dieser Art von DM stets von baryonischer Materie aufgebracht werden müsste (wenn man deinem Verschlag zur Entstehung folgt). Es hätte also das Massenequivalent der heutigen DM dieses Typs in Form baryonischer Materie nach dem Urknall existieren müssen. Damit lassen sich gegen diese Art DM alle Argumente ins Feld führen die man gegen die "normale" baryonische DM vorbringen kann (Strukturbildung im frühen Universum, Häufigkeit der Elemente um nur zwei zu nennen). Plus, wir beobachten keine Umwandlungsprozesse die derartige Massen umsetzen könnten (Quasare wären dafür die aussichtsreichsten Kandidaten meiner Meinung nach).

Gruss
Michael
 

Mealo

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Also, meiner Meinung nach bzw. laut meinem Kenntnisstand, wurde die Verteilung der Materie u der Antimaterie in den ersten Momenten des Universums festgelegt.
Und wenn wir vom ersten Versuch der Darstellung unseres Kosmoses, durch Jeff Peebles und Jerry Austriker, davon ausgehen, dass sich ohne schwarze Materie alle Planeten und Sterne in rotierende Balken verwandeln, würde ich sagen, dass es im Frühstadium auch schon diese Verteilung gegeben haben muss.
Wenn wir nun von der Expansion des Raumes ausgehen, also der Vergrößerung der Masse bzw. des Volumens, muss ja folglich auch die schwarze Materie mehr werden.
Aber die Frage, wie diese entsteht, sollte vielleicht erst gestellt werden, wenn man sie (die sM) auch eindeutig nachweisen kann!
 

Schmidts Katze

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Hallo SK,

in einem Post von Dir, ich erinnere mich nicht mehr wo genau, sprachst Du von der Verteilung von Materie im All, nach dem Mathematischen-Modell Sirpinskis, dem ich in dieser Kombination meinen äussersten Zuspruch aussprechen möchte.

Ja, das war gestern. ^_^
Wie kann das Universum unendlich sein wenn ...

Meine Frage:
Wie würde die Verteilung der DM, falls sie schon beim - UK - entstanden sein sollte, dann mit dem S-Modell harmonieren?

Gruß
z

Wahrscheinlich ganz gut, weil sie ja erfunden wurde, um Widersprüche im StandardModell zu erklären.
Ehrlich gesagt, ich habe keine Ahnung.

Grüße
SK
 

Orbit

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Und wenn wir vom ersten Versuch der Darstellung unseres Kosmoses, durch Jeff Peebles und Jerry Austriker
Mealo
Wer sind die beiden? Nie gehört.
Und überhaupt: Von welchem Brabbel-Generator hast Du Dir diesen Schwachfug generieren lassen?
 

Luzifix

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Weder Wiki-En noch Wiki-De noch Google liefern mir zu diesen zwei Namen irgendetwas hilfreiches. Was immer ein schlechtes Zeichen ist. oO

Daß ich noch keinen Eintrag im Wikipedia habe, ist ein gutes Zeichen!

Und in einer dieser Wissenssammlungen, wo hier immer fleißig hin gelinkt wird, hatte ich gestern gelesen, daß bei der Entstehung von Neutronensternen 90% der vorhandenen Masse in Neutrinos umgewandelt wird. Ist doch unheimlich viel. Wo fliegen die alle hin? Wie schnell fliegen die, und was viel interessanter wäre, bleiben sie vielleicht unter bestimmten Umständen irgendwann einfach stehen und werden zur postulierten DM?
 

Orbit

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Daß ich noch keinen Eintrag im Wikipedia habe, ist ein gutes Zeichen!
Luzifix
Willst Du hier eigentlich nur noch blöde rumstänkern?

Wenn Du schon einen Wiki-Artikel kritisierst, dann bitte mit Link. So können wir selbst beurteilen, ob daran etwas faul sei oder ob Du's nur nicht richtig verstanden hast.

Orbit
 

Lina-Inverse

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Und in einer dieser Wissenssammlungen, wo hier immer fleißig hin gelinkt wird, hatte ich gestern gelesen, daß bei der Entstehung von Neutronensternen 90% der vorhandenen Masse in Neutrinos umgewandelt wird. Ist doch unheimlich viel. Wo fliegen die alle hin? Wie schnell fliegen die, und was viel interessanter wäre, bleiben sie vielleicht unter bestimmten Umständen irgendwann einfach stehen und werden zur postulierten DM?
Wenn du schon eine Wissenssammlung als Quelle anführst, dann verlinke sie auch gleich. Es gibt hier im Forum leider Kunden, bei denen "habe ich mal gelesen" gleichbedeutend mit "habe ich mir eben ausgedacht" war (bei diesem speziellen ist die Vergangenheitsform angebracht). Deine 90% sind mehr als zweifelhaft, Neutronensterne haben typische Massen zwischen 1,4 und 3 Sonnenmassen. Um also 90% davon in Form von Neutrinos abzustrahlen müsste die erzeugende Supernova mindestens die 10-fache Masse haben, was für einen entwickelten Stern eine beachtliche Restmasse ist, da ja auch noch eine Explosionswolke übrig bleibt. Ich vermute mal zu deinen Gunsten das ich deine Aussage nur falsch interpretiere und du dich eigentlich darauf beziehen wolltest das 90% der freigesetzten Energie in Form von Neutrinos abgestrahlt werden.
Dein pauschales "Ist doch unheimlich viel" ist in erster Linie unheimlich sinnfrei, ob 90% viel oder wenig sind hängt zuerst mal davon ab wieviel 100% sind und im Verhältnis zu was überhaupt?. Relativa ergeben nur mit einem Kontext Sinn.

Gruss
Michael

PS: Oder ist es nachts kälter als draussen?
 

Mealo

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@Orion
Sind wir eigentlich hier um wissenschaftliche Aspekte zu diskutieren, oder um uns gegenseitig als Idioten hinzustellen?:confused:
Das keiner von euch die beiden Namen kennt, ist kein schlechtes Zeichen für mich, sondern ein Indiz dafür, dass dies wirklich ein Forum zu sein scheint, indem man sich gegenseitig als Idioten abstempelt.:mad:
Beschreibe doch mal, was in meiner Ausführung Schwachfug sein soll, und begründe es ganz einfach mal!:eek:
 

FrankSpecht

Registriertes Mitglied
@Mole,
@Orion
Sind wir eigentlich hier um wissenschaftliche Aspekte zu diskutieren, oder um uns gegenseitig als Idioten hinzustellen?:confused:
Letzteres, was solche Teilnehmer wie dich betrifft.
Orbit hat das in seinem Post dir bezüglich schon recht zutreffend erkannt.
Wie willst du wissenschaftliche Aspekte diskutieren, wenn du statt 'dunkler Materie' von 'schwarzer Materie' sprichst? Damit offenbarst du doch, dass du keinerlei wissenschaftlichen Hintergrund zur Eingangsfrage des Threads hast.
 

Mealo

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@FrankSpecht
Ich bin nicht hier um Haarspalterei zu betreiben! SCHWARZE MATERIE = DUNKLE MATERIE, oder konntest Du den Zusammenhang jetzt nicht herstellen?
Wenn Du was zu sagen hast, dann antworte doch einfach mal auf das, was ich zuerst geschrieben habe, und hör auf die kleinsten Fehler irgendwo rauszusuchen.
Ist ja echt zum Kotzen! Jeder hat hier irgendwo klug zu scheißen aber keiner schafft es auf die Sachlage einzugehen, oder was?
Und wenn man es noch nicht einmal schafft, meinen Usernamen fehlerfrei abzuschreiben, sollte man doch mit solchen Äußerungen lieber inne halten!
 

Lina-Inverse

Registriertes Mitglied
Also, meiner Meinung nach bzw. laut meinem Kenntnisstand, wurde die Verteilung der Materie u der Antimaterie in den ersten Momenten des Universums festgelegt.
Der Zusammenhang mit dem Threadthema (Dunkle Materie) erschliesst sich mir nicht.
... davon ausgehen, dass sich ohne schwarze Materie alle Planeten und Sterne in rotierende Balken verwandeln ...
Die Form der Planeten und Sterne wird durch das Hydrostatische Gleichgewicht verursacht, das u.a eine Folge des Gravitationsgesetzes ist. Die annähernde Kugelform von Sternen und Planeten ergibt sich ganz ohne "Schwarze Materie" (siehe auch Sparsamkeitsprinzip). Das sich "ohne schwarze Materie alle Planeten und Sterne in rotierende Balken verwandeln" steht dazu im Widerspruch und ist zu begründen. Dieser Thread hat die Dunkle Materie (engl. Dark Matter) und keine "Schwarze Materie" zum Thema.

Privatansichten und Hypothetisches im Widerspruch zur Mainstream-Physik soll nur im Unterforum GdM diskutiert werden (das ist eine Besonderheit des Astronews-Forums).

Im übrigen schätze ich es wenn man sich auf bestimmte Modelle bezieht, deren allgemeine Bekanntheit man beim Gegenüber nicht voraussetzen kann, verlinkt.
Ich habe persönlich festgestellt, das sich die Chance eine fruchtbare Diskussion zu führen signifikant erhöht, wenn man den Zusammenhang seiner Aussagen zum Thema deutlich macht (Antimaterie?)

Gegenüber den anderen Benutzern des Forums ist es im übrigen sehr geschickt,
Das keiner von euch die beiden Namen kennt, ist kein schlechtes Zeichen für mich, sondern ein Indiz dafür, dass dies wirklich ein Forum zu sein scheint, indem man sich gegenseitig als Idioten abstempelt.
wenn man sich von zwei Teilnehmern desselbigen beleidigt fühlt, auch gleich noch im Rundumschlag alle anderen als indirekte Idioten hinzustellen. Mit dieser Einstellung wirst du hier ganz sicher viele Freunde finden ;)

Zwischen Orion und Orbit bestehen grosse Unterschiede!
Und wenn man es noch nicht einmal schafft, meinen Usernamen fehlerfrei abzuschreiben, sollte man doch mit solchen Äußerungen lieber inne halten!

Bitteschön:
<°((((><

Michael
 
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