Dunkle Materie: Problem um Galaxienentstehung gelöst?

astronews.com Redaktion

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Kosmologische Modelle mit sogenannter kalter Dunkler Materie können eine Vielzahl von Beobachtungsbefunden im All erklären. Auf kleinen Skalen allerdings, etwa bei der Betrachtung einzelner Galaxien, bereiten sie den Astronomen einiges Kopfzerbrechen. Eine internationale Forschergruppe glaubt nun, das Problem dank einer aufwendigen Simulation zur Entstehung von scheibenförmigen Zwerggalaxien gelöst zu haben. (14. Januar 2010)

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DELTA3

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Eine internationale Forschergruppe glaubt nun, das Problem dank einer aufwendigen Simulation zur Entstehung von scheibenförmigen Zwerggalaxien gelöst zu haben. (14. Januar 2010)

Interessant, wie man alles so simulieren kann, bis es mit den eigenen Vorstellungen übereinstimmt. Jetzt sollen SN das Problem lösen, dabei wird allerdings nicht gesagt, wieviele SN nötig sind, um die geforderte Menge an CDM zu verdrängen, und warum diese Verdrängung nur nach aussen erfolgt.

Ich warte immer noch auf den Nachweis der DM-Teilchen, auf welchen solche Simulationen beruhen.

Gruss, Delta3.
 

Maenander

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Interessant, wie man alles so simulieren kann, bis es mit den eigenen Vorstellungen übereinstimmt. Jetzt sollen SN das Problem lösen, dabei wird allerdings nicht gesagt, wieviele SN nötig sind, um die geforderte Menge an CDM zu verdrängen, und warum diese Verdrängung nur nach aussen erfolgt.

Ich warte immer noch auf den Nachweis der DM-Teilchen, auf welchen solche Simulationen beruhen.

Gruss, Delta3.
Die Simulationen werden sicher vernünftige Annahmen machen, was die Supernovadichte anbelangt. D.h. natürlich nicht, dass sie damit richtig liegen müssen.

Man muss sich allerdings verdeutlichen, dass Simulationen mit dunkler kalter Materie vergleichsweise einfach zu bewerkstelligen sind. Richtig kompliziert wird es erst, wenn die baryonische Materie berücksichtigt wird, da diese viel mehr Wechselwirkungen unterliegt. Bis jetzt konnte man das nur unzureichend simulieren, und daher ist es nicht überraschend, wenn im bisherigen Bild Probleme bestanden.

Die Stärke der CDM-Hypothese liegt gerade darin, dass sie trotz ihrer Einfachheit so große Erfolge erzielen konnte, wie z.B. die Reproduktion von großräumigen Strukturen.
 

Alex74

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Interessant, wie man alles so simulieren kann, bis es mit den eigenen Vorstellungen übereinstimmt.
Genau das kann man nicht.

Wenn Du die Vorstellung hast "Das Universum dehnt sich nicht aus" und willst das simulieren, kriegst Du arge Probleme und Phänomene in der Simulation, die real nicht beobachtet werden, und andere Phänomene die man real beobachtet bleiben in der Simulation aus.
Versucht Du dann von einer gänzlich falschen Annahme die Simulation zurechtzubiegen, kannst Du das nur tun, indem Du Zusatzannahmen in die Simulation einbeziehen mußt. Und Meister Ockham sagt: je mehr solcher Zusatzannahmen Du brauchst (und umso fraglicher sie ihrerseits sind (Beispiel: Fred Hoyles Eissennadeln)), desto wahrscheinlicher wird es, daß schon in der Grundannahme ein Fehler ist.

In dieser Simulation würde ich Supernovae nichtmal als Zusatzannahme werten, eher als Fehler wenn so etwas bislang gefehlt hatte. Je mehr in einer Simulation berücksichtigt wird, desto besser ist sie in der Regel auch.

Mein Lieblingsbeispiel sind mal wieder die Neutrinos bei einer Supernova; hatte man anfangs weggelassen, weil sie nur zusätzliche rechenpower fraßen und man dachte, man könne sie (weil sie ja kaum wechselwirken) für das grobe Verständnis weglassen. Die Simulationen lieferten aber keine Supernovae, nur in sich zusammenstürzende Sterne....bis man die Neutrinos mit einbezog....und dann sah in der Simulation alles so aus wie real beobachtet.
Und in der Zwischenzeit riefen mal wieder alle Boulevardblatt-Leser "Da sieht man daß Einstein und der ganze Mist nicht stimmen kann und überhaupt die ganze dogmatische wissenschaft in einer ernsten Krise steckt!"

...jedesmal die selbe Geige...

Gruß Alex
 

DELTA3

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In dieser Simulation würde ich Supernovae nichtmal als Zusatzannahme werten, eher als Fehler wenn so etwas bislang gefehlt hatte.

Ich würde das schon als 'Zusatzannahme' werten. Was mich stört ist, dass nicht gesagt wird, wieviele SN gebraucht werden, damit die Simulation stimmt.

Man muss das mal quantitativ überschlagen:
Dunkle Materie macht in einer Galaxie mit 83 Prozent zwar den Löwenanteil aus, wird aber, wie die Wissenschaftler jetzt in einem Fachartikel in Nature berichten, von der baryonischen Materie ebenfalls beeinflusst.

D.h. der BM Anteil beträgt ca. 1/6 . Wie hoch kann der Anteil sein, der an SN beteiligt ist? 10% oder nur 1% ? Ich würde eher zu weniger tendieren. Also soll ein Masseanteil von 1/600 die gesamte DM Masse in ihrer Dichte beeinflusst und aus dem Massenzentrum nach aussen verdrängt haben?

OK, das mit den Neutrinos bei der SN-Simulation ist ein gutes Beispiel, aber ich finde, hier sollte man sagen, wieviele SN-Explosionen notwendig sind, damit die Simulation funktioniert.

Gruss, Delta3.
 

Alex74

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Zusatzannahmen sind ja Dinge, die ein Modell braucht, um wirklich beobachtete Phänomene zu erklären, ohne daß man den Grund für diese Zusatzdinge bislang direkt beobachten konnte.

Zum Beispiel des Steady-State-Universums: Das Modell hat das Problem, daß es die Hintergrundstrahlung nicht erklären konnte.
Fred Hoyle zeigte, daß überall im Weltraum verteilte Eisennadeln von einigen Millimetern Größe die Hintergrundstrahlung erklären können.
Um also das Steady-State-Modell zu stützen wurde etwas angedacht, was man bislang nie beobachtete, um etwas zu erklären, das das Modell ohne es nicht erklären konnte.
Wissenschaftlich war das aber einwandfrei: man kann das prüfen und fand nirgends einen Hinweis auf Eisennadeln. (Zu Hoyles Verteidigung muß mansagen daß er diese Theorie wohl selbst nie ganz ernst nahm, aber seine aufgeweckten Gedanken und Querschüsse sind einfach bewundernswert weil meist richtig gut ausgearbeitet)

Mit den Supernovae ist das anders: SN sind bekannt, man weiß daß sie auch in kleinen Galaxien auftreten und bislang wurden sie aber nicht berücksichtigt - es ist also keine Zusatzannahme sondern eine Verfeinerung der Simulation.

Die Frage, wie stark Vorgänge in der baryonischen Materie die DM beeinflussen beschäftigt mich auch schon eine Weile, ganz unabhängig davon wieviele SN es da nun gibt.
Man kennt die Bilder von den zusammenstoßenden Gaswolken und die darüber gelegten "Abbildungen" der DM, wo man sieht, daß sich die DM in großen Skalen kein bißchen dafür interessiert, daß "ihre" jeweilige Gaswolke gerade abgebremst wird.
Aber das müßte in richtiger Konsequenz bedeuten, daß nach einem solchen Crash die Wolken selbst nicht mehr durch ihre Gravitation zusammengehalten werden können (weil die DM sie beim Crash verlassen hat) und sich verteilen, während große DM-Haufen ohne jegliche baryonische Materie durchs All fliegen - und bei einem Crash mit einer Galaxie diese verformen müßten, ohne daß man einen zweiten Kollisionspartner sehen kann.
Das ist jetzt rein spekulativ, vermutlich gibt es auch für die DM Bremseffekte, die auch bei der beschriebenen Simulation eine Rolle spielen könnten.

Nur welche?

Gruß Alex
 

Orbit

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Die Frage, wie stark Vorgänge in der baryonischen Materie die DM beeinflussen beschäftigt mich auch schon eine Weile, ...
... vermutlich gibt es auch für die DM Bremseffekte, die auch bei der beschriebenen Simulation eine Rolle spielen könnten.

Nur welche?
Gravitative. Bei den Flybys ist es ja auch die Gravitation des Planeten, an dem das Flyby durchgeführt wird, welche die Sonden beschleunigt oder abbremst.
Man kennt die Bilder von den zusammenstoßenden Gaswolken und die darüber gelegten "Abbildungen" der DM, wo man sieht, daß sich die DM in großen Skalen kein bißchen dafür interessiert, daß "ihre" jeweilige Gaswolke gerade abgebremst wird.
'Kein bisschen' ist etwas übertrieben, schau dir diese Bilder nochmals an.
... während große DM-Haufen ohne jegliche baryonische Materie durchs All fliegen - und bei einem Crash mit einer Galaxie diese verformen müßten, ohne daß man einen zweiten Kollisionspartner sehen kann.
Das ist jetzt rein spekulativ,...
Meines Wissens hat man das noch nicht beobachtet.
Orbit
 

Maenander

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Man sollte sich auch vor Augen halten, dass nach der derzeit gängigen Theorie die ersten Sterne, die sogenannte Population III, allesamt sehr massereich gewesen sein sollen und demnach auch zahlreiche Supernovae stattgefunden haben müssen.

Die spätere (und auch die heutige) Sternentwicklung lief wohl ganz anders ab, da schwere Elemente vorhanden waren. Diese "Metalle" ermöglichen z.B. Staubbildung in der protostellaren Wolke oder den CNO-Fusionsprozess im Sterninnern.
 

DELTA3

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Mit den Supernovae ist das anders: SN sind bekannt, man weiß daß sie auch in kleinen Galaxien auftreten und bislang wurden sie aber nicht berücksichtigt - es ist also keine Zusatzannahme sondern eine Verfeinerung der Simulation.

Das ist richtig, aber es wird in dem Artikel z.B. nichts darüber ausgesagt, warum sich die SN in kleinen Galaxien anders auswirken sollten als in grossen. Es gibt auch keine Angabe darüber, welche Rate der SN pro Volumen und Zeitraum zur 'Verfeinerung' angenommen wurden, noch welche Art von SN (die ja unterschiedliche Energien freisetzen) berücksichtigt wurden. Wurden auch die Überreste der SN (Neutronensterne, Schwarze Löcher) bei der Simulation berücksichtigt?

Man sollte sich auch vor Augen halten, dass nach der derzeit gängigen Theorie die ersten Sterne, die sogenannte Population III, allesamt sehr massereich gewesen sein sollen und demnach auch zahlreiche Supernovae stattgefunden haben müssen.

Das müsste sich aber auch bei grösseren Galaxien ausgewirkt haben. Ich frage mich, wie man sich überhaupt die beschriebene Wirkung auf die DM erklärt, denn meines Wissens gehen doch die meisten Theorien oder Modelle davon aus, dass die DM nicht, oder kaum mit der BM interagiert. Wie soll sie da durch SN-Explosionen aus dem Zentrum der Galaxie herausgeblasen worden sein, wo sie doch eher gravitativ gebunden bleiben sollte.

Die spätere (und auch die heutige) Sternentwicklung lief wohl ganz anders ab, da schwere Elemente vorhanden waren. Diese "Metalle" ermöglichen z.B. Staubbildung in der protostellaren Wolke oder den CNO-Fusionsprozess im Sterninnern.

Müssen für den CNO-Prozess diese Elemente schon vor der Sternbildung vorhanden sein, oder können sie auch erst im Sterninneren erbrütet werden?

Gruss, Delta3.
 
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