Welchen Einfluss hat "Dunkle Materie" auf lokale Sternentstehung?

Dishmaster

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Ich bin selber Astrophysiker, habe aber bislang keine gute Antwort auf eine Frage gefunden, nämlich: "Wenn es wirklich soviel mehr Dunkle Materie als normale Materie im Weltall gibt, wieso spielt die bei Modellen der Sternentstehung keine Rolle?"

Hintergrund: Sterne entstehen aus Gas und Staub, das interstellare Medium (ISM), dass sich aus dünn verteilten Wolken verdichtet und schließlich zu kompakten Fragmenten, den Protosternen entwickelt. Wenn nun die Dunkle Materie mehr oder weniger gleich verteilt in der Milchstraße existiert, sollte es sich nicht zumindest teilweise an den Materieansammlungen, den Wolken aus ISM, konzentrieren? So wie sich die normale Materie durch Gravitation und großräumige Gezeitenkräfte der Milchstraße zu Wolken ansammelt, sollte das doch auch die Dunkle Materie betreffen. Zumindest im Anfangsstadium der Fragmentation und Verdichtung von Wolkenkernen hin zu einem Protostern spielt auch erst einmal die Gravitation die Hauptrolle, so dass die Dunkle Materie hier sich ähnlich verhalten sollte. Dem enstprechend müsste in der Massebilanz von solchen Wolkenkernen zur Berechnung der Dichteverteilung die Dunkle Materie dich berücksichtigt werden. Ich kenne aber kein Modell, dass diese in der Entwicklung mit einbezieht.

Nun könnte man einwenden, die DM ist in einem Halo gleichmäßig verteilt. Allerdings weiß man das wohl nicht so genau, und zweitens, warum wäre das so? Weshalb sammelt sie sich nicht - zumindest in einem gewissen Maß - in der Nähe von normaler Materie durch gravitative Wechselwirkung an? Die einzige Erklärung, die ich hätte - so man denn die Existenz der DM als gegeben hinnimmt - wäre, dass es sich nicht um sog. kalte DM (geringe kinetische Energie) sondern um warme bzw. heiße DM handelt, so dass die Teilchen zu viel kinetische Energie haben, um in einem Gravitationspotential gefangen zu werden.

Wer kann helfen?
 

ralfkannenberg

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Dishmaster

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Ja vielen Dank auch für die erhellende Antwort. Polemik ist sicher nicht angebracht. Ich habe in meinem Institut mehrere Kollegen gefragt, doch keiner konnte das beantworten. Wenn du es kannst, dann los.
 

ralfkannenberg

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Ja vielen Dank auch für die erhellende Antwort. Polemik ist sicher nicht angebracht. Ich habe in meinem Institut mehrere Kollegen gefragt, doch keiner konnte das beantworten. Wenn du es kannst, dann los.
Nimm es mir bitte nicht übel, aber ich glaube Dir das mit "meinem Institut" nicht.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Chrischan

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Hallo Dishmaster,

müsste DM nicht selbst verklumpen können um bei der Sternentstehung eine spürbare Rolle zu spielen?
oder auch anders gefragt: Müsste DM nicht mit BM mehr interagieren können als nur gravitativ um bei der Sternentstehung mitwirken zu können?

Gruß,
Christian

P.S. Bitte nimm' Ralf seine Skepsis nicht übel. Es gab hier schon Fälle von "Astronomen" und "Astrophysikern", die sich als Schüler mit "erhöhtem Selbstvertrauen" rausstellten... Generell sind hier Profis und Laien gleichermassen willkommen. Es ist aber immer hilfreich, wenn man ungefähr weiss, wo man den anderen abholen kann.
 
Zuletzt bearbeitet:

Dishmaster

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Hallo Christian,

gute Frage. Aber das ist ja bei der normalen Materie zunächst auch nicht der Fall. Das dünne interstellare Medium wird durch Gezeitenwirkungen und andere mechanische Einflüsse erst einmal zu Wolken angehäuft. Soweit ich weiß, spielen andere Kräfte außer Gravitation da keine Rolle. Wasserstoff ist in dieser Form elektrisch neutral und hat keinen elektrischen Dipol um sich an Magnetfeldern auszurichten.


Hallo Ralf,

was du glaubst oder nicht glaubst ist nicht mein Problem.
 

Chrischan

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Hallo Dishmaster,
Das dünne interstellare Medium wird durch Gezeitenwirkungen und andere mechanische Einflüsse erst einmal zu Wolken angehäuft. Soweit ich weiß, spielen andere Kräfte außer Gravitation da keine Rolle.
fett durch mich.

Und dabei kommt es zu Reibung... Erwärmung, Ionisierung, Verlust kinetischer Energie, etc.
Neben dem Wasserstoff kann übrigens Staub auch noch eine Rolle spielen.

Gruß,
Christian
 

Bernhard

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Dishmaster

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Und dabei kommt es zu Reibung... Erwärmung, Ionisierung, Verlust kinetischer Energie, etc.
Neben dem Wasserstoff kann übrigens Staub auch noch eine Rolle spielen.

Soweit so gut. Das kann ich akzeptieren. Natürlich spielt Staub eine gewisse Rolle und reagiert auf Magnetfelder, kommt aber in einem Massenverhältnis von 1:100 gegenüber Gas vor. Erst in späteren Phasen der Sternentstehung spielt es u.a. als Infrarotstrahler und damit als Kühler ein wichtige Rolle.

Wenn ich deine Antwort richtig verstehe, gehst du davon aus, dass EM-Wecheskwirkung eine wesentlich wichtigere Rolle bei der Anhäufung von Materie spielt als Gravitation. Und dementsprechend ist die Gravitation auch nicht stark genug, um die DM-Partikel an sich zu binden. Das würde also tatsächlich bedeuten, dass die kinetische Energie der DM zu hoch ist.

Was meine Kenntis bezüglich Eigenschaften der DM betrifft, so ist es nicht mein Fachgebiet. Und anstatt mühsam in der Literatur zu suchen, dachte ich, es wäre einfacher und schneller, wenn hier ein Experte eine Antwort gibt.
 

ralfkannenberg

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Chrischan

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Hallo Dishmaster,
Wenn ich deine Antwort richtig verstehe, gehst du davon aus, dass EM-Wecheskwirkung eine wesentlich wichtigere Rolle bei der Anhäufung von Materie spielt als Gravitation.
nimm als Beispiel nur zwei Teilchen. Sie können sich durch Gravitation annähern, jedoch nicht zusammenballen. Nur mit einer Möglichkeit kinetische Energie wieder zu verlieren, kann Materie verklumpen.

Also nur mit weiteren Möglichkeiten (neben der Gravitation) der Wechselwirkung kann aus einer kollabierenden Wolke auch ein Protostern werden... Ansonsten würden die Gasmoleküle einfach aneinander vorbei fallen und wieder auseinanderstreben.

Soweit meine Sicht dazu.

Gruß,
Christian
 

mac

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Hallo Dishmaster,

willkommen im Forum.

Ich bin mir nicht sicher, ob das Verhalten von Gas und Staub wirklich zu Schlussfolgerungen zum Verhalten von DM taugt.

Die Konzentration von DM im inneren Teil der Milchstrasse ist erheblich geringer, als die Gaskonzentration im selben Bereich. Da der DM Halo eine deutlich größere Skalenlänge aufweist als der BM-Dichteverlauf, sollte auch seine mittlere Temperatur entsprechend größer sein, was wiederum zu einer viel gleichmäßigeren Durchmischung führen muß.

Als analoges ‚Anschauungsobjekt‘ eines solchen Verhaltens würde ich einen (nicht offenen) Kugelsternhaufen für ganz brauchbar halten. Die einzelnen Mitglieder haben chaotische Umlaufbahnen, aber seine Struktur bleibt über sehr viel längere Zeit stabil, als die Struktur von (kollabierenden) Gasansammlungen. Selbst die ‚Umsortierung‘ in einem solchen Haufen, angetrieben durch die (erheblich) unterschiedliche Masse seiner einzelnen Mitglieder, steht der DM wohl nicht zur Verfügung, so daß es da auch kein Absinken der ‚schwereren Teilchen‘ geben kann, auf Kosten von weiter hinaus beförderten Mitgliedern.

Der einzige Weg kinetische Energie los zu werden wäre dann nur die gravitative Wechselwirkung mit BM. Das kann dann aber nur zu einer Art von sehr unscharfer ‚Abbildung‘ der Strukturen der BM reichen. Zusammen mit der erheblich geringeren Massenkonzentration der DM (in den Gebieten wo es überhaupt zur Sternbildung in größerem Umfang kommt), denke ich, daß die Ausklammerung der DM bei den Simulationen dazu durchaus ihre Berechtigung hat. Das gilt sicher nicht mehr für Prozesse, die sich auf größeren Skalen abspielen.

Herzliche Grüße

MAC

PS. Ich bin kein Astrophysiker. Und ich weiß, daß selbst das Gebiet der Astrophysik so umfangreich ist, daß keineswegs Jedermann/frau Experte auf allen ihren Gebieten sein kann. Und ich weiß auch selber nicht sicher, ob meine Antwort einer ernsthaften fachlichen Überprüfung stand halten würde. Sie ist halt nur so gut, wie ich mich bisher in dieses Gebiet einarbeiten konnte.
 

Dishmaster

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Hallo Bernhard,

das ist ja mal eine hilfreiche Meldung. Daraufhin habe ich noch das hier gefunden.

http://de.arxiv.org/abs/1209.0256

Daraus folgt also, dass der Massemanteil an DM innerhalb der galaktischen Scheibe extrem gering ist, da sich der Hauptteil über den Halo verteilt. Deswegen spielt innerhalb der galaktischen Scheibe DM keine signifikante Rolle.

Danke!
 

ralfkannenberg

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das ist ja mal eine hilfreiche Meldung. Daraufhin habe ich noch das hier gefunden.

http://de.arxiv.org/abs/1209.0256

Daraus folgt also, dass der Massemanteil an DM innerhalb der galaktischen Scheibe extrem gering ist, da sich der Hauptteil über den Halo verteilt. Deswegen spielt innerhalb der galaktischen Scheibe DM keine signifikante Rolle.
Hallo Dishmaster,

das wurde im vergangenen Jahr auch auf paper-Ebene recht kontrovers diskutiert und die von Dir o.g. K-Hauptreihensterne wurden meiner Erinnerung nach auch herangezogen.

Hier einige Threads, in denen das im astronews erörtert wurde:

Keine Dunkle Materie in der Milchstrasse
La Silla: Keine Dunkelmaterie in Umgebung der Sonne
Dunkle Materie: Neues über Dunkle Materie in Sonnennähe


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Dark55

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„Die Aufgabe der Wissenschaft ist das sie Wissen schafft!“ (Autor unbekannt)

Ist Dunkle Materie notwendig?

Mathematisch ist das Verhältnis von sichtbare und „Dunkler Materie“ aktuell mit 5% zu 95% angegeben, was einem einfachen Bruch 5/95=1/19 entspricht.
Damit lässt sich die energetische Gesamtmenge auf das maximal 20fache steigern und ich bezweifle, dass eine so geringe Steigerung für ein unendliches Universum reicht.

Physikalisch macht es genaugenommen auch keinen Sinn da hier eine Hebelfunktion von 1/19 beschrieben wird das heißt ein Hebel für Alles?
Ein ziemlich kleiner Werkzeugkasten für ein ganzes Universum, dem ja jedes Schweizer Taschenmesser überlegen wäre.
Vielleicht wäre es hier noch mal ganz sinnvoll bei Archimedes nachzulesen den der wusste wie das mit dem Hebel geht.

Newton würde wahrscheinlich sagen, dass 1/19 zwar noch weit von einem Schwarzen Loch entfernt ist und eher einem Planeten / Mond Verhältnis entspricht.
Auf Grund der vorliegenden Erkenntnisse würde man da aber keinen Urlaub machen wollen selbst wenn der Planet in einer habitablen Zone läge.
Sicher würde er auch darüber nörgeln, dass man bei diesen Energiemengen noch einen Unterschied zwischen „Dunkler Materie und Energie“ macht, nur weil es schick aussieht?
Alles genaugenommen Grundschulwissen und nachprüfbar.

Mein Liebling bleibt ja Einstein, trotz seiner sechs in Geometrie.
Falls E=mc² noch gültig ist, kann es die DM unter Einbeziehung der Rotationsgeschwindigkeit als zusätzlichen Multiplikator locker schlagen ohne auch nur ein Naturgesetz zu verletzen oder zu verbiegen.
Denn E in diesem Fall wäre E dynamisch (wahrscheinlich besser) oder kurz Ed = Masse(m)*Umlaufgeschwindigkeit^2(c²)*Rotationsgeschwindigkeit (c1) bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 21Kmh schon überlegen.
Da Einstein ja auf die Dominanz der Geschwindigkeit bei der Beschreibung der Energie hin weißt, müssten Umlaufgeschwindigkeit ( c ) und Rotationsgeschwindigkeit ( c1 ) mindestens gleichwertig sein, also mindestens die zweite Potenz haben, was wiederum zu Ed=mc²c1² führen würde, wo dann eine Rotationsgeschwindigkeit von 5Kmh schon locker ausreicht.
In einem dreidimensionalen System sollten wir aber eher von einer dritten Potenz für die Rotationsgeschwindigkeit ausgehen was wiederum zu Ed=mc²c1³ führt und einer Überlegenheit von Einstein über die „Dunkle Materie“ ab 3Kmh Rotationsgeschwindigkeit.
Oh Wunder und Alles mit einfachen Grundschulwissen und schon ist die „Dunkle Seite der Macht“ geschlagen?
Es soll jedenfalls Objekte geben, die sich sogar schneller drehen.
Sicher wird es dazu weiterhin eine geteilte Meinung geben, aber wer sich nicht der „Dunklen Seite der Macht“ ergeben will, dem sei Trost gegeben durch die Tatsache, das sich diese Aussagen nicht nur mathematisch beweisen lassen, sondern auch experimentell und es gibt sogar praktische Anwendungen.
Inspiration können Sie sich in der Ballistik holen (der gezogene Lauf) oder Sie greifen ein altes Experiment auf(68 oder 69 glaube ich) „Die Energieabgabe eines Teilchens beim Durchschreiten einer Phasengrenzfläche“ hier wurde das 1. Mal nachgewiesen, dass ein Teilchen deutlich mehr Energie abgab als es nach E=mc² haben dürfte.
Leider zog man daraus die falschen Schlussfolgerungen, denn man vermutete das es doch etwas schnelleres wie das Licht gibt, was ja gar nicht notwendig ist und uns nur in Schwierigkeiten mit der Speziellen Relativitätstheorie bringt und da es schon genug Unsinn gibt, müssen wir ja nicht noch die Zeit verbiegen.

Mit freundlichem Gruß
Ralf Paul
(Ist nur eine Meinung)
 

TomS

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Darin besteht die verborgene Freude des Sisyphos. Sein Schicksal gehört ihm. Sein Fels ist seine Sache. [...] Der absurde Mensch sagt ja, und seine Anstrengung hört nicht mehr auf. Wenn es ein persönliches Geschick gibt, dann gibt es kein übergeordnetes Schicksal oder zumindest nur eines, das er unheilvoll und verachtenswert findet. Darüber hinaus weiß er sich als Herr seiner Tage. In diesem besonderen Augenblick, in dem der Mensch sich seinem Leben zuwendet, betrachtet Sisyphos, der zu seinem Stein zurückkehrt, die Reihe unzusammenhängender Handlungen, die sein Schicksal werden, als von ihm geschaffen, vereint unter dem Blick seiner Erinnerung und bald besiegelt durch den Tod. Derart überzeugt vom ganz und gar menschlichen Ursprung alles Menschlichen, ein Blinder, der sehen möchte und weiß, daß die Nacht kein Ende hat, ist er immer unterwegs. Noch rollt der Stein. […] Dieses Universum, das nun keinen Herrn mehr kennt, kommt ihm weder unfruchtbar noch wertlos vor. Jeder Gran dieses Steins, jedes mineralische Aufblitzen in diesem in Nacht gehüllten Berg ist eine Welt für sich. Der Kampf gegen Gipfel vermag ein Menschenherz auszufüllen. Wir müssen uns Sisyphos als einen glücklichen Menschen vorstellen.
 

mac

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Hallo Ralf Paul,



Mathematisch ist das Verhältnis von sichtbare und „Dunkler Materie“ aktuell mit 5% zu 95% angegeben
das ist falsch!



Sicher würde er auch darüber nörgeln, dass man bei diesen Energiemengen noch einen Unterschied zwischen „Dunkler Materie und Energie“ macht, nur weil es schick aussieht?
Nö, würde er nicht. Und der Unterschied hat mit ‚schick‘ nichts zu tun.



Alles genaugenommen Grundschulwissen und nachprüfbar.
hier kommen wir dann zum Kern Deines Problems.

Trotz ausgiebiger Hinweise, siehe ab: http://www.astronews.com/forum/show...unkle-Materie-in-Sonnennähe&p=96986#post96986
völlige Beratungsresistenz.

Anders als Du, sieht hier jeder, daß in dem Moment in dem auf beiden Seiten einer Gleichung nicht mehr das Gleiche steht, diese Gleichung keine mehr ist. Deine Auffassung:
Denn E in diesem Fall wäre E dynamisch (wahrscheinlich besser) oder kurz Ed = Masse(m)*Umlaufgeschwindigkeit^2(c²)*Rotationsgeschwindigkeit (c1) bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 21Kmh schon überlegen.
ist daher nicht überlegen, sondern Stuß!

Herzliche Grüße

MAC
 

Chrischan

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Moin,
die „Dunkle Seite der Macht“
irgendwie kommt mir dieser Ausspruch im Umfeld Dunkle Materie/Dunkle Energie bekannt vor. Leider hilft die Suchfunktion nicht weiter...
Gab es hier nicht schon mal einen (inzwischen gesperrten) User, der ebenso von der "Dunklen Seite der Macht" faselte? Wenn ja, sollte der Webmaster mal prüfen, ob es sich bei Dark55 um eine Wiederanmeldung eines gesperrten Users handelt.

Gruß,
Christian
 
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