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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : MOND: Alternativer Blick auf die lokale Gruppe



astronews.com Redaktion
08.07.2013, 17:50
Astronomen haben einen alternativen Blick in die Vergangenheit von Milchstraße und Andromedagalaxie geworfen. Sie verwendeten dazu ein Programm, das ohne Dunkle Materie auskommt. Danach kam es vor rund zehn Milliarden Jahren zu einer Beinahe-Kollision von Milchstraße und Andromedagalaxie. Diese vermutete Begegnung hatte Folgen, die sich noch heute beobachten lassen könnten. (8. Juli 2013)

Weiterlesen... (http://www.astronews.com/news/artikel/2013/07/1307-012.shtml)

Alex74
08.07.2013, 17:58
Habe da nun ich oder diese ...hmmm... "Physiker" was nicht verstanden:


Die Dunkle Materie hätte ansonsten die Sterne in den beiden Galaxien abgebremst wie einen Stein, der in Honig fällt.

Hat jemals irgendwer behauptet, DM würde irgendwie anders als gravitativ wechselwirken?

ralfkannenberg
08.07.2013, 18:44
Diese MOND-Befürworter geben einfach nie auf ...

Kibo
08.07.2013, 19:50
Also ich bin da weniger skeptisch. Die Vorhersage (bzw. der Rückblick) scheint mir wohl wirklich überprüfbar sein. Bin gespannt, was bei den Untersuchungen an den Zwerggalaxien heraus kommt.

mfg

Alex74
08.07.2013, 23:12
Wenn schon die Grundprämisse (Unterschiede durch "Reibung" mit der DM) einen so stümperhaften Fehler enthält, motiviert mich das nicht, das ganze weiter zu verfolgen.

Nathan5111
09.07.2013, 02:21
Diese MOND-Befürworter geben einfach nie auf ...

... denn jetzt erfolgt von Ralf (Tusch usw.) der ultimative Beweis, dass eine Änderung der Newtonschen Gleichungen garnicht möglich ist, nicht möglich sein kann und überhaupt. (Viel Spaß)

Nathan5111
09.07.2013, 02:24
Wenn schon die Grundprämisse (Unterschiede durch "Reibung" mit der DM) einen so stümperhaften Fehler enthält, motiviert mich das nicht, das ganze weiter zu verfolgen.

Auf stümperhaftes Verständnis sollten wir bei wieder aufflackernder Motivation noch einmal zurück kommen.

Bynaus
09.07.2013, 09:25
Diese MOND-Befürworter geben einfach nie auf ...

Hoffentlich! Das DM-Modell ist in vielerlei Hinsicht unbefriedigend (z.B., weil man bisher noch immer keine Ahnung hat, was den DM genau sein soll, noch nie ein entsprechendes Teilchen gefundenhat, und auch zZ völlig unklar ist, warum DM im Sonnensystem offenbar völlig fehlt). Selbst wenn sich herausstellen sollte, dass MOND (also diese bestimmte, von Milgrom vorgeschlagene Form einer variablen Gravitation) falsch ist, so gibt es noch etliche weitere "modifizierte Gravitationstheorien", die man auf ihre Übereinstimmung mit den Beobachtungen testen könnte und sollte.

Bernhard
09.07.2013, 10:07
Hoffentlich!
Das sehe ich ähnlich.

Ich frage mich nur, was die Kosmologen dazu sagen, wenn man ihnen die DM wegnimmt. Dort müsste man sich für die Erklärung der CMB-Spektren sicher einiges einfallen lassen.
MfG

Bynaus
09.07.2013, 10:38
Dort müsste man sich für die Erklärung der CMB-Spektren sicher einiges einfallen lassen.

Dieser Frage wird ja durchaus auch nachgegangen, sowohl auf Seiten von Milgrom's MOND als auch bei Moffat's MOG.

Bernhard
09.07.2013, 11:24
Dieser Frage wird ja durchaus auch nachgegangen, sowohl auf Seiten von Milgrom's MOND als auch bei Moffat's MOG.
Gibt es dazu Preprints oder Veröffentlichungen?

ralfkannenberg
09.07.2013, 12:16
... denn jetzt erfolgt von Ralf (Tusch usw.) der ultimative Beweis, dass eine Änderung der Newtonschen Gleichungen garnicht möglich ist, nicht möglich sein kann und überhaupt. (Viel Spaß)
Blödsinn !

Aber ist Dir noch nicht aufgefallen, dass praktisch jedes Jahr eine Publikation kommt, dass es auch ohne DM geht, dann alle MOND-Fans aus ihren Löchern gekrochen kommen und "Hurra" schreien, dann seriöse Astronomen andere Sterntypen heranziehen und keine Abweichung zur bisherigen DM-Aussage finden, und einen Monat später dann ein Fehler in der MOND-Publikation gefunden wird und die MOND-Fans wieder - ohne ein Wort des Bedauern für den Irrtum zu verlieren - in ihren Löchern verschwinden.

Das ist jetzt natürlich masslos aufgebauscht, aber so ungefähr läuft es doch. So was passiert einmal, oder auch zweimal - kein Problem. Aber in diesem Umfeld passiert das einfach zu oft und sowas überzeugt mich halt nicht !


Freundliche Grüsse, Ralf


P.S. Für diejenigen, die sich auf den Schlips getreten fühlen: ich habe oben nicht geschrieben, dass die anderen Astronomen nicht seriös seien.

Ich
09.07.2013, 22:23
Weil's immer noch passt, hier (http://astronews.com/forum/showthread.php?6632-Dunkle-Materie-Alternativtheorie-besteht-Zwerggalaxientest&p=93128#post93128)nochmal, was ich dazu schon geschrieben habe.
"Kroupa findet MOND viel schöner gut" ist eine Meldung mit demselben Unterhaltungswert wie "Kim Jong-un will alle wegbomben".

@Bernhard, Bynaus: Kroupa will hier schon wieder MOND ohne DM. Das geht erwiesenermaßen nicht. Wenn da nur MOND ist und keine DM, wie funktionieren dann Galaxienhaufen? Gar nicht.

ralfkannenberg
09.07.2013, 23:26
Hallo zusammen,

was mich noch gewundert hat: wenn ich etwas untersuche, so nehme ich immer mindestens die drei grössten. Das wären in diesem Falle die 3 massereichsten Galaxien in der Lokalen Gruppe. Und seit 2005 gibt es ja auch ausgezeichnete Vermessungen zu M33, der sich netterweise auf den Andromedanebel zubewegt. Das hat doch sicherlich einen Impact auf die Bewegungen der vergangenen paar Milliarden Jahre !

Freundliche Grüsse, Ralf

TomS
10.07.2013, 07:44
MOND wird immer im Zusammenhang mit der lokalen Dynamik von Galaxien oder Galaxiengruppen diskutiert. Letztlich beruht die Idee von MOND auf einer modifizierten Poissongleichung für ein Gravitationspotential.

Gibt es zumindest eine fundamentale Formulierung, z.B. als Wirkungsfunktional, aus der diese Gleichungen folgen? Ist MOND darstellbar als Erweiterung / Modifizierung der Einstein-Hilbert-Wirkung, z.B. als f(R) Theorie? Ist es dann möglich, eine der ART entsprechende dynamische Theorie der Raumzeit selbst zu formulieren? Kann man weitere Lösungen (kosmologische Lösungen, Schwarze Löcher) diskutieren? Kennt man grundlegende Symmetrieprinzipien?

Oder ist das nur eine Speziallösung für ein Spezialproblem, ohne universales Fundament?

Bernhard
10.07.2013, 10:06
Oder ist das nur eine Speziallösung für ein Spezialproblem, ohne universales Fundament?
Hallo Tom,

die Anfänge dieses Ansatzes waren scheinbar nicht mal lorentzinvariant: http://de.wikipedia.org/wiki/Modifizierte_Newtonsche_Dynamik . Interessant ist aber, dass die relativistische Verallgemeinerung auf eine Tensor-Vektor-Skalar-Theorie führt: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0701848 . Diese Theorie wird schätzungsweise die von Dir aufgelisteten Standardanforderungen an eine moderne physikalische Theorie erfüllen.

EDIT: Die Bekensteinsche Neuauflage/Erweiterung der Brans-Dicke-Theorie sollte durch das endlich nachgewiesene Higgs eigentlich Auftrieb erhalten. Ich persönlich fände das eine sehr schöne Synthese zwischen Elementarteilchenphysik und Kosmologie.

TomS
10.07.2013, 23:57
Diese Theorie wird schätzungsweise die von Dir aufgelisteten Standardanforderungen an eine moderne physikalische Theorie erfüllen.
OK, also TeVeS. Na ja, ob ich nun neue Materieteilchen fordere oder neue Raumzeitfelder ist egal - solange nichts davon nachweisbar ist. Wir ersetzen eine Spekulation durch eine andere. Wenn ich ehrlich bin, dann gefallen mir weder die TeVeS oder f(R) noch die SM+SUSY Varianten.

Bernhard
11.07.2013, 01:36
solange nichts davon nachweisbar ist
Genau das ist doch mit dem Nachweis des Higgs eigentlich nicht mehr gültig? Ein findiger Elementarteilchenphysiker müsste nur noch aus den CERN-Daten ableiten wie groß die durchschnittliche Dichte in kg/m³ des Higgsfeldes hier auf der Erde ist. Diesen Wert könnte man dann mit den geforderten Werten für die DM vergleichen und wäre dann schon wieder etwas schlauer. Innerhalb der TeVeS könnte man mit dieser Dichte ein homogenes und isotropes Skalarfeld modellieren und das Modell damit ebenfalls auf Konsistenz testen.

TomS
11.07.2013, 07:19
Genau das ist doch mit dem Nachweis des Higgs eigentlich nicht mehr gültig? Ein findiger Elementarteilchenphysiker müsste nur noch aus den CERN-Daten ableiten wie groß die durchschnittliche Dichte in kg/m³ des Higgsfeldes hier auf der Erde ist. Diesen Wert könnte man dann mit den geforderten Werten für die DM vergleichen und wäre dann schon wieder etwas schlauer. Innerhalb der TeVeS könnte man mit dieser Dichte ein homogenes und isotropes Skalarfeld modellieren und das Modell damit ebenfalls auf Konsistenz testen.
Nun, man kennt den Vakuumwert des Higgsfeldes sehr genau. Nur ist der viel zu groß, um als Quelle der kosmologischen Konstanten (DE) sinnvoll zu sein. Und als DM kommt er nicht in Frage, da es hier nicht um den Vakuumwert geht, sondern tatsächlich um "klumpige", also teilchenartige Materie geht.

Aber es geht ja noch weiter: man kann ja neben der Raumzeit-Metrik und einem Skalarfeld einen ganzen Zoo an Feldern konstruieren (auch Vektorfelder) sowie f(R) Theorien, die teilw. zu TeVeS äquivalent sind. Nur - ob ich nun hypothetische DM einführe, oder hypothetische TeVeS, bleibt sich letztlich gleich - es sind Hypothesen; ich kann insofern nicht erkennen, dass die TeVeS einen Fortschritt darstellen. Eine Alternative ja, ein Fortschritt nein.

Bernhard
11.07.2013, 10:04
Nun, man kennt den Vakuumwert des Higgsfeldes sehr genau.
Kannst Du das eventuell weiter ausführen? War die Dichte vor der Ruhemasse bekannt?

TomS
12.07.2013, 07:06
Kannst Du das eventuell weiter ausführen? War die Dichte vor der Ruhemasse bekannt?
Der Vakuumerwartungswert (engl. vev) war bereits vorher bekannt. Die schwache WW mit W- und Z-Boson entspricht bei kleinen Energien der Fermi-Theorie. In dieser verstecken sich die Massen von W und Z in einer Zerfallskonstanten des Betazerfalls. Diese ist aber experimentell bekannt, und daraus konnten die Massen von W und Z berechnet werden (u.a. dafür der Nobelpreis an GSW, einige Jahre vor der Entdeckung von W und Z). In diese Massen geht der vev ein, d.h. auch diesen kennt man schon seit langem.

in die Masse des Higgsbosons (und nur in diese) geht neben dem vev noch ein weiterer freier Parameter ein, nur deswegen konntediese Masse nicht berechnet werden.

Bernhard
12.07.2013, 12:45
Hallo Tom,

es ging mir um die Frage, ob das Higgsfeld nicht zur dunklen Materie beitragen könnte. Scheinbar ist dem aber nicht so: http://www.weltmaschine.de/news/ask_an_expert/28032011/ .

Das ist auf den ersten Blick widersprüchlich. Auf der einen Seite hat man ein Feld, das aus Teilchen mit Ruhemasse gebildet wird (hier liegt vermutlich mein Irrtum) und praktisch überall vorhanden sein soll. Auf der anderen Seite trägt dieses Feld nichts zur Masse des Universums bei. Wie geht das zusammen :confused:
MfG

TomS
12.07.2013, 20:03
Auf der einen Seite hat man ein Feld, das aus Teilchen mit Ruhemasse gebildet wird (hier liegt vermutlich mein Irrtum) und praktisch überall vorhanden sein soll. Auf der anderen Seite trägt dieses Feld nichts zur Masse des Universums bei. Wie geht das zusammen :confused:
MfG
Nun, die massebehafteten Higgsteilchen sind nicht immer und überall vorhanden, sie entsprechen ja den (quantisierten) Anregungen des Higgsfeldes. Betrachten wir das Higgsfeld H(x) und zerlegen es in einen Vakuumanteil H0 und Fluktuationen h(x); dann haben wir H(x) = H0 + h(x)

Der nicht-verschwindend Vakuumerwartungswert ist genau der erste Term, die massebehafteten Teilchen der zweite; h(x) ist aber genau so definiert, dass er im Vakuum exakt Null ist, und damit auch zunächst nicht zur DM beiträgt. Wenn er beitragen soll, dann müssen reelle Higgsteilchen existieren, aber diese müssten durch hochenergetische Prozesse erst erzeugt werden. Und sie tragen dann in keiner Weise anders zur DM bei als irgendwelche anderen Teilchen.

Bernhard
13.07.2013, 02:05
OK. Aber welche physikalische Bedeutung hat dann der Vakuumerwartungswert, der laut Literatur bei ca. 246 GeV liegt? Hat die Feldtheorie des Higgsfeldes die Eigenschaft, dass auch bei nichtverschwindendem Feld die Energiedichte des Feldes gleich Null sein kann?

TomS
13.07.2013, 08:15
OK. Aber welche physikalische Bedeutung hat dann der Vakuumerwartungswert, der laut Literatur bei ca. 246 GeV liegt? Hat die Feldtheorie des Higgsfeldes die Eigenschaft, dass auch bei nichtverschwindendem Feld die Energiedichte des Feldes gleich Null sein kann?
Zunächst mal sollte es dich nicht irritieren, dass der Vakuumerwartungswert in GeV angegeben wird; das resultiert ausschließlich aus der Wahl des Einheitensystems c = hquer = 1; dieser Wert darf nicht mit der Energie des Feldes selbst verwechselt werden.

Die Energie des Feldes ist minimal, wenn der Wert des Feldes ungleich Null ist. Das ist die Bedeutung von Vakuum im Sinne von "niedrigstem Energiezustand"

Bernhard
13.07.2013, 11:07
Die Energie des Feldes ist minimal, wenn der Wert des Feldes ungleich Null ist. Das ist die Bedeutung von Vakuum im Sinne von "niedrigstem Energiezustand"
Hallo Tom,

das beantwortet zwar nicht meine Frage, trotzdem vielen Dank für Deine Antworten von weiter oben.
MfG

TomS
13.07.2013, 13:12
... das beantwortet zwar nicht meine Frage ...
welche? die hier?

... welche physikalische Bedeutung hat dann der Vakuumerwartungswert, der laut Literatur bei ca. 246 GeV liegt?
siehe dazu

Zunächst mal sollte es dich nicht irritieren, dass der Vakuumerwartungswert in GeV angegeben wird; das resultiert ausschließlich aus der Wahl des Einheitensystems c = hquer = 1; dieser Wert darf nicht mit der Energie des Feldes selbst verwechselt werden.
Das bedeutet, dass nicht die Energie E diesen Wert hat, sondern die "Feldstärke", die hier ebenfalls in GeV abgegeben wird.

Bernhard
13.07.2013, 14:20
welche? die hier?
Nein. Die Umrechnung von physikalischen Einheiten ist trivial. Viel wichtiger ist es die exakte Bedeutung der angegeben Ausdrücke zu kennen. Es geht mir deswegen eher um Fragen wie:

Hat die Feldtheorie des Higgsfeldes die Eigenschaft, dass auch bei nichtverschwindendem Feld die Energiedichte des Feldes gleich Null sein kann?

Ich muss mir mal die Lagrange-Dichte des Standardmodells hinsichtlich des Higgs-Feldes genauer ansehen. Die Klein-Gordon-Gleichung reicht offensichtlich nicht aus, um die Eigenschaften des Higgs-Feldes beschreiben.

TomS
13.07.2013, 14:44
... die Klein-Gordon-Gleichung reicht offensichtlich nicht aus, um die Eigenschaften des Higgs-Feldes beschreiben.
Stimmt. Die KG-Gl. hat einen Term quadratisch im Feld, wir benötigen noch eine vierte Potenz. Damit liegt das Minimum der potentiellen Energie bei einer nicht-verschwindenden Feldstärke.

Bernhard
14.07.2013, 00:30
Hallo Tom,

nach einigem Suchen und kleineren Rechnungen habe ich als Formel für die Energiedichte des Higgsfeldes im Grundzustand die Formel U = -1/8 * m_H^2 * vev^2 gefunden. Mit der Higgsmasse m_H = 126 GeV und vev = 246 GeV ist dieser Wert allerdings derart groß, dass er für kosmologische Rechnungen tatsächlich nicht in Frage kommt. Es stellt sich aber immer noch (oder gerade deswegen) die Frage warum diese immens große Energiedichte gravitativ nicht wechselwirkt.
MfG

TomS
14.07.2013, 02:13
Es stellt sich aber immer noch (oder gerade deswegen) die Frage warum diese immens große Energiedichte gravitativ nicht wechselwirkt.
MfG
Die Quantenfeldtheorie ist nicht in der Lage, die Grundzustandsenergie korrekt zu berechnen. Nur Energiedifferenzen sind berechenbar. Für die Grundzustandsenergie findet man einen unendlichen Wert, den man dann subtrahiert, und damit die Energie zu Null setzt.

Maenander
30.09.2013, 01:34
Hoffentlich! Das DM-Modell ist in vielerlei Hinsicht unbefriedigend (z.B., weil man bisher noch immer keine Ahnung hat, was den DM genau sein soll, noch nie ein entsprechendes Teilchen gefundenhat, und auch zZ völlig unklar ist, warum DM im Sonnensystem offenbar völlig fehlt).

Dass die Dunkle Materie im Sonnensystem nicht zu messen ist ist nicht weiter überraschend. Ich nehme an, Du spielst auf das Paper von Pitjev/Pitjeva an, aber deren oberes Limit von 1.1×10−20 g/cm3 innerhalb der Saturnbahn liegt um die 3-4 Größenordnungen über der Dichte, die man im Durchschnitt in der Milchstraße erwarten würde.

Wenn also DM nicht extrem um Sterne klumpt, ist dies das erwartete Ergebnis.

Und unbefriedigend finde ich die Dunkle Materie nicht: wenn man sich den Teilchenzoo so anschaut kommt ein Teilchen, das vor allem gravitativ wechselwirkt - oder sogar mehrere solcher Teilchen - nicht unbedingt unerwartet.