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Thema: dunkle Materie?

  1. #1
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    Standard dunkle Materie?

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    der bisherige Verlauf der Diskussion ist hier http://www.astronews.com/forum/showt...3673#post13673
    nachzulesen.

    Hallo Bynaus,

    Zitat Zitat von Bynaus
    ich bin sehr interessiert daran, das mit dir zu diskutieren.



    Zitat Zitat von Bynaus
    Nun, ich hab immer wieder unterschiedliche Zahlen gehört. Mal hiess es 1e11, dann 4e11, dann wieder 2e11, auch schon 3e11 hab ich gesehen...
    Mein Eindruck kann natürlich daran liege, daß ich in den Jahrzehnten ohne Internet zu dürftig informiert war, aber von etwa 1965 bis etwa 1980-90 habe ich niemals eine andere Zahl als 100 Milliarden gehört oder gelesen. Erst in den letzten ca. 15-20 Jahren wurde diese Zahl immer größer. (könnte es sein, dass Du deutlich jünger bist als ich?)


    Zitat Zitat von Bynaus
    So im Überschlag erhalte ich anhand der Geschwindigkeit der Sonne ebenfalls zwischen 100 und 170 Milliarden Sonnenmassen. Wobei dies die Masse ist, die innerhalb der Sonnenbahn konzentriert ist - was ausserhalb ist, spielt ja keine Rolle.
    Dem habe ich, hier im Thread http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=746 in allen Punkten sehr ausführlich und nachvollziehbar und bisher unwidersprochen widersprochen.


    Zitat Zitat von Bynaus
    Ja, da kann ich mich erinnern. Ich weiss leider nicht mehr, ob sich das auf die dunkle Materie bezog.
    Ich habe dazu in Erinnerung, dass es im Zusammenhang mit Hubble Langzeitmessungen genannt wurde, also Licht!


    Zitat Zitat von Bynaus
    Ich glaube, das ging so - man vergleicht die Ergebnisse einer theoretischen Simulation, … und Beobachtung übereinstimmen würden. Ergo keine zusätzliche baryonische Materie.
    Zitat Zitat von Bynaus
    4% leuchtende Materie, 23% nichtleuchtende (Dunkle) Materie. Ca. Faktor 6.
    Zitat Zitat von Bynaus
    Naja, mit der primordialen nukleosynthese hat man einen plausiblen Grund, … - aber keinen, der für baryonische Materie sprechen würde (zudem gibt es unterdessen einige interessante Kandidaten für nicht-baryonische dunkle Materie, wie etwa Axionen). Insofern liegt die Beweislast zur Zeit schon auf der Seite derjenigen, die sagen, dass Dunkle Materie baryonische Materie sei...
    In den 1980 er Jahren:
    Die Begründung für die Notwendigkeit von dunkler Materie war ursprünglich: Die Rotation der Galaxis ist zu schnell für das was wir an Materie sehen!
    Da muß noch was sein.

    Harald Lesch sagt 2001 30% baryonisch 70% nichtbaryonisch

    WMAP sagt ca. 3-4 Jahre später 4% baryonisch, 23% nicht baryonisch

    In diesen rund 20 Jahren hat sich die genannte Zahl der Sonnenmassen in der Milschstraße mindestens verdoppelt.

    Zusammengefaßt: Die beobachtbare Materie (in der Milchstrße) hat sich in dieser Zeit mindestens verdoppelt, die quantitative Aussage: zuwenig Materie für die beobachtete Rotationsgeschwindigkeit hat sich verändert in eine qualitative, sie gibt nur noch ein Verhältnis an. Dieses Verhältnis hat sich in nur 4 Jahren um einen Faktor 2 vergrößert.

    Wir haben also jetzt schon mindestens 12 mal mehr Materie beider Sorten, als vor 20 Jahren beobachtbar war, brauchten damals aber nur 5 mal so viel. (ich laß hier mal meinen Widerspruch zur Rotationsgeschwindigkeit weg)

    Mich, als interessierter Laie beschleicht hier das Gefühl: hier wird die Natur der Theorie angepasst.

    Zwangsläufig muß der nächste Schritt sein: Die dunkle Materie kann nur sehr verdünnt innerhalb einer Galaxis existieren.

    Herzliche Grüße

    MAC

  2. #2
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    Standard

    der bisherige Verlauf der Diskussion ist hier http://www.astronews.com/forum/showt...3673#post13673
    nachzulesen.

    Hallo UMa,

    Zitat Zitat von UMa
    das kommt auf den Abstand der Massen zum Zentrum der Milchstraße an. Die Rotationskurve spricht für etwa 12E9 Msonne/kpc.
    meinst Du damit Sonnenmassen jeweils innerhalb dieses Radius?

    Herzliche Grüße

    MAC

  3. #3
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    Standard

    könnte es sein, dass Du deutlich jünger bist als ich?
    Sagen wir mal, vor 1980 habe ich ganz bestimmt nichts von Sternzahlen mitbekommen können. Und danach hats vielleicht nochmals ein Jahrzehnt oder so gedauert, bis ich diese Zahl als solche begriffen hätte...

    Dem habe ich, hier im Thread http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=746 in allen Punkten sehr ausführlich und nachvollziehbar und bisher unwidersprochen widersprochen.
    Worauf bezieht sich dieser Wiederspruch? Auf die berechnete Masse oder darauf, dass das, was aussen ist, keine Rolle spielt?

    Die Begründung für die Notwendigkeit von dunkler Materie war ursprünglich: Die Rotation der Galaxis ist zu schnell für das was wir an Materie sehen!
    Da muß noch was sein.
    Die Rotation in den Aussenbezirken, ja.

    Harald Lesch sagt 2001 30% baryonisch 70% nichtbaryonisch
    So habe ich ihn nicht verstanden! Er sagt: 30% dunkle + sichtbare Materie, 70% unbekannte Energieform (Dunkle Energie). Das deckt sich mit WMAP, 4% + 23% = 27% ~ 30% dunkel + sichtbar, Rest ist Dunkle Energie.

    In diesen rund 20 Jahren hat sich die genannte Zahl der Sonnenmassen in der Milschstraße mindestens verdoppelt.
    Was man auch beachten muss: Anzahl Sterne =/= Anzahl Sonnenmassen. Möglicherweise liegt in einigen der Quellen eine Verwechslung vor.

    Später mehr, muss jetzt kochen gehen...
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  4. #4
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    Hallo Bynaus,

    Zitat Zitat von Bynaus
    So habe ich ihn nicht verstanden! Er sagt: 30% dunkle + sichtbare Materie, 70% unbekannte Energieform (Dunkle Energie).
    hier hast Du recht!

    Ich hatte das im November 2005 gelesen und von dunkler Energie noch nie etwas gehört. Im Gedächtnis ist mir nur dieses Verhältnis geblieben auf Gravitation bezogen. Und jetzt war ich so froh, daß ich es wiedergefunden hatte daß ich nicht genau hingeschaut hab'.

    Danke erst mal für die Aufklärung.

    Zum Rest komme ich später.

    Herzliche Grüße

    MAC

    PS.: guten Appetit!
    Geändert von mac (29.07.2006 um 13:23 Uhr)

  5. #5
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    So wie ich die Sache verstehe, verhält es sich so:

    Nimmt man an, die sichtbare Materie sei die einzige, die leuchtet, sollte die Rotationsgeschwindigkeitskurve der Sterne ab einer bestimmten Entfernung abnehmen. Dem ist aber nicht so - sie bleibt unverändert hoch, als ob immer noch eine Menge Materie vorhanden wäre, die gravitativ wirken würde. Daher kommt der Ruf nach der "dunklen" Materie in den Aussenbezirken der Galaxis.

    Diese dunkle Materie kann soviel ich weiss nicht baryonisch sein - wenn sie es wäre, wäre sie "sichtbar", sie hätte eine Temperatur und würde Strahlung ein bestimmten Wellenlängen absorbieren. Zudem müsste man dann eine neue Erklärung für die Verteilung der Elemente nach der primordialen Nukleosynthese (gleich nach dem Urknall) finden, da diese mit der "leuchtenden" Materie sehr gut erklärt und reproduziert werden kann.

    Eine Alternative zur Dunklen Materie wäre eine modifizierte Gravitation, wonach die Gravitation sich bei grossen Entfernungen anders verhält als bei kleinen, z.B. fällt sie zuerst scheinbar mit dem Quadrat zum Abstand ab, danach aber werden andere (unbekannte) Terme wirksam und sie nimmt langsamer ab. Ein Beispiel für eine solche Alternative ist die MOND-Theorie. Dem steht entgegen, dass es offenbar "Dunkle Galaxien" gibt, die nur aus dunkler Materie zu bestehen scheinen - etwas, dass mit MOND offensichtlich unmöglich ist. Ebenso (soviel ich weiss) erklärt MOND nicht das Verhalten von Galaxienhaufen.

    Denkbar wäre natürlich auch eine Kombination der beiden Effekte, allerdings würden wir uns da schon ziemlich weit aus dem Fenster lehnen.
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  6. #6
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    Zitat Zitat von Bynaus
    Nimmt man an, die sichtbare Materie sei die einzige, die leuchtet, sollte die Rotationsgeschwindigkeitskurve der Sterne ab einer bestimmten Entfernung abnehmen.
    Hallo Bynaus,

    mit 2,4E11 Sonnenmassen, verteilt auf einem Radius von 25 kPc ergibt meine Simulation aber die gemessene und veröffentlichte differenzielle Rotationsgeschwindigkeitsverteilung. Und weiter weg als 25 kPc soll angeblich nicht mehr viel sein?

    Wenn 6 mal Gravitation da wäre, dann könnte ich die gemessene differenzielle Rotationskurve nicht erreichen.

    Vielleicht ist ja ein Fehler in meinem Programm? Aber ich kann ihn nicht finden. Mit der viel einfacher überschaubaren Primitivrechnung komme ich bei stetiger Masseverteilung auf die gleichen Ergebnisse wie mit meinem Programm.

    Herzliche Grüße

    MAC

  7. #7
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    Zitat Zitat von MAC
    Dann die beschleunigte Expansion des Universums. Zunächst stand ich dem relativ neutral gegenüber. Dann hab’ ich aber in einem Link von, ich glaube Flozifan oder Joachim die Datenbasis dieser Aussage gesehen. Mein erster Gedanke dazu war: Damit könnte ein geschickter Pharmavertreter auch das genaue Gegenteil behaupten.
    Zitat Zitat von Bynaus
    Hast du den Link noch?
    Hallo Bynaus,

    es ist zum Mäusemelken! Ich kann auch nach mehreren Stunden Suche den Post nicht mehr finden.

    Ich hab' jetzt selbst nach solchen Meßwerten gesucht, aber bisher nur das
    auf Seite 54
    http://tpe.physik.rwth-aachen.de/jer...ergie-kurz.pdf
    gefunden. In dieser Darstellung sehen die Meßwerte etwas besser aus, aber trotzdem aus meiner Sicht etwas mutig interpretiert.

    während meiner Such bin ich auch auf diesen Artikel
    http://www.astronews.com/news/artike...0312-011.shtml
    gestoßen, ist davon eigentlich noch irgendwas übrig geblieben?

    Herzliche Grüße

    MAC

  8. #8
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    Zitat Zitat von Bynaus
    Worauf bezieht sich dieser Wiederspruch? Auf die berechnete Masse oder darauf, dass das, was aussen ist, keine Rolle spielt?
    Bei der aufsummierten Masse innerhalb der Sonnenbahn müßte ich noch mal nachrechnen, meine Angabe bezog sich auf die gesamte Masse innerhalb von ca. 25 kPc.
    Wenn die Masseverteilung nicht sanft und gleichmäßig nach außen abfällt sondern großräumig ungleichmäßig verteilt ist, dann spielt das was weiter außen ist eine wichtige Rolle.


    Zitat Zitat von Bynaus
    Die Rotation in den Aussenbezirken, ja.
    in der Angabe von 2,4E11 Sonnenmassen für die reproduktion der differenziellen Rotationskurve bis 25 kPc habe ich auch nur mit der Masse von 2,4E11 Sonnenmassen gerechnet.




    Zitat Zitat von Bynaus
    So habe ich ihn nicht verstanden! Er sagt: 30% dunkle + sichtbare Materie, 70% unbekannte Energieform (Dunkle Energie). Das deckt sich mit WMAP, 4% + 23% = 27% ~ 30% dunkel + sichtbar, Rest ist Dunkle Energie.
    zu diesem 'Tiefschlag' gegen meine Skepsis habe ich schon vorab geantwortet.



    Zitat Zitat von Bynaus
    Was man auch beachten muss: Anzahl Sterne =/= Anzahl Sonnenmassen. Möglicherweise liegt in einigen der Quellen eine Verwechslung vor.
    Da bin ich mir auch nie so ganz sicher ob die, die es geschrieben haben wirklich meinten was sie schrieben.


    Herzliche Grüße

    MAC

  9. #9
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    Hallo Bynaus,

    wie Du siehst hechel ich etwas hinter den notwendigen Antworten her.

    Zitat Zitat von Bynaus
    Nimmt man an, die sichtbare Materie sei die einzige, die leuchtet, sollte die Rotationsgeschwindigkeitskurve der Sterne ab einer bestimmten Entfernung abnehmen. Dem ist aber nicht so - sie bleibt unverändert hoch, als ob immer noch eine Menge Materie vorhanden wäre, die gravitativ wirken würde. Daher kommt der Ruf nach der "dunklen" Materie in den Aussenbezirken der Galaxis.
    Genau das ist sowohl bei meiner Simulation als auch bei den Meßwerten ein Schwachpunkt.

    Für die Simulation zur Geschwindigkeitsreproduktion mit 2,4E11 Sonnenmassen bis 25 kPc habe ich die Massenverteilung solange angepasst bis die Kurve stimmte und dann die Gesamtmasse als Ergebnis erhalten, mit Massedichten, die aber für unseren Bereich 5 mal höher waren als gemessen.

    Gehe ich den umgekehrten Weg, also Beschreibung des Materiedichteverlaufs, dann komme ich nur auf 5E10 Sonnenmassen.

    Bei den Geschwindigkeitsmeßwerten für unsere Milchstraße sind die Werte weiter außen als die Sonnenbahn zunehmend unzuverlässiger.

    Zitat Zitat von Bynaus
    Diese dunkle Materie kann soviel ich weiss nicht baryonisch sein - wenn sie es wäre, wäre sie "sichtbar", sie hätte eine Temperatur und würde Strahlung ein bestimmten Wellenlängen absorbieren.
    soweit ich weiß nur wenn sie als Sonnen oder Staub/Gas vorliegt

    Zitat Zitat von Bynaus
    Zudem müsste man dann eine neue Erklärung für die Verteilung der Elemente nach der primordialen Nukleosynthese (gleich nach dem Urknall) finden, da diese mit der "leuchtenden" Materie sehr gut erklärt und reproduziert werden kann.
    Zitat Zitat von Bynaus
    Eine Alternative zur Dunklen Materie wäre eine modifizierte Gravitation, wonach die Gravitation sich bei grossen Entfernungen anders verhält als bei kleinen, z.B. fällt sie zuerst scheinbar mit dem Quadrat zum Abstand ab, danach aber werden andere (unbekannte) Terme wirksam und sie nimmt langsamer ab. Ein Beispiel für eine solche Alternative ist die MOND-Theorie. Dem steht entgegen, dass es offenbar "Dunkle Galaxien" gibt, die nur aus dunkler Materie zu bestehen scheinen - etwas, dass mit MOND offensichtlich unmöglich ist. Ebenso (soviel ich weiss) erklärt MOND nicht das Verhalten von Galaxienhaufen.

    Denkbar wäre natürlich auch eine Kombination der beiden Effekte, allerdings würden wir uns da schon ziemlich weit aus dem Fenster lehnen.
    Da kann ich mit meinen Möglichkeiten nur Glaube oder Unglaube beisteuern; ein tieferes Verständnis werde ich da wohl nicht erlangen.

    Herzliche Grüße

    MAC

  10. #10
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    mit 2,4E11 Sonnenmassen, verteilt auf einem Radius von 25 kPc ergibt meine Simulation aber die gemessene und veröffentlichte differenzielle Rotationsgeschwindigkeitsverteilung. Und weiter weg als 25 kPc soll angeblich nicht mehr viel sein?
    Kannst du mir (per Mail) eine entsprechende Grafik schicken? Ich stell sie dann hier rein.

    Wenn 6 mal Gravitation da wäre, dann könnte ich die gemessene differenzielle Rotationskurve nicht erreichen.
    Nun, dazu zwei Punkte:
    1. Es ist ja nicht gesagt, dass die Dunkle Materie gleichmässig im All verteilt ist, dh, unsere Galaxie könnte deutlich weniger DM enthalten als der Schnitt.
    2. Man geht, soviel ich weiss, davon aus, dass die DM sich vor allem in einem Halo um die Galaxis herum befindet, nicht direkt in der Scheibe. Zudem soll sie, IIRC, sphärisch verteilt sein.

    Wenn die Masseverteilung nicht sanft und gleichmäßig nach außen abfällt sondern großräumig ungleichmäßig verteilt ist, dann spielt das was weiter außen ist eine wichtige Rolle.
    Das ist eher seltsam: Hohlkugeln wirken ja auch Körper, die sich darin befinden, keine Kraft aus - so lange sie rotationssymetrisch sind, heben sich die Kräfte in alle Richtungen auf. Das gilt auch für "äquatorsymetrische Scheiben" aus einer Hohlkugel, z.b. ein "Ring" aus Materie. So lange sich ein Teilchen innerhalb des Ringes befindet, bewirkt der Ring selbst keine Kraft. Deshalb wäre es seltsam, wenn rotationssymetrisch verteilte Materie einen gravitativen Einfluss hätte.

    soweit ich weiß nur wenn sie als Sonnen oder Staub/Gas vorliegt
    Ja, ich dachte an Gas - vor allem an Wasserstoff. In welcher Form würde "baryonische" Materie denn sonst vorliegen können? Schwarze Löcher? (kann man da noch von baryonisch sprechen???)

    In der Wikipedia stehen noch eine Menge interessanter Angaben:

    http://de.wikipedia.org/wiki/Milchstra%C3%9Fe

    Z.B. stehen hier 300 Milliarden Sterne, aber eine totale Masse von 1.9 Billionen Sonnenmassen - ich nehme an, das beinhaltet die DM (1 Billion Sonnenmassen gemäss dem Text zum "Halo").
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