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Thema: dunkle Materie?

  1. #21
    Registriert seit
    11.03.2006
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    Hallo UMa,

    zunächst einmal danke ich Dir ganz herzlich für Deine Antwort. Meine chronologischen Kenntnisse sind, da ich die Informationen nur zufällig bekam, sicher nicht so genau. Um so interessanter ist für mich diese Aufstellung.



    Zitat Zitat von UMa
    die 1e11 Sonnemassen müssen sich auf die Materie innerhalb der Sonnenbahn, errechnet aus Abstand der Sonne und Umlaufgeschwindigkeit, bezogen haben.
    Also ob die Zahlen diesen Ursprung hatten, weis ich natürlich nicht. Präsentiert wurden sie stets als Anzahl der Sterne in der Milchstraße. Eine Unterscheidung Sterne und Sonnenmassen wurde in diesen Präsentationen (überwiegend populärwissenschaftliche Sendungen im TV. Bücher konnten wir uns nicht leisten.) nicht gemacht.



    Zitat Zitat von UMa
    1.
    Die damaligen (bis in die 70er) Werte für die Gesamtmasse müssen so zwischen um 200e9? Sonnenmassen betragen haben.
    Zumindest in den mir zugänglichen Informationsquellen wurde diese Zahl (in dieser Zeit), da bin ich mir sicher, nicht genannt. (Möglicherweise für Andromeda)


    Zitat Zitat von UMa
    2.
    In den 70er Jahren wurden dann bei anderen Galaxien die Rotationskurven (mittels Dopplereffekt) bestimmt und sie zeigen auch in großen Abständen zum Kern einen flachen Verlauf ohne den erwarteten Keplerabfall. Und das obwohl die Helligkeit schon viel weiter innen stark abfällt und in den Außenbereichen praktisch Null ist. Merkwürdig.

    Später (80er) stellte man dann dies auf für die Milchstraße fest.
    Du verwendest (ich vermute weil es auch so in Deinen Quellen formuliert wurde?) den Begriff ‚große Abstände’. Sind Dir dafür quantitative Angaben bekannt?

    Der Hintergrund dieser Frage sind Berichte die ich vor einem knappen Jahr gelesen habe: ‚Ausdehnung der Galaxien doppelt so groß wie bisher angenommen’ Diese Entfernung kann damals also noch nicht gemeint gewesen sein.

    Wenn in Deinen Quellen nur diese qualitative Angabe gemacht wurde, dann gibt es einen sehr großen Bereich der gemeint sein könnte. Wie gut sind solche Messungen eigentlich?

    So sehr merkwürdig finde ich das gar nicht. Zumindest im CNS3 ist die Hauptmasse nicht in den großen Sternen, sondern in den kleineren gebunden. Erst bei den ganz kleinen gibt es, fast wie abgeschnitten (deshalb denke ich auch dass das messtechnisch bedingt ist) ein ziemlich abruptes Ende dieser Verteilung. Es geht natürlich nicht spurlos an mir vorrüber dass die MACHO-Suche (bisher?) nicht sehr viel Masse gebracht hat, aber so richtig überzeugend finde ich 17 Ereignisse nun auch wieder nicht. Und bei einem möglichen Verteilungsraum von einigen millionen Lichtjahren für die produzierten schwarzen Löcher und Neutronensterne einer Galaxis zerstreut eine Messung in einem Radius von 100000 Lichtjahren auch wenn sie mich beeindruckt, nicht wirklich meine Zweifel.



    Zitat Zitat von UMa
    3.
    Die Gesamthelligkeit der Galaxien ist nur ~25e9 Sonnenleuchtkräfte für Andromeda und 16-20e9 Sonnenleuchtkräfte (Unsicherheit Faktor ~2) für die Milchstraße
    und das vor dem Hintergrund, dass die Milchstraße möglicherweise doppelt so viele Sterne wie Andromeda enthält.

    Wie gut kann man das in Sonnenmassen umsetzen? Wenn ich die bisher zusammengetragenen Informationen richtig verstanden habe, ist die Verteilung der Masse auf die verschiedenen Sonnengrößen ziemlich unklar.

    Mit meinen eigenen Versuchen der IMF auf die Spur zu kommen (Katalog des Arches Sternenhaufen und CNS3) komme ich nicht wirklich weiter. Erstens ist die Lücke zwischen den größten Sonnen im 25 Pc Bereich des CNS3 und den kleinsten katalogisierten Sonnen im Arches Haufen riesig. 2. bricht die Verteilung bei den kleinen Sonnen im CNS3 ziemlich abrupt ab. Das das real sein soll, kam mir schon vor diesem Bericht ziemlich eigenartig vor. Und drittens finde ich nichts darüber, ob die Größenverteilung bei der Bildung von Sternen immer gleich ist oder wie bei Nieselregen und Starkregen variiert? (Assoziation bei Anblick der phantastischen Hubble-Aufnahmen von Dunkelwolken) Wenn das aber der Fall sein sollte, dann ist der Arches Haufen nur ein Punkt in einer Wolke und kein Punkt auf einer Linie.



    Zitat Zitat von UMa
    4.
    Auch zur Masse der Sterne gibt es unterschiedliche Werte. früher nahm ma um 170e9 Sonnenmassen an und keine (echte) dunkle Materie, sondern viele schwache Sterne/ oder braune Zwerge. Da man trotz intensiver Suche in den 90ern nicht genügend davon fand, gehen neuere Modelle von nur ca 60e9 Sonnenmassen in Sternen aus (Unsicherheit Faktor 2), was auch besser zu Leuchtkraft passt. Außerdem gab es noch Micolensing suchen nach den MACHO's. Die fanden zwar einige Körper (mehr als man erwartet hatte) aber bei weitem nicht genügend für die fehlende Masse.
    Z.B.
    http://fr.arxiv.org/abs/astro-ph/0607207
    Ich hab’ heute Nacht Teile der PDF-Datei gelesen aber vorläufig etwas entnervt aufgegeben, da ich viele der Abkürzungen nicht verstehe. (Das Fachenglisch in diesem Bereich fällt mir immer noch ziemlich schwer). Wenn ich das bischen das ich gelesen hab’ richtig verstehe, hat man 17 Ereignisse gemessen, bei denen man ausreichend sicher ist, dass es sich um Microlensing handelt. Was ich nicht ganz verstanden habe ist: war das alles in Richtung Maggelansche Wolke oder in einem größeren Arreal?

    Hintergrund dieser Frage ist die Information aus Bonn, dass man in Richtung Maggelansche Wolke (ob große oder kleine müsste ich erst nachschauen) zu wenig fand um damit DM zu erklären, während man in Richtung Milchstraße viel mehr fand als man erwartet hatte. (in dieser Messung gab es aber bis dahin nur 7 Ereignisse. Da ging mir so durch den Kopf: Das ist ja sogar ohne Sponsor noch schlimmer, als bei einigen Studien in der Medizin)

    Zitat Zitat von UMa
    5.
    Staub und Gas würde man im Infraroten bzw. Radiobereich sehen.
    Was bleibt noch?
    UMa, das ist ja gerade mein Problem! Also jetzt hobbymäßig. Quellen lesen, wie es ja angesagt wäre, ist ein Vollzeitjob, kann ich mir zeitlich nur sehr selten erlauben. Fast überall wo ich sonst lese, finde ich quantitative Angaben ohne Datum und mit riesigen Unterschieden. Sogar in sehr seriösen Quellen. Sogar innerhalb einer einzigen Quelle. Ja es gibt sogar innerhalb einer Quelle aussagen die sich gegenseitig ausschließen. Ich fange gerade mit diesem Thema an (sozusagen Stand 1. Semester autodidaktisch) bin weit davon weg, hier wirklich Spreu von Weizen trennen zu können. Um so dankbarer bin ich für solche chronologischen Informationen wie ich sie von Dir erhalten habe. Die Informationen die ich hier von Dir und auch von Bynaus bekommen habe, und in anderen Threads zum gleichen oder ähnlichen Thema von etlichen anderen, beeindrucken mich sehr. Vorallem helfen sie mir dabei, mich besser in dem aufgefundenen Chaos zu orientieren und Maßsstäbe zu erlangen, ohne die ich sonst nur auf meine eigenen Fähigkeiten zum Erkennen von Unfug angewiesen wäre. Aber eine richtige Struktur habe ich noch nicht.


    Zitat Zitat von UMa
    6.
    Inzwischen gibt es Abschätzungen für die anziehende Masse in den äußeren Bereichen der Milchstraße. In den letzten Jahren ist man dabei auf Werte zwischen 400e9 und 6400e9 Sonnenmassen gekommen.
    Wie weit ist äußere Bereiche?

    Gegen einen Faktor 16 Spielraum hab’ ich keine Chance. Aber wenn ich mein bisher zusammengetragenes Wissen richtig kombiniere, dann liegt dieser Spielraum daran, weil man so weit außen die Umlaufgeschwindigkeiten weder in der Milchstraße (ungünstige Geometrie) noch in anderen Galaxien (zu dunkel?) vernünftig messen kann. Nu mal ehrlich, wie viel ist denn dann so eine Aussage noch wert? Ist das eine harte obere und untere Grenze? 100% nicht überschreitbar, oder das Ergebnis einer Fehlerrechnung mit 1 s-Grenzen? Wie hat man das abgeschätzt?

    Zitat Zitat von UMa
    7. Kürzlich wurden die Eigenbewegungen der Magalanischen Wolken genauer gemessen:
    http://fr.arxiv.org/abs/astro-ph/0606240
    http://fr.arxiv.org/abs/astro-ph/0508457
    Falls sie, wie anzunehmen, an die Milchstraße gebunden sind, muss ihre Geschwindigkeit kleiner als die Fluchtgeschwindigkeit in dieser Entfernung sein. Dies führt auf eine minimale Gesamtmasse der Milchstraße von ~600-700e9?(geraten, muss erst nachsehen) Sonnenmassen, wirkliche Masse vermutlich mehr.
    Beeindruckend! 2 mas/Jahr mit einer Standardabweichung von 80 uas ist wirklich enorm. Dagegen ist Hipparchos eine Grobschmiedearbeit. 2 mas pro Jahr sind etwa 300 km/s in 100000 Lichtjahren Entfernung, ergibt 600e9 M0 für einen Orbit. Wie weit die jetzt wirklich weg ist, weis ich nicht, (diese Entfernung steht jedenfalls in meinem Gedächtnis)


    Zitat Zitat von UMa
    PS: Sorry für die späte Antwort, aber ich komme zur Zeit nicht mehr ins Internet.
    Ehrlich gesagt war ich sogar froh, weil ich ziemlich hinterherhechel. Nein ich bin sehr froh über Eure Antworten. Monatelang war fast tote Hose und jetzt gleich Zwei die viel mehr davon verstehen als ich. Was kann mir besseres passieren?

    Herzliche Grüße

    MAC

  2. #22
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    Hallo Bynaus,

    Zitat Zitat von Bynaus
    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.
    tut mir leid, aber das ist mir gerade eingefallen. Ganz simple Plausibilitätsüberlegung.

    Kugel: r^2 proportional wächst die Oberfläche, r^2 proportional sinkt die Gravitation, ergo Ausgleich!

    Ring lineare Längenzunahme ...

    Ring positionsabhängig, Kugel nicht!

    Gruß

    MAC

  3. #23
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    Ich hab vergessen hier den Link einzustellen:
    Zitat Zitat von mac
    Mit meinen eigenen Versuchen der IMF auf die Spur zu kommen (Katalog des Arches Sternenhaufen und CNS3) komme ich nicht wirklich weiter. Erstens ist die Lücke zwischen den größten Sonnen im 25 Pc Bereich des CNS3 und den kleinsten katalogisierten Sonnen im Arches Haufen riesig. 2. bricht die Verteilung bei den kleinen Sonnen im CNS3 ziemlich abrupt ab. Das das real sein soll, kam mir schon vor diesem Berichtziemlich eigenartig vor.
    Gruß

    MAC

  4. #24
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    Hallo MAC,

    hier ist ein Link auf die Paper von Vera Rubin über die Rotation von Galaxien
    http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/np...Ford&version=1
    Die ganzen Paper sollten nach einem Klick auf das F herunterladbar sein.
    Die Paper mit den hunderten Koautoren können ignoriert werden.

    Grüße UMa

  5. #25
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    Hallo,
    vielen Dank für den Hinweis auf diesem Thread, ist sehr interessant.
    Ich habe einen Einwurf, bitte nicht steinigen, wenn es schon besprochen wurde. Da ich mit meinem Handy lese und schreibe kann es sein, daß ich was übersehen habe. Wenn wir die Galaxie beobachten, sehen wir auf unterschiedliche Zeitebenen. Um ein umfassendes Modell zu erstellen müssten wir also den beobachteten Zustand der weiter entfernten Regionen hochrechnen oder halt den der näheren Regionen zurück. Das zu bewerkstelligen ist doch nicht möglich, da wir noch garnicht genug Beobachtungszeit haben, oder?
    mfg Klaus

  6. #26
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    Hallo UMa,

    vielen Dank für diesen
    Zitat Zitat von UMa
    hier ist ein Link auf die Paper von Vera Rubin über die Rotation von Galaxien
    http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/np...Ford&version=1
    Link!

    Sieht sehr ergiebig aus, brauche aber noch einige Zeit bis ich ihn 'verdaut' habe

    Herzliche Grüße

    MAC

  7. #27
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    Zitat Zitat von Kunibert
    Ich habe einen Einwurf, bitte nicht steinigen
    Solange Dein Einwurf nicht aus Steinen besteht (was ja nicht der Fall ist! ) kommen garantiert auch keine Steine zurück!
    Zitat Zitat von Kunibert
    Wenn wir die Galaxie beobachten, sehen wir auf unterschiedliche Zeitebenen. Um ein umfassendes Modell zu erstellen müssten wir also den beobachteten Zustand, der weiter entfernten Regionen hochrechnen oder halt den der näheren Regionen zurück. Das zu bewerkstelligen ist doch nicht möglich, da wir noch garnicht genug Beobachtungszeit haben, oder?
    kommt darauf an, welche Informationen und wie genau man ermitteln möchte.

    Geschwindigkeitsmessungen innerhalb unserer eigenen Galaxis funktionieren innerhalb der Sonnenumlaufbahn und darüber hinaus bis ca. 10 kPc hervorragend. weiter nach draußen wird es allerdings immer ungenauer. Wenn es Dich interessiert kann ich Dir dazu einen Link geben. Du kannst mit größtmöglicher Sicherheit davon ausgehen, daß sich an der Umdrehungsgeschwindigkeit unserer Galaxis nichts geändert hat. Die Sterne die man dafür gemessen hat, werden aber natürlich an anderen Stellen zu sehen sein, wenn ihr jetzt ausgesandtes Licht bei uns ankommt.

    Herzliche Grüße

    MAC

    PS. Wenn ich an Deiner Frage vorbei geantwortet hab' dann frag ruhig noch mal.

  8. #28
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    Zitat Zitat von mac
    Hallo Bynaus,

    tut mir leid, aber das ist mir gerade eingefallen. Ganz simple Plausibilitätsüberlegung.

    Kugel: r^2 proportional wächst die Oberfläche, r^2 proportional sinkt die Gravitation, ergo Ausgleich!

    Ring lineare Längenzunahme ...

    Ring positionsabhängig, Kugel nicht!

    Gruß

    MAC
    Exakt, ein materiereicher Ring, wie er um Galaxien alles andere als ungewöhnlich ist, übt eine enorme Anziehungskraft auf alles aus, was ihm in seinem Inneren nahekommt und sich nicht nicht gerade in Nähe des Zentrums befindet. Er kann die Umlaufgeschwindkeiten all jener Materie, die ihm in seinem Inneren nahekommt, beliebig herabsetzen, weil seine Anziehungskraft ja der des galaktischen Zentrums entgegenwirkt. Gleichzeitig erhöht seine Anziehungskraft aber die Umlaufgeschwindigkeit all jener Materie die, die sich außerhalb von ihm befindet. Hatte ich vor geraumer Zeit hier auch schon mal erwähnt, ist aber eh jedem klar, der mal drüber nachdenkt.
    Was meiner Ansicht nach, für die massereichen Ringe in den Außenbereichen der Galaxien verantwortlich sein könnte, ist die erwähnte Gesetzmäßigkeit der thermisch bedingten Drehimpulsverlagerung in die Außenbereiche des rotierenden Objekts. Stimmt auch alles wunderschön mit den Beobachtungen überein.

  9. #29
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    Hallo MAC,

    über aktuelle Vorstellungen über die Zusammensetzung habe ich vor ca. einem Jahr im astronomie.de-Forum geschrieben.
    Hier den Link http://forum.astronomie.de/phpapps/u...page/13#319472

    Vieleicht hilft das weiter, oder es gibt neue Fragen.

    Grüße UMa

  10. #30
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    Hallo UMa,

    Zitat Zitat von UMa
    Zitat Zitat von MAC
    Na, zumindest nicht von WIMPs. Da kann ich auch nur spekulieren. Irgendwo (ich finde es mal wieder nicht) habe ich vor einigen Tagen gelesen, dass die allerersten Sonnen überwiegend riesengroß gewesen sein sollen?
    Allzuviele können es wahrscheinlich nicht gewesen sein (zumindest nicht mehr als die heutige sichtbare Masse), da sonst erheblich mehr schwere Elemente im ISM vorhanden wären. ...
    gerade ist mir aufgefallen, dass ich hier noch was offen gelassen habe und eine Quelle wiedergefunden habe. Es ist zwar nicht die, die ich meinte, weil die eine Aussage zur Bildung und Größenverteilung der allerersten Sonnen machte, aber die hier könnte eine Begründung liefern wieso Elementhäufigkeit und Anzahl von schwarzen Löchern nicht viel miteinander zu tun haben. Das was ich meine steht im letzten Absatz.


    Herzliche Grüße

    MAC

    PS. Im Übrigen hast Du mich inzwischen so sehr mit Literatur 'versorgt' daß ich mehrere Tage 'Arbeit' damit haben werde, also noch ein Paar Wochen brauche.

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