Galaxien-Drehgeschwindigkeit - Frage zu Dunkler Materie

ornis schrieb:Warum tut sie das nicht? Und wie muß ich mir die Verteilung derDM generell vorstellen?

Weil sie nicht an die elektromagnetische Wechselwirkung koppelt und durch alles durchgeht als wäre es nicht da. Sie ist auch hier um uns herum. DM formt daher lediglich kugelförmige Gebilde (Fermi-Sterne), wobei deren Größe von der Teilchenmasse abhängt. Je kleiner die Teilchenmasse, desto größer die "Sterne". Diese können größer sein als eine Galaxie und sind kugelförmig, wie eben die DM Halos, in deren Zentren die Galaxien sitzen.

@LeviaX1

Was spricht eigentlich gegen eine Erweiterung der ART in Newtonscher Form, abgesehen davon das die Kosmologen sich nicht mehr vor der Differentialgeometrie verstecken können, um der dunklen Materie her zu werden?

Ich meine, es gibt anscheinend keinen nennenswerten Anteil an dunkler Materie in unserer direkten Umgebung [1] und auch unsere Satellitengalaxien verhalten sich nicht dunkle Materie like [2]. Mit der Inflationären Phase sollte es sogar mehr dunkle Materie geben als wie wir sie beobachten, zu dem vorzeige Objekt, dem Bullet Cluster gibt es ein gegen Beispiel in dem sich dunkle Materie/Materie nicht wie erwartet verhält [3] und mit der MOND Theorie lassen sich die Rotationskurven von Sternen um das galaktische Zentrum eleganter beschreiben.

Was spricht eigentlich eindeutig für dunkle Materie?

Zitat Whitcomb: “When I see a bird that walks like a duck and swims like a duck and quacks like a duck, I call that bird a duck.”

[1] Kinematical and chemical vertical structure of the Galactic thick disk II. A lack of dark matter in the solar neighborhood: arxiv:1204.3924

[2] The dark matter crisis: falsification of the current standard model of cosmology arxiv;1204.2546

[3] A Study of the Dark Core in A520 with Hubble Space Telescope: The Mystery Deepens arXiv:1202.6368

@TabbysStar
Bitte einmal den Kritikabsatz lesen:
Wikipedia: Modified Newtonian dynamics#Responses and criticism

Man sollte nie an den Naturgesetzen herum pfuschen, um zu versuchen etwas passend zu machen. Zudem wurde MOND so hin gepfuscht, dass es für die Galaxis (ungefähr) funktioniert, aber wie auch im Link beschrieben klappt es dann in anderen Galaxientypen nicht mehr richtig. Das korrekte Grundgesetz muss aber immer die richtige Antwort liefern.

@LeviaX1

Also unterliegt die DM auch der Gravitation?

@ornis
Ja, die DM wechselwirkt nur über die Gravitation, weshalb sie ja auch die Rotationsgeschwindigkeit der Galaxien erhöht. D.h. wir sehen die DM durch ihre Wirkung auf die Umgebung und durch die von ihr verursachten Gravitationslinsen.

@LeviaX1

Aber sollte dann die DM nicht auch in das gravitative Zentrum fallen? Müßten massereiche Sterne aus baryonischer Materie nicht ein ausreichen großes Gravitationspotenzial darstellen, um DM zu verdichten und damit dieses Potenzial noch zu vergrößern?

@LeviaX1

Meine Frage war ja nicht die, ob MOND was taugt oder nicht. MOND ist nur eine von vielen möglichen Erweiterungen. Ein neues Naturgesetz ist das nicht. Abgesehen von meinen Fragen oben, welches Experiment würde dunkle Materie für dich falsifizieren?

EDIT: dunkle Materie als Erklärung für die Rotationsgeschwindigkeiten passt auch nicht zu jedem Galaxietyp.

@TabbysStar

korrekt...das wollte ich nämlich auch schon lange mal schreiben.
Das wird von vielen Wissenschaftlern auch gerne mal verschwiegen.

Ja klar....viele wünschen sich natürlich das der Nachweis der DM eines Tages auch so gelingt wie jetzt der von Gravitationswellen. So einfach ist das aber nicht.
Es gibt in der Physik durchaus Sachen die vorausgesagt worden...sich im Nachhinein als falsch herausgestellt haben.
Der Nachweis gelang nie.
Mal sehen wie es bei Dunkler Materie kommt.

@ornis
Moin....

ornis schrieb:Aber sollte dann die DM nicht auch in das gravitative Zentrum fallen? Müßten massereiche Sterne aus baryonischer Materie nicht ein ausreichen großes Gravitationspotenzial darstellen, um DM zu verdichten und damit dieses Potenzial noch zu vergrößern?

Es ist ja gerade die Rotationsgeschwindigkeit die die angebliche DM auf derer Bahn um das Zentrum der Galaxie hält
ausserhalb der Scheibe. Denn wenn die angebliche DM dort (direkt am äusseren Rand) nicht gleichmässig mit rotierte (etwa langsamer), würde sie mit der Zeit Richtung Zentrum der Galaxie driften....

Da die DM auf kleinen Skalen nicht verklumpt, keine Energie abgibt und auch keine eventuelle Bremsstrahlung auf sie einwirken kann, bleibt sie wie ein dynamisches Fluid im Randbereich. Im weiteren Bereichen zum Rand des Halos, wo die Gravitation der Scheibe noch schwächer ist, gibt es sozusagen gar nichts mehr was deren Verhalten dazu bewegte zum Zentrum zu propagieren.

Das ganze wirkt natürlich sehr an nötige Erklärungen angepasst. Auf grossen Skalen verklumpt sie, auf kleinen nicht.
Sie interagiert nicht mit Vektor-Bosonen etc etc... ich bin sehr skeptisch, aber lasse mich gerne überraschen.

...Auf grossen Skalen verklumpt sie, auf kleinen nicht. gefällt mir.

MACHOS sind kalte objekte aus baryonischer materie. die tage wurde ein theoretisches teilchen nachgewiesen - tetra-neutron.
ich denke es gibt genug möglichkeiten für nicht exotische vertreter der dunklen materie.
aber auch ein rückschlag, wieder ein beweis für die postulierten 5% als grenze für sichtbare materie: der radio-flash aus der 6 mrd LJ entfernter galaxie hatte eine dispersion aufgewiesen, die 5% materie zw. sender und uns, als empfänger nachweist.
zur ergänzung - 20% für dm und rest dunkle energie.

gradlinieges denken würde trotzdem meinen, dass in den 13 mrd jahren, als viele schwere sterne explodierten, deren leben nur ca. 20-40 mio jahre dauerte,
es genügend materie in gestalt schwerer atome in die äusseren bahnen einer galaxie hinauskatapultiert hätte.

ein schwund der elektromagn. energie gibt es ja nicht (falls DM so was wie ein energieschlucker wäre).

was mir noch einfällt, DM könnte super heiss sei und darf nicht abkühlen, wg. der mangelnden übertragung dieser thermik.. (heiss aber nicht im elektromag. sinne).

monopole wären ja auch möglich, eine CP-verletzung haben wir ja schon bei normaler materie....

da gibt es ja noch einen effekt der mit der gravitation zusammenfällt, die expansion des universums - sichtbar in der rotverschiebung entferner objekte - erfasst nicht gravitativ zusammenhängende objekte.
die frage wäre unter welchen schwellwert der gravitation zw. galaxien dieser mechanismus wieder einsetzt, so dass sie auseinandergetrieben werden.

vielleicht ist aber dran die dunkle materie schuld, eine art schutzschild.

philosopisch ists auf jedem fall merkwürdig, da es technisch keinen grund gibt - es sei denn, die galaxien sollen zeit haben sich ungestört zu entwickeln.

@deckard2029


hmm tja....schwierig.

Meiner Meinung nach macht sich die Expansion aber auch hier im Sonnensystem bemerkbar, also mit anderen Worten die dunkle Energie.
Es wird nur wieder sofort "nachjustiert", indem die Sonne die Planeten in ihrer Bahn hält.

Meine ich jedenfalls mal gehört zu haben. Weiß auch nicht obs messbar ist...wahrscheinlich aber eher nicht.

rein intuitiv müsste ja die Expansion bzw. die dunkle Energie an den "Rändern" hin immer stärker werden, da ja da das Universum expandiert. Aber WO genau expandiert es, bzw. WO sind die Rändern..... alles wieder sone Sache.

Aber wie du schon sagst das Verhältnis von DM zu dunkler Energie ist irgendwie genau ausgeglichen.

Wahrscheinlich nur weil wir es uns so "hingerechnet" haben. :troll:

@knopper

knopper schrieb:rein intuitiv müsste ja die Expansion bzw. die dunkle Energie an den "Rändern" hin immer stärker werden, da ja da das Universum expandiert. Aber WO genau expandiert es, bzw. WO sind die Rändern..... alles wieder sone Sache.

Nein. Raum entsteht überall neu und dadurch expandiert er auch immer schneller. Auf großen Skalen ist das dann heute bereits meßbar. Irgend wann wird auch auf kleinen Skalen der Raum so schnell neu entstehen, daß die Gravitation, welche sich nur mit maximal Lichtgeschwindigkeit ausbreiten kann, bis hinter zu den Atomen alles zerreißt.

ornis schrieb:
Irgend wann wird auch auf kleinen Skalen der Raum so schnell neu entstehen, daß die Gravitation, welche sich nur mit maximal Lichtgeschwindigkeit ausbreiten kann, bis hinter zu den Atomen alles zerreißt.

Das ist falsch. Das Big-Rip-Szenario, das keine kosmologische Konstante sondern eine mit der Zeit steigende Dunkle-Energie-Dichte voraussetzt wurde mit ziemlich hoher Präzision von der Planck-Mission ausgeschlossen. Dass wegen der beschleunigten Expansion die Expansionsrate (Geschwindigkeit/Raum) höher würde ist eine common misconception:

Wikipedia schrieb:
Accelerated expansion doesn't mean the Hubble-parameter increases, it converges to a constant value instead-that means the velocity per distance stays the same while the distance increases, therefore the acceleration.

Wikipedia schrieb:
Surprisingly, the deceleration parameter was measured by two different groups to be less than zero (actually, consistent with −1) which implied that today the Hubble parameter is converging to a constant value as time goes on. Some cosmologists have whimsically called the effect associated with the "accelerating universe" the "cosmic jerk".

Hinweisend,

Hilbert Jämes

@Hilbert.J

Das Big-Rip-Szenario, das keine kosmologische Konstante sondern eine mit der Zeit steigende Dunkle-Energie-Dichte voraussetzt wurde mit ziemlich hoher Präzision von der Planck-Mission ausgeschlossen. Dass wegen der beschleunigten Expansion die Expansionsrate (Geschwindigkeit/Raum) höher würde ist eine common misconception:

Oh. Da hatte ich mir wohl im Kopf ein falsches Modell zurechtgebastelt. Kannst Du das dem interessierten Laien bitte bildhafter erläutern?

@ornis

Bin jetzt selbst überrascht, verstand die beschleunigte Expansion zuvor auch anders, eben i.S.v. Big Rip. Wenn ich es jetzt recht verstehe, ist das letztlich das selbe wie ein beschleunigtes Anwachsen eines Kontoguthabens bei gleichbleibendem Zinssatz. Wenn im nächsten Jahr auch das hinzugekommene Zinsguthaben mitverzinst wird (Zinseszins), dann wächst das Konto von Jahr zu Jahr immer schneller an. Eben weil mehr zu verzinsen da ist.

Wenn ein Stern heute in X Megaparsec Entfernung von uns ist, bewegt er sich mit Y km/s von uns fort. Dadurch erhöht sich die Distanz, bis sie dereinst 2X Mpc beträgt. Dann wird der Stern sich natürlich mit 2Y kms von uns fortbewegen.

ornis schrieb:Oh. Da hatte ich mir wohl im Kopf ein falsches Modell zurechtgebastelt. Kannst Du das dem interessierten Laien bitte bildhafter erläutern?

Auf Deutsch würde ich es auch nicht anders sagen als auf Englisch, aber http://abenteuer-universum.de/bb/viewtopic.php?p=37443#p37443 steht es noch etwas genauer.

perttivalkonen schrieb:Wenn ich es jetzt recht verstehe, ist das letztlich das selbe wie ein beschleunigtes Anwachsen eines Kontoguthabens bei gleichbleibendem Zinssatz.

Damit kann man es auch vergleichen.

Zustimmend,

Hilbert Jämes

@perttivalkonen | @Hilbert.J

Jetzt habe ich es auch begriffen. :)