dunkle Materie und eine mögliche Quelle!?

[Bernd Jaguste]

Hallo Floore, HiroP, Rheinland,
hallo Forum,

Gravitation ist ein konservatives Kraftfeld, du kannst keine Energie daraus gewinnen. Du hast das Prinzip nicht verstanden.

Klar, wenn eine Masse herunter fällt, wird kinetische Energie frei, die ich u.U. anderweitig nutzen kann, aber setzt du oben die kinetische Energie ein, ist man ganz schnell beim Energieerhaltungssatz. Vielleicht hätte ich sagen sollen, man kann dem Gravitationsfeld keine Energie entziehen (klassisch).

Du hast doch völlig Recht. Aber mir ist nicht gegenwärtig, dass ich den Energieerhaltungssatz in Frage gestellt habe. Hatte ich das? (Mit dem Perpetuum mobile und dem Mond war ein Scherz.)

Die Rotationskurve der Milchstraße ist sehr genau bekannt, ich weiß das. Die Messung dieser Rotationskurve hat nichts mit der Struktur der Spirale zu tun, gemessen wird die Radialgeschwindigkeit der Sterne, die Form muss man nicht kennen.
Deshalb ist es auch wurscht, wieviele Sterne man noch um Andromeda findet, sie ändern nichts an der einmal gemessenen Geschwindigkeit der Sterne, denn die wurde ja von jeher durch diese versteckten Halo-Sterne beeinflusst und somit ändern sie auch nichts an der Rotationskurve.

Ich kann nur bekräftigen, was Floore gesagt hat.

Um die Rotationskurve der Milchstraße zu bestimmen, muss man ihre räumliche Struktur nicht kennen. Man bestimmt die Rotationskurve, indem man die Abstände der Sterne zur Erde misst. Der Abstand der Erde zum Zentrum der Milchstraße ist bekannt, so dass man schließlich die räumliche Verteilung der Sterne in unserer Galaxis erhält. Man misst dann die scheinbaren Geschwindigkeiten der Sterne am Himmel und erhält mit Kenntnis ihres Abstandes zur Erde ihre radialen Geschwindigkeiten in der Milchstraße.
Mit dieser Methodik erhält man auch einen groben Überblick über die Struktur der Sterne in der Milchstraße.

@Roationskurven:
Man misst die Dinger halt, wie Floore gesagt hat.
Diese Messdaten vergleicht man dann mit den Modellen der Mechanik und stellt fest, dass man mit der Massenverteilung der sichtbaren Materie nicht die Winkelgeschwindigkeitsverteilung reproduzieren kann.

Sehr schöne Erklärungen, doch es geht überhaupt nicht nur um die Rotationskurve. Das die Rotationskurven der von uns sichtbaren Sterne bekannt sind, das bezweifle ich doch garnicht. Es geht darum, das Bynaus behauptet, an Hand der Rotationskurven der Sterne in unserer Galaxie exakt die Verteilung der Dunklen Materie vorhersagen zu können. Und meines Erachtens reicht es dafür nicht, wenn ich nur einen kleinen Teilbereich der Galaxie kenne. Um die Verteilung der Dunklen Materie in unserer Galaxie zu kennen, muss ich schon wissen, wie die Galaxie aussieht, welche Sterne sich im Halo befinden, wie das Gas verteilt ist und wie schwer das Zentrum ist. Wie gesagt: Ich bezweifle nur, dass man an Hand der Rotationskurve der paar von uns einsehbaren Sterne die Verteilung der Dunklen Materie in unserer Galaxie exakt berechnen kann. Aber ich lass mich da gern aufklären.

Viele Grüße sendet
Bernd Jaguste

[HiroP]

...
Um die Verteilung der Dunklen Materie in unserer Galaxie zu kennen, muss ich schon wissen, wie die Galaxie aussieht, welche Sterne sich im Halo befinden, wie das Gas verteilt ist und wie schwer das Zentrum ist. Wie gesagt: Ich bezweifle nur, dass man an Hand der Rotationskurve der paar von uns einsehbaren Sterne die Verteilung der Dunklen Materie in unserer Galaxie exakt berechnen kann. Aber ich lass mich da gern aufklären.

Die Erkenntnis, dass es in unserer Galaxis von dunkler Materie wimmelt, basiert darauf, dass die Radialgeschwindigkeiten der Sterne mit der Entfernung zum Zentrum der Galaxis nicht so abnehmen, wie man es erwartet, wenn die leuchtende Materie alles ist, was unsere Galaxis enthält. Man muss dafür nicht die Radialgeschwindigkeiten aller Sterne in Milchstraße und Halo kennen.

Im übrigen lässt sich die Masse des Zentrums mit Kenntnis der Umlaufgeschwindigkeit unserer Sonne um das Zentrum leicht berechnen.

[Hades]

Sehr schöne Erklärungen, doch es geht überhaupt nicht nur um die Rotationskurve. Das die Rotationskurven der von uns sichtbaren Sterne bekannt sind, das bezweifle ich doch garnicht. Es geht darum, das Bynaus behauptet, an Hand der Rotationskurven der Sterne in unserer Galaxie exakt die Verteilung der Dunklen Materie vorhersagen zu können.

Ach nein, das klang ne Seite weiter vorne aber anders:

Neulich habe ich gelesen, dass die Form unserer Galaxis nur vage bekannt ist. Weiterhin hat man bei anderen Galaxie vor Kurzem festgestellt, dass ihr Halo deutlich größer ist als gedacht. Und da willst Du mir weißmachen, dass die Rotationskurven gerade für die Milchstraße gut bekannt ist? Hättest Du die Andromeda-Galaxie gemeint, auf die man sehr gut von oben drauf sehen kann, hätte ich es Dir noch einigermaßen abgenommen. Aber bei unserer Galaxie kann ich nur lachen. Mit dem unsicheren Datenmaterial beweist Deine Aussage doch nur, was diese Berechnungen wert sind.

Erstaunlich, wer wir wessen Aussagen verdreht.

[shootingstar]

Meine Idee dazu, als kompletter Mathematik und Psysik Laie ist daß die dunkle Materie etwas mit den für uns nicht erfahrbaren Dimensionen des Universums zu tun haben könnte.

Daß eine oder einige dieser Dimensionen eine gewisse Wechselwirkung eben durch Gravitation haben, aber sonst nicht greif oder sichtbar sind obwohl sie gleichzeitig mit dem für uns erfahrbaren Anteil an Dimensionen überall vorhanden sind.

[BongoMercury]

Meine Idee dazu, als kompletter Mathematik und Psysik Laie ist daß die dunkle Materie etwas mit den für uns nicht erfahrbaren Dimensionen des Universums zu tun haben könnte.

Soweit ich informiert bin ist dunkle Materie aber in unseren 3D(bzw.4D) Universum zu Hause. Genauso wie andere Materieformen. Nur das sie selbe nicht strahlt.

Daß eine oder einige dieser Dimensionen eine gewisse Wechselwirkung eben durch Gravitation haben, aber sonst nicht greif oder sichtbar sind obwohl sie gleichzeitig mit dem für uns erfahrbaren Anteil an Dimensionen überall vorhanden sind.

Gravitonen(falls es sie gibt) sollen tatsächlich als einzigste Teilchen mehrere Dimensionen passieren können. In manchen Stringtheorien wird das so postuliert.

[shootingstar]

Soweit ich informiert bin ist dunkle Materie aber in unseren 3D(bzw.4D) Universum zu Hause. Genauso wie andere Materieformen. Nur das sie selbe nicht strahlt.

Ich denke das ist wie mit dem UV Licht. Es ist da, nur wir können es nicht sehen weil unsere Sinnesorgane nicht dazu in der Lage sind.

Auch die für uns nicht direkt erfahrbaren Dimensionen sind zu "unserem Universum" gehörig. Das ist dann wie mit einem lauten Nachbarn. Ich kenne den Typen nicht. Ich hab ihn nie gesehen weiß auch nicht genau in welcher Wohnung der Wohnanlage er wohnt , ich weiß auch nicht wie er seine Wohnung einrichtet. Aber ich kann seine verdammte Stereoanlage jeden Abend in voller Lautstärke hören als Existenzbeweis... im Gegensatz zu den anderen, leiseren Mitbewohnern der Wohnanlage die ich evtl nie zu Gesicht bekomme Nur daß wenn der "Täter" in einer für uns nicht direkt nachweisbaren Dimension beheimatet ist kann man halt nicht hingehen und nachschauen wo das die netten Phänomene denn nun herkommen...

[BongoMercury]

Das wir dunkle Materie nicht sehen können, liegt ja nicht daran das sie in höheren Dimensionen vorzufinden ist. Das wollte ich damit sagen.

[shootingstar]

Das wir dunkle Materie nicht sehen können, liegt ja nicht daran das sie in höheren Dimensionen vorzufinden ist. Das wollte ich damit sagen.

Ich denke nicht daß es hier um "höhere" Dimensionen geht a la Eso Szene... Meine persönliche Meinung ist daß das Universum (ein Universum) ein enorm komplexes Gebilde ist von dem wir nur einen winzigen Anteil wahrnehmen können.

Ich komm von der philosophischer Seite her vom Buddhismus. Und dort wird ziemlich klar was für eine eingeschränkte Sicht auf Wirklichkeit der Mensch an sich so mitbringt. Von daher halte ich es für garkein Problem daß es 11, 15 oder wieviele (ich hab mal wo gelesen die Physik geht im Moment von 11 aus, die beim Urknall entstanden sein sollen) auch immer Dimensionen gleichzeitig "am selben Ort" geben kann. Die nicht oder nur eingeschränkt oder für uns nicht sichtbar miteinander in Wechselwirkung treten.

Think big :-)) Weltbild sprengen hat auch was befreiendes...

[BongoMercury]

Die höheren physikalischen Dimensionen können wir ja auch nicht wahrnehmen. Nur mit rechnen.

Aber das wir dunkle Materie nicht sehen können ist ja kein Problem der Dimensionen. Die leuchtet einfach nicht.

In der physikalischen Kosmologie bezeichnet Dunkle Materie eine hypothetische Form von Materie, die so wenig optische oder andere elektromagnetische Strahlung aussendet oder reflektiert, dass sie nicht direkt beobachtbar ist.

Ihre Existenz wird durch eine Vielzahl von astronomischen Beobachtungen, z. B. der Galaxienrotation, der Dynamik von Galaxienhaufen und des Gravitationslinseneffekts, nahegelegt, die unter Zugrundelegung der anerkannten Gravitationsgesetze durch die sichtbare Materie allein nicht erklärbar sind.

Quelle:Dunkle Materie – Wikipedia.

Also nix mit höheren Dimensionen.

[Bynaus]

Nun, man muss das differenziert sehen...

Einerseits sagt zumindest die Stringtheorie 11 Raumdimensionen (gemeinsam unter der Bezeichnung "der Bulk" bekannt) voraus, von denen wir aber nur 3 ("unser Universum") sehen können. Nach einer Idee, die in den Köpfen von einigen Stringtheoretikern rumgeistert, ist von den Grundkräften einzig die Gravitation in der Lage, in allen 11 Raumdimensionen zu wirken, was auch erklären würde, warum sie in unserem "Subraum" von 3 Dimensionen so schwach ist. Wir spüren also nicht nur die Gravitation unserer Galaxie, sondern umkehert auch die Gravitation von Materie ausserhalb unserer 3 Dimensionen (= die "dunkle Materie"). Dass diese im "Bulk" und in unseren drei Raumdimensionen am "gleichen Ort" zusammenklumpt, ist naheliegend.

Aber natürlich ist davon nichts bewiesen und von Experimenten gestützt. Auch nach so vielen Jahren ist die Stringtheorie immer noch rein theoretisch und unverbindlich geblieben.

Deshalb ist es vorläufig einfach "vernünftiger", davon auszugehen, dass es sich bei der Dunklen Materie schlicht um "nicht leuchtende" Materie handelt, wie BongoMercury schrieb. Aber ausschliessen kann man das von shootingstar angetönte Szenario nicht.

[LuckyGuy]

Aber könnte es nicht eine Erklärung für die realtiv schwache Wirkung der Schwerkraft sein, dass sie eben - im Gegensatz zu starker und schwacher Kernkraft - über gigantische Entfernungen wirkt?

Und als "ausgleichende Gerechtigkeit" ist sie dann eben nicht so stark.

Also quasi

schwache_Wirkung * gigantische_Entfernung = starke_Wirkung * subatomarer_Wirkungsradius

[Bynaus]

Elektromagnetismus wirkt (wie bei der Gravitation, theoretisch) auch über gigantische Entfernungen und ist doch sehr viel "stärker"...

[BongoMercury]

Nun, man muss das differenziert sehen...

Einerseits sagt zumindest die Stringtheorie 11 Raumdimensionen (gemeinsam unter der Bezeichnung "der Bulk" bekannt) voraus, von denen wir aber nur 3 ("unser Universum") sehen können. Nach einer Idee, die in den Köpfen von einigen Stringtheoretikern rumgeistert, ist von den Grundkräften einzig die Gravitation in der Lage, in allen 11 Raumdimensionen zu wirken, was auch erklären würde, warum sie in unserem "Subraum" von 3 Dimensionen so schwach ist. Wir spüren also nicht nur die Gravitation unserer Galaxie, sondern umkehert auch die Gravitation von Materie ausserhalb unserer 3 Dimensionen (= die "dunkle Materie"). Dass diese im "Bulk" und in unseren drei Raumdimensionen am "gleichen Ort" zusammenklumpt, ist naheliegend.

Das Gravitation auch in anderen Dimensionen wirken soll, bzw. die hypothetischen Gravitonen, das hatte ich schon mal gelesen. U.a. in der Brane-Theorie. Aber das sie mit dunkler Materie, welche auch in anderen Dimensionen zu Hause ist, interagiert, nicht wirklich.

[Bynaus]

Aber das sie mit dunkler Materie, welche auch in anderen Dimensionen zu Hause ist, interagiert, nicht wirklich.

Nein, die Idee war, dass "unsere" dunkle Materie nichts anderes ist als Materie, die auf anderen Branen (oder anderen Teilen des Bulk) "zuhause" ist und sich uns nur durch ihre gravitative Wirkung bemerkbar macht. Die leuchtende Materie in "unserem" Universum würde dann ihrerseits zu den "dunklen Materie" in anderen Branen / Teilen des Bulk beitragen.

[McWire]

Nein, die Idee war, dass "unsere" dunkle Materie nichts anderes ist als Materie, die auf anderen Branen (oder anderen Teilen des Bulk) "zuhause" ist und sich uns nur durch ihre gravitative Wirkung bemerkbar macht. Die leuchtende Materie in "unserem" Universum würde dann ihrerseits zu den "dunklen Materie" in anderen Branen / Teilen des Bulk beitragen.

Was aber für mich die Frage aufwirft, warum die Materie auf der anderen Brane knapp 4 mal so schwer sein soll bzw vier mal so oft vorhanden sein soll, als die Materie auf "unserer" Brane.

Um wirklich zu klären was dunkle Materie ist und ob sie nicht einfach ein unterschätzter relativistischer Raum-Zeit-Effekt ist, wie es neulich in "Sterne und Weltraum" angedeutet wurde, müssen wir welche in die Finger bzw in die Labore bekommen.

Da sich dunkle Materie mithilfe von Schwerkraft dem restlichen Raum-Zeit-Kontinuum mitteilt sind ja theoretisch Messungen möglich, nur halt keine im elektromagnetischen Bereich.