Notwendigkeit der dunklen Materie

Re: Notwendigkeit der dunklen Materie

Danke Hannes,

ich hab jetzt selbst mal das Internet quergelesen....

Massebestimmung der Sonne (und anderer Körper, so sie einen Satelliten haben) ist mit den Keplerschen Gesetzen möglich, wenn Entfernung zum Satelliten, Umlaufzeit und die Gravitationskonstante bekannt sind. Für unser Sonnensystem sind die Bahndaten der Planeten gut bekannt, und so ist die Bestimmung der Sonnenmasse möglich. Ebenso kann die Planetenmasse bestimmt werden, wenn dieser Planet über mindestens einen Satelliten (Mond) verfügt. Vorraussetzung ist hier allerdings, dass die Satellitenmasse klein gegenüber dem Zentralkörper ist, sonst bekommen wir ruck-zuck ein Mehrkörper-Problem, dass analytisch nicht mehr lösbar ist (nur numerisch).

Wie siehts nun mit unserer Galaxie aus? Die Bahndaten der Sonne in Bezug auf das galaktische Zentrum scheinen bekannt zu sein. Wie sie bestimmt wurden, und mit welcher Genauigkeit, weiß ich nicht.

So kann man nun die Zentralmasse innerhalb der Sonnenlaufbahn berechnen. Schön! Leider macht es einen Unterschied, ob man die gesamte "innere" Masse ins Zentrum setzt, oder wenn sie über den gesamten Radius bis zur Sonnenbahn verteilt ist. Wie die Wissenschaftler nun gerechnet haben, um auf das Vorhandensein von dunkler Materie zu kommen, weiß ich nicht...

Immerhin ist die Milchstraße ein Mehrkörper-Problem mit vielen Milliarden Körpern...

Re: Notwendigkeit der dunklen Materie

Ich bin nicht wirklich qualifiziert, um all Deine Fragen zu beantworten, aber damit nicht erst eine längere Pause eintritt, fange ich mit der ersten Teilfrage an:

Abgesehen von unserer Sonne (Berechnung der Sonnenmasse ) als Einzelstern, konnte man die Sonnenmasse bis vor recht kurzer Zeit nur bei Doppelsternen berechnen!

Hier wird eine Methode zur Massenbestimmung bei Doppelsternen vorgestellt (scheint aber auch nur bei ein paar Hundert bisher praktiziert worden zu sein):

Massebestimmung bei Doppelsternen

Als alternative Methoden werden dort noch die Nutzung der relativistischen Rotverschiebung sowie Masse-Leuchtkraft-Beziehung genannt.

Erst 2004 erfolgte der u.g. Seite zufolge das erste Mal (abgesehen von unserer Sonne) die Berechnung der Masse eines Einzelsternes mittels „Mikrolinsen-Effekt" für Messungen, die bereits 11 Jahre früher vorgenommen wurden:

Erste Masseberechnung für einen Einzelstern

Offenbar ist das alles sehr aufwändig und unwahrscheinlich zeitraubend, was erklärt, dass offenbar durchweg alle Aussagen für größere Systeme oder Zusammenhänge wie z.B. die Milchstraße auf bloßen Schätzungen beruhen, über deren Qualität ich hier nicht spekulieren möchte.

Notwendigkeit der dunklen Materie

Hallo zusammen,

wir kennen die Aussage der Standard-Theorie zum Universum bezüglich der dunklen Materie: die Gravitation der sichtbaren Materie reiche nicht aus, um bestimmte Bewegungen und Formationen im All zu erklären, deshalb müsse es eine dunkle Materie geben, die nur gravitativ mit der uns sichtbaren Materie wechselwirke.

Dazu habe ich ein paar Fragen, ich werde diese exemplarisch an unserer Milchstraße festmachen:

-wie bestimmt man die Masse eines Sternes (z.B. unserer Sonne)?

-wie bestimmt man die (ungefähre) Anzahl der Sterne in unserer Galaxie?

-wie bestimmt man den Durchmesser der Galaxie, bzw. wie bestimmt man den Abstand unserer Sonne zum galaktischen Zentrum?

-wie bestimmt man die Masse der Galaxie (es gibt große Sterne, kleine Sterne, und jede Menge Gas und Staub)?

Wenn man sich den Wikipedia-Artikel zur Milchstraße durchliest, fällt auf, dass vieles gar nicht genau bestimmt worden ist, sondern auf Schätzungen beruht.

Desweiteren:

-woher wissen wir, dass und wie schnell die Milchstraße rotiert? (wir sehen nur eine Momentaufnahme der Milchstraße)

-woher wissen wir, dass die Milchstraße zeitlich relativ stabil ist, also z.B. vor 1Mrd. Jahre nicht eine ganz andere Form hatte? (Hintergrund dieser Frage:"Fliegt" unsere Galaxie vielleicht doch auseinander?)

Vielleicht kann der eine oder andere ja meine Fragen beantworten. Ich möchte betonen, dass meine Fragen zunächst keine generelle Kritik an der Standard-Kosmologie sind, sondern dass ich nachvollziehen möchte, wie man zu Aussagen bezüglich unserer Galaxie (und unseres Universums) kommt, und was davon wirkliche Beobachtungen, und was Interpretationen sind...