Notwendigkeit der dunklen Materie

Re: Notwendigkeit der dunklen Materie

Vielen Dank für die vielen Infos.

Ich bin immer noch darüber verwundert, wie man Bewegungen der Galaxien bei einem so kurzen Beobachtungszeitraum (maximal wenige Jahrzehnte) so genau beobachten kann...

Erstaunlich für mich ist auch, dass sehr viele Galaxien sich relativ ähnlich sind (das "relativ" ist natürlich eine Einschränkung - es gibt zig verschiedene Typen von Galaxien, aber auch der Laie kann sofort sagen "DAS ist eine Galaxie"), obwohl sie 1000de, Millionen oder Milliarden Lichtjahre entfernt sind, und wir sie zu einem entsprechenden Zeitpunkt vor unserer Zeit sehen.

Das lässt für mich zwei Schlüsse zu:

entweder

Galaxien sind zeitlich erstaunlich stabil (mittels Gravitation nicht zu erklären)

oder

Galaxien sind höchst instabil, die Aber-Milliarden, die wir sehen, sind nur ein klitze-kleiner Teil der Materie, die sich erst zu Galaxien formen wird oder aus "auseinandergeflogenen" Galaxien besteht oder ganz andere Wege geht.

Re: Notwendigkeit der dunklen Materie

Michel,

das klingt für mich ganz nach dem von Raphael im Video angesprochenen, klassischen "Fluch der bösen Tat", die sich immer weiter fortsetzt und böse Folgetaten hervorruft: Wenn man eine unbewiesene, nur hypothetisch existierende Materie als Fakt behandelt, dann kommen als Resultat immer noch "tollere" Schlussfolgerungen heraus. Jetzt bekommen wir eine "dunkle Kraft" und die jenigen, welche nach der alles in sich vereinigenden Weltformel suchen, werden bestimmt "frei drehen".  
Meines Erachtens ist der Inhalt dieser Meldung entweder einen ganze Extra-Thread oder aber gar keine Diskussion wert.
Aufregend ist diese Nachricht aber alle mal. Danke für den Link!

Ich meine, dass in jedem Fall die Entwicklung von Galaxien nicht unter Ausschluss der elektrischen Kraft diskutiert werden kann,  Oli! Das gilt m.E. für beide Deiner Annahmen, wobei sicher das Problem besteht, das verschiedene Menschen sehr verschiedene Zeiträume für den Begriff "Stabilität" bzw. "relative Stabilität" zugrunde legen können, was Mißverständnisse oder Streit vorprogrammieren könnte.


 

Re: Notwendigkeit der dunklen Materie

Hallo Oli, Hannes und Der Gallier,

die Story über die "Dunkle Materie" und der "Dunklen Kraft", welche zum "Dunklen Sektor" gehören, finde ich auch schwindelerregend.

Bestimmung von Geschwindigkeiten:

Man könnte ein Teleskop zum Zentrum der Galaxis ausrichten und über eine Langzeitbelichtung aus den verschieden langen Leuchtspuren der Sterne deren Geschwindigkeit errechnen.

Ähnlich wie in dieser Aufnahme von Alpha Centauri A & B:

Alpha Centauri A & B - Bewegungsunschärfe im Hintergrund

Größen und Abstände:

Wie wäre es mit dem guten alten Strahlensatz und hochauflösenden Bildern des Sternenhimmels? Über den angenommenen Durchmesser eines Sterns (sonnenähnlich) und bekannter Auflösung pro Pixel (Abhängig vom Abstand), lässt sich wunderbar einfach der Abstand berechnen.

Ich habe die Anwendbarkeit des Strahlensatz zur Größen- und Abstandsberechnung anhand einer von jemand anderen gemachten Aufnahme des Jupiters und seiner Monde bewiesen:




Der Fehler dieser Art von "Schätzung" wird immer geringer, je mehr Vergleichsobjekte man zur Verfügung hat.


Bestimmung der Anzahl der Sterne in der Milchstraße:


Wie wäre es mit einer Zählung und Hochrechnung? Hier das Bild zum auswerten:


Unsere Milchstraße in HD       


MfG


McDaniel-77

Re: Notwendigkeit der dunklen Materie

Hallo,

viel Spaß beim Zählen! Was ist mit Objekten, die durch andere Objekte verdeckt werden?

Re: Notwendigkeit der dunklen Materie

Hi Oli,


Du sprichst eine interessante Frage an, die mich auch schon beschäftigte. Sinngemäß:


Wie tief muss ein Wald sein, damit man nicht mehr hindurch sehen kann?


Übertragen auf den Kosmos:

Wie hoch muss die Sternendichte sein, damit man nicht mehr durch eine Galaxie hindurch sehen kann?


Ich würde sagen, dass Galaxien bereits ein so hohe Sternendichte aufweisen können, das man nicht mehr durch sehen kann. Alles Dahinterliegende bleibt uns verborgen.


Zentrale Bereiche unserer Galaxie in HD 


Ich errechne etwa 258.000.000 Sterne für den gesamten Ausschnitt.     


MfG

Re: Notwendigkeit der dunklen Materie

wie groß ist eigentlich der ausschnitt der abschattung durch unser galaxiemittelpunkt, also diesen balken dort? wäre ja schonmal nen ansatz um fehler abzuschätzen, da wir dort überall blind sind...
also verhältnis von sichtbaren zu abgeschatteten galaxieabschnitten... weiß das einer? 

Wer nur so tut als bringe er die Menschen zum Nachdenken, den lieben sie. Wer sie wirklich zum Nachdenken bringt, den hassen sie. - Aldous Huxley

Jeder Fehler erscheint unglaublich dumm, wenn andre ihn begehen. - Georg Christoph Lichtenberg

Re: Notwendigkeit der dunklen Materie

Ich weiß es leider nicht Slim Jim!  

Ich fasse mal die vorherigen Aussagen etwas zusammen:

Masse (1.) der Sonne: Masse kann man sicher im strikten Wortsinn nicht „beobachten". Aber sie wird für die Sonne mittels des 3. Keplerschen Gesetzes unter Zuhilfenahme der mittleren Entfernung Erde-Sonne, der Umlaufperiode der Erde (Jahr) und der Gravitationskonstante berechnet. Das ist aber eine der wenigen Ausnahmen gelungener Masseberechnungen.

Masse (2.) eines anderen Sterns: Die Berechnung von Sternenmassen konnten bisher nur für wenige Doppelsterne und 2004 erstmals für einen Einzelstern vorgenommen werden. Es handelt sich daher im Regelfall um Schätzungen.

Anzahl der Sterne (1) in unserer Galaxie: Es kann nicht wirklich beobachtet bzw. komplett gezählt werden, sondern es wird deren Größenordnung berechnet, indem die „Sonnenmassen" der Galaxis errechnet werden und entsprechend bestimmter (dem vermeintlichen Erkenntnisfortschritt entsprechender) Annahmen über die Verteilung der Masse auf verschiedene Sterntypen deren Anzahl ermittelt wird. (Sicher kann man auch Teilmengen zählen, aber am Ende folgt immer eine mehr oder weniger zuverlässige Hochrechung.)

Abstand der Sonne zum Zentrum der Galaxis: Dieser Abstand kann im strikten Wortsinn nicht beobachtet werden, da wir Teil des gigantischen Systems sind. Der Abstand wird unter Zuhilfenahme verschiedener Hilfsgrößen und Hilfsannahmen berechnet bzw. abgeleitet.

Durchmesser der Galaxie: Es wird offenbar, basierend auf der für den Abstand Sonne-Erde errechneten Entfernung und der vermuteten Gesamtgröße der Galaxie (hängt von der konkreten Festlegung des äußeren Randes der Galaxie ab), noch einmal mindestens 50% aufgeschlagen.

Rotation und Rotationsgeschwindigkeit der Milchstraße hast Du selber im Thread zu Rotationsgeschwindigkeiten schon angesprochen.

Zeitliche Stabilität der (Form der) Milchstraße: Ist im strikten Wortsinn nicht direkt beobachtbar. Es deutet aber alles darauf hin, dass Zustand und Form der Milchstraße der Veränderung bzw. Entwicklung unterliegen. Über deren konkreten Ablauf und Tempo gibt es eigentlich nur Vermutungen. Im Standard-Modell soll die Entstehung ähnlich der eines Einzelsternes erfolgt sein.

Zur Masse der Galaxie werde ich nichts weiter sagen, außer, dass es zumindest für unseren Nahbereich keine Anzeichen für Dunkle Materie gibt.
Keine Anzeichen für dunkle Materie 

Dem Herrn Oort (1932) verdanken wir wohl die „Dunkle Materie", die er einführte, weil er verdutzt darüber war, dass die Rotationsgeschwindigkeiten der Sterne um das Zentrum der Milchstraße größer waren, als nach der Theorie, den Keplerschen Gesetzen, zulässig.

Das sollte von meiner Seite erst einmal genügen. 

Re: Notwendigkeit der dunklen Materie

Wenn man die Masse der Galaxie gar nicht zuverlässig errechnen oder schätzen kann, wie kann man dann sagen, es sei zu wenig Masse da, um die Rotationsgeschwindigkeit der Sterne um das Zentrum zu erklären?

Re: Notwendigkeit der dunklen Materie

Du hast die Frage auf den Punkt gebracht!

Aber: die Masse der Galaxie kann man zumindest grob abschätzen aufgrund der Keplerschen Gesetze. Wenn man nun davon ausgeht, dass die Galaxie zumindest kurzfristig ihre Form beibehält (z.B. über mehrer komplette Umdrehungen hinweg - da sind wir aber auch schon im Bereich von 1 Mrd. Jahre), dann, und nur dann, kann man sagen, dass mehr Masse dasein muss, als wir beobachten. Immerhin sprechen die Kosmologen hier von etwa 5 mal mehr dunkler Materie als sichtbarer Materie, nicht von einem Defizit von nur 10 oder 20 oder 50%...

Wie kommt man nun auf die Idee, unsere Galaxie (und viele andere) seien zeitlich zumindest halbwegs stabile Gebilde? Der Gedanke liegt auf der Hand, wenn man zig Millionen Galaxien unterschiedlichen Alters beobachten kann, die alle eine ähnliche Form haben. Ich denke, dieses ist der Knackpunkt. Die Fragen sind:

Stimmen die Entfernungen, und Größen der Galaxien, die wir beobachten? Wie dynamisch ist unser Universum?

Re: Notwendigkeit der dunklen Materie

@all:

RingRing Klingeling!

Elektrische Felder so groß wie ganze Galaxien? Physiker präsentiert Alternative zur Dunklen Materie

Hört Ihr es auch klingeln?