THEMA: Folge 54 Dunkle Materie

Ich habe nicht verstanden, warum die konstant hohe Geschwindigkeit in den Aussenbereichen einer Galaxie solche Probleme macht.

Wir wissen, dass das Universum expandiert, vornehmlich zwischen den Galaxien, also auch in ihren Randbereichen. D.h. nicht, dass die Galaxien größer werden, weil die Reichweite der Gravitation sich ja nicht ändert, sondern dass die inneren, schnelleren Bereiche einer Galaxie nach aussen gezogen werden.
Dadurch steigt die Fliehkraft keineswegs an, weil wir zwischen Geschwindigkeit und Raumexpansion unterscheiden. Expandierender Raum um eine Galaxie herum wirkt wie eine Gravitationslinse.
Was genau ist also das Problem ?

Dick schrieb: Expandierender Raum um eine Galaxie herum wirkt wie eine Gravitationslinse.

Das Gegenteil dürfte der Fall sein, genau genommen bewirkt der expandierende Raum nur, dass das Licht auf seinem Weg gedehnt wird und somit auch ein etwaiger Winkel vergrößert wird. Wie gesagt wäre das eine Streuungslinse.

Den Gedanken bei den Galaxien hatte ich auch schon. Ich bin mir nicht sicher, ob man das rechnerisch widerlegen kann, denn wir haben ja keine ausreichenden Langzeitbeobachtungen. Aber ich kann mir vorstellen, dass hierfür die Bahnen (messbar) zu orbital sind also bei Deinem Gedanken ja ein Winkel der Bahn zum Orbit entstehen würde.

Dick schrieb: Ich habe nicht verstanden, warum die konstant hohe Geschwindigkeit in den Aussenbereichen einer Galaxie solche Probleme macht.

Wenn man sich unser Planetensystem ansieht, dann sieht man, dass die äußeren Planeten mit deutlich niedriger Rotationsgeschwindigkeit unterwegs sind als die weiter inneren. In einer Galaxie sollte das ähnlich sein, ist aber nicht. Somit müssten die äußeren Objekte ganz andere Bahnkurven durchlaufen, wenn es nicht zusätzliche Faktoren gibt.

Dick schrieb: Expandierender Raum um eine Galaxie herum wirkt wie eine Gravitationslinse.

Wie kommst du darauf?

ra-raisch schrieb: Das Gegenteil dürfte der Fall sein, genau genommen bewirkt der expandierende Raum nur, dass das Licht auf seinem Weg gedehnt wird und somit auch ein etwaiger Winkel vergrößert wird. Wie gesagt wäre das eine Streuungslinse.

Wenn Gravitation in einem statischen Raum wie eine konvexe Linse wirkt, dann müßte Gravitation in einem expandierenden Raum wie eine verstärkte Gravitation wirken. Oder ?

ClausS schrieb: Somit müssten die äußeren Objekte ganz andere Bahnkurven durchlaufen, wenn es nicht zusätzliche Faktoren gibt.

Man kann sich die Expansion eines Kreisumfangs tatsächlich nicht ohne Radiuserweiterung vorstellen. Aber in jedem Fall müßte es mit einer Geschwindigkeitssteigerung (mehr Weg in der selben Zeit) verbunden sein, die dann wahrscheinlich zu einer stärkeren Rotation führen dürfte.

Dick schrieb: Wenn Gravitation in einem statischen Raum wie eine konvexe Linse wirkt, dann müßte Gravitation in einem expandierenden Raum wie eine verstärkte Gravitation wirken. Oder ?

Nein, wieso denn?
Gravitation nimmt durch Expansion ab.
Ich sprach von der Wirkung der Expansion auf die Lichtwege. Auch die seitlichen Abstände vergrößern sich, wie bei einer Streulinse.
Expansion hat ja auch ihren Grund in der negativen also antigravitativen Wirkung des Vakuumdruckes.

ra-raisch schrieb: Gravitation nimmt durch Expansion ab.

Da bin ich mir nicht sicher.
Die Masse nimmt nicht ab und die Abmessungen der Galaxie auch nicht. Allenfalls ändert sich die Massenverteilung in den äußeren Bereichen.
Nicht die Galaxie expandiert, sondern die Umgebung.

ra-raisch schrieb: Ich sprach von der Wirkung der Expansion auf die Lichtwege. Auch die seitlichen Abstände vergrößern sich, wie bei einer Streulinse.
Expansion hat ja auch ihren Grund in der negativen also antigravitativen Wirkung des Vakuumdruckes.

Ich meine, die Gravitation bleibt mehr oder weniger erhalten, aber in einer antigravitativen Umgebung ist die Wirkung der Gravitation größer, weil das Potentialgefälle nach aussen steigt.

Gibt es Literatur dazu ?

Dick schrieb: Die Masse nimmt nicht ab und die Abmessungen der Galaxie auch nicht. Allenfalls ändert sich die Massenverteilung in den äußeren Bereichen.
Nicht die Galaxie expandiert, sondern die Umgebung.

Ach, so meinst Du das.

Dick schrieb: Ich meine, die Gravitation bleibt mehr oder weniger erhalten, aber in einer antigravitativen Umgebung ist die Wirkung der Gravitation größer, weil das Potentialgefälle nach aussen steigt.

Potentiale überlagern sich, sie bilden keine absoluten Niveaus, die sich gegenüberstehen wie Berg und Tal.

Aber ich verstehe ungefähr was Du meinst. Nur würde ein positives Potential die Strahlen wie eine Streulinse auseinandertreiben, so etwas beobachten wir nicht. Du nimmst vermutlich an, dass das positive Potential überall bis auf einzelne Löcher wäre. Da wäre dann die Frage, woher diese Löcher kommen. Das läuft dann ungefähr auf die gleiche Frage hinaus, wie bei Annahme von Sammellinsen, also auf die DM. Die sichtbare Materie genügt ja eben nicht für den Effekt im Vergleich zu Regionen ohne den Effekt. Außerdem müßte gerade im Zentrum dieser "Sammellinsen" der Effekt verschwinden, irgendwo zwischen positivem und negativem Potential sollte ja ein Nullniveau erreicht werden, das wäre unvermeidbar.

Auf jeden Fall ist das positive Potential des Vakuums allenfalls ganz gering, das kann sicherlich nichts derartiges bewirken. Die Größe der Voids verstärkt den Effekt nicht, die Vakuumwirkung ist konstant.

Mit Literatur muss ich passen, da wüßte ich gar nicht, nach welchen Stichworten man suchen müßte. Meine Antwort kann ich auch nur aus meiner Einschätzung geben, aber alles spricht dagegen, denke ich.

Wenn man sich die Hubblekonstante anschaut, ist die rechnerische Ausbreitungsgeschwindigkeit für eine Galaxienausdehnung von 200.000 Lichtjahre gleich ungefähr 60.000 Pc = 0,06 MPc gleich 70 km/(s*MPc) * 0,06 MPc = 4,2 km/s.

Dies ist deutlich weniger als die Rotationsgeschwindigkeiten und daher diesen gegenüber zu vernachlässigen.

ClausS schrieb: Wenn man sich die Hubblekonstante anschaut, ist die rechnerische Ausbreitungsgeschwindigkeit für eine Galaxienausdehnung von 200.000 Lichtjahre gleich ungefähr 60.000 Pc = 0,06 MPc gleich 70 km/(s*MPc) * 0,06 MPc = 4,2 km/s.
Dies ist deutlich weniger als die Rotationsgeschwindigkeiten und daher diesen gegenüber zu vernachlässigen.

Gutes Argument, aber nicht unbedingt zwangsläufig.
Die Umgebung einer Galaxie expandiert in alle Richtungen, also radial. Die Gravitation aber reagiert mit tangentialer Geschwindigkeit. Wir kennen das "Übersetzungsverhältnis" nicht, wissen nicht einmal, wie das funktionieren kann und kennen auch keine Wechselwirkung zwischen Expansion und Gravitation. Trotzdem muss es diesen Übergangsbereich irgendwo geben. Und wenn Expansion und Gravitation energetisch äquivalent sind, muss wegen einer relativ kleinen Verbreitung von Gravitationsinseln das "Übersetzungsverhältnis" riesengroß sein.

Man kann sich das vielleicht am Abfluss einer Badewanne klar machen. Im Abfluss herrschen große Geschwindigkeiten, während in der übrigen Wanne wenig los ist.

Dick schrieb: Die Gravitation aber reagiert mit tangentialer Geschwindigkeit.

Die Gravitation wirkt allein durch Anziehung. Orbitale Bewegungen entstehen allein durch das unveränderliche Drehmoment L, das sich aus einer anfänglichen tangentialen Bewegung v ergibt L¹/m=v¹×r¹. Man kann das Drehmoment zu jedem beliebigen Raumpunkt berechnen, dazu benötigt man keine Gravitation.

Dick schrieb: Wir kennen das "Übersetzungsverhältnis" nicht, wissen nicht einmal, wie das funktionieren kann

Sprichst Du noch vom Drehmoment? Das ist bekannt.

Dick schrieb: und kennen auch keine Wechselwirkung zwischen Expansion und Gravitation.

Gravitation unterliegt keiner Wechselwirkung. Expansion expandiert. Wenn Du konkrete Schlussfolgerungen begründen kannst, dann bitte, aber bitte keine blinde Annahmen.

Dick schrieb: Und wenn Expansion und Gravitation energetisch äquivalent sind

Du meinst vermutlich eine gleich starke Wirkung. Bedenke bitte, dass die Expansion überall gleich stark ist bzw zwischen zwei Punkten linear mit dem Abstand wächst und die Gravitation mit dem Quadrat der Entfernung abfällt. Man kann daher beides nur punktuell oder statistisch (Gravitation ist Teil des Expansionsmodells) und nicht generell vergleichen.

Dick schrieb: Man kann sich das vielleicht am Abfluss einer Badewanne klar machen.

Schönes Bild, aber hier vermisse ich die Parallelität. Dass die Gravitation mit dem Quadrat des Abstands abfällt, ist ja hinlänglich bekannt. Für die Gravitationslinsen wäre das Bild schon anwendbar und Du siehst, dass die große glatte Fläche außen nichts dazu beiträgt.

Dick schrieb: Im Abfluss herrschen große Geschwindigkeiten, während in der übrigen Wanne wenig los ist.

Die Erhöhung der Geschwindigkeit zum Zentrum hin ist nichts besonderes, was willst Du daraus denn folgern?

v_O = ṙ/²2 = ²(G·M/r) = ²(rs/2r)

Dick schrieb: Wir wissen, dass das Universum expandiert, vornehmlich zwischen den Galaxien, also auch in ihren Randbereichen.

H0 = 72 km/s / mpc. 1mpc sind 3.6 Mio Lichtjahre. Macht auf eine Entfernung von 100000 Lichtjahre gerechnet gerademal 2 km/s Expansionsgeschwindigkeit.
Das ist nicht viel um damit die Rotationskurven von Galaxien erklären zu können denk ich.

Merilix schrieb: Das ist nicht viel um damit die Rotationskurven von Galaxien erklären zu können denk ich.

Ich weiß zwar auch nicht, wie sich Dick das vorstellt. Aber die Geschwindigkeiten einfach zu vergleichen ist nicht adäquat:

Bei der Hubble-Rezessionsgeschwindigkeit handelt es sich um eine Sollgeschwindigkeit für ungebundene Objekte, die gerade keine Aussage über Pekuliargeschwindigkeiten ermöglicht. Aus dieser Sicht müßte man den angemessenen Radius für die Rotationsgeschwindigkeit berechnen. Die Differenz dieses hypothetischen Radius mit dem tatsächlichen, sofern man diese auf die Expansion zurückführen will, würde dann auf den Zeitraum rückschließen lassen, in dem die Bahn durch die Expansion gedehnt wurde. Daraus könnte man wieder die resultierende Bahnabweichung insbesondere den Winkel einer Bahnabweichung berechnen und mit den Messungen vergleichen, wobei das nur schwer von einer elliptischen Bahn zu unterscheiden sein wird. Ich bin mir aber nicht sicher, wie genau die Bahnen und vor allem der Winkel einer Bahnabweichung gemessen werden können.

Jede Vergrößerung des Radius entspricht einer Energieerhöhung und kann daher zu einer größeren stabilen Umlaufbahn führen. Dabei sollte wohl die Exzentrizität der Bahn zunehmen, bis die Fluchtgeschwindigkeit erreicht wird und die Bahn hyperbolisch wird.

Merilix schrieb: H0 = 72 km/s / mpc. 1mpc sind 3.6 Mio Lichtjahre. Macht auf eine Entfernung von 100000 Lichtjahre gerechnet gerademal 2 km/s Expansionsgeschwindigkeit.
Das ist nicht viel um damit die Rotationskurven von Galaxien erklären zu können denk ich.

Es fehlt etwa ein Faktor von 100, wie ich das sehe. Wie gesagt, wir vergleichen eine Radialgeschwindigkeit mit einer Tangentialgeschwindigkeit ! Also Vorsicht !

Man muss sich klar machen, dass eine expandierende Umgebung Druck auf die Galaxie macht. Die Gravitation ist in den Aussenbereichen der Galaxie vernachlässigbar. Daher muss sich die Fliehkraft dem Expansionsdruck entgegenstellen.

Als zweites ist zu beachten, dass die Galaxie keine Kugel, sondern eine Scheibe ist. Der Druck lastet auf den Seitenflächen, die Druckentlastung erfolgt aber nur über die radiale Stirnfläche. Das Verhältnis Seitenflächen zu Stirnfläche wächst mit dem Radius. Wenn der Radius der Galaxie im Verhältnis zur Dicke den Faktor 100 erreicht hat, ist das Geschwindigkeitsverhältnis ok, oder ? Große Fläche mit kleiner Geschwindigkeit zu kleiner Fläche mit großer Geschwindigkeit. Das Bild vom Badewannenabfluß scheint mir gar nicht so falsch zu sein.

ra-raisch schrieb: ... irgendwo zwischen positivem und negativem Potential sollte ja ein Nullniveau erreicht werden, das wäre unvermeidbar.

Keineswegs, es gibt einen Bereich, in dem es sowohl ein negatives, gravitatives Potential als auch ein positives, expansives Potential gibt und sich beide in ihrer Wirkung z.T. aufheben bzw. im Verhältnis zur kinetischen Energie abwechseln.

Dick schrieb: Man muss sich klar machen, dass eine expandierende Umgebung Druck auf die Galaxie macht. Die Gravitation ist in den Aussenbereichen der Galaxie vernachlässigbar. Daher muss sich die Fliehkraft dem Expansionsdruck entgegenstellen.

Die Gravitation der Galaxie auf ihre Randbereiche ist keinesfalls vernachlässigbar. Dies kann man sich beispielsweise damit veranschaulichen, dass trotz der Raumausdehnung die Andromeda Galaxie und die Milchstraße durch ihre Gravitation aufeinander zufliegen.

In welche Richtung soll hier ein Druck auf die Galaxie wirken? Nach innen zum Kern oder nach außen vom Kern weg?

Die Fliehkraft zeigt jedenfalls vom Kern weg.

ClausS schrieb: In welche Richtung soll hier ein Druck auf die Galaxie wirken? Nach innen zum Kern oder nach außen vom Kern weg?

Nach innen zum Kern, entgegen der Fliehkraft.

Dick schrieb:

ClausS schrieb: In welche Richtung soll hier ein Druck auf die Galaxie wirken? Nach innen zum Kern oder nach außen vom Kern weg?

Nach innen zum Kern, entgegen der Fliehkraft.

Welcher physikalischer Effekt könnte hierfür verantwortlich sein? Mir fällt keiner ein.

ClausS schrieb: Welcher physikalischer Effekt könnte hierfür verantwortlich sein? Mir fällt keiner ein.

Mir auch nicht. Aber ich erfinde ja nichts Neues.
Wir messen der Expansion trotz Rotverschiebung normalerweise keine physikalischen Eigenschaften wie z.B. Geschwindigkeit zu. Das sollten wir nochmal überdenken. Die Grenze zwischen Expansion und Gravitation wurde leider nie genau definiert. Das rächt sich hier vielleicht.

Ich persönlich stelle mir Expansion wie Gravitation immer als ein Geschwindigkeitsfeld vor. Dadurch habe ich zumindest in der Anschauung in diesem Fall kein Problem. Was wirklich dahinter steht und was Raum tatsächlich ist, darüber will ich gar nicht spekulieren.

Dick schrieb:

ra-raisch schrieb: ... irgendwo zwischen positivem und negativem Potential sollte ja ein Nullniveau erreicht werden, das wäre unvermeidbar.

Keineswegs, es gibt einen Bereich, in dem es sowohl ein negatives, gravitatives Potential als auch ein positives, expansives Potential gibt und sich beide in ihrer Wirkung z.T. aufheben bzw. im Verhältnis zur kinetischen Energie abwechseln.

Das mag schon sein, die Überlagerung gibt es natürlich überall. Aber wie ich sagte, müßte es eben auch irgendwo dazwischen einen exakten Ausgleich geben, und genau dies wird nicht beobachtet. Mit anderen Worten, die gesamte Galaxie befindet sich innerhalb dieser Grenze, derartige Effekte sind zu geringfügig.

ra-raisch schrieb: Ich weiß zwar auch nicht, wie sich Dick das vorstellt. Aber die Geschwindigkeiten einfach zu vergleichen ist nicht adäquat:

Ist schon klar, das sollte nur eine grobe Abschätzung der Größenordnungen sein um die es geht. Mehr nicht.

Nachtrag:

dick schrieb: Es fehlt etwa ein Faktor von 100,

Wieso? 3600 000 / 100 000 = 36 und 72 / 36 = 2. Das wäre die Geschwindigkeit mit der sich der äußere Bereich einer Galaxie 100000 Lj im Radius groß aufgrund der Expansion vom Zentrum entfernen müsste wenn die Gravitation nicht wäre die sie zusammenhält. Vorausgesetzt natürlich die Raumausdehnung wirkt überall im Universum also auch innerhalb von Galaxien oder Atomen in gleicher Weise.
Sieht das eigentlich wie ein Druck aus der auf die Galaxie lastet? Ich denke: Nein.

Merilix schrieb: Wieso? 3600 000 / 100 000 = 36 und 72 / 36 = 2. Das wäre die Geschwindigkeit mit der sich der äußere Bereich einer Galaxie 100000 Lj im Radius groß aufgrund der Expansion vom Zentrum entfernen müsste wenn die Gravitation nicht wäre die sie zusammenhält.

2 km/s Expansionsgeschwindigkeit scheinen zunächst die Lücke zwischen erwarteter und gemessener Galaxiengeschwindigkeit nicht erklären zu können.

de.wikipedia.org/wiki/Rotationskurve#/me..._33_(Triangulum).png

Merilix schrieb: Vorausgesetzt natürlich die Raumausdehnung wirkt überall im Universum also auch innerhalb von Galaxien oder Atomen in gleicher Weise.
Sieht das eigentlich wie ein Druck aus der auf die Galaxie lastet? Ich denke: Nein.

Nein, innerhalb der Gravitation wurde bisher keine Expansion verbunden mit einer Dichteabnahme festgestellt.

Hi

Dick schrieb: Nein, innerhalb der Gravitation wurde bisher keine Expansion verbunden mit einer Dichteabnahme festgestellt.

....wie genau definierst Du das. Der late time ISW Effekt sollte eine Ursache haben, die verbunden sein muss mit dem "innerhalb der Gravitation".

Das Gravitationspotential als Ganzes wird durch Expansion geschwächt.

kann ich mir deine Vorstellungen so erklären:

innerhalb der Gravitation: Gravitation überwiegt Expansion. > Expansion wird nicht deutlich, sondern nur Gravitation
ausserhalb der Gravitation: Expansion überwiegt Gravitation. > Gravitation wird nicht deutlich, sondern nur Expansion
Grenzbereich zwischen innerhalb und ausserhalb: Gravitation und Expansion sind zu gleichen Teilen vertreten, heben sich so in Ihrer Wirkung gegenseitig auf und erzeugen die typischen Kurven.

Ist in deinen Vorstellungen, der Anteil der Expansion, der sich innerhalb der Gravitation befindet und nicht als Expansion deutlich wird, als zusätzliche Gravitation zu deuten?

vg

seb110 schrieb: ....wie genau definierst Du das. Der late time ISW Effekt sollte eine Ursache haben, die verbunden sein muss mit dem "innerhalb der Gravitation".

Ich meinte, Expansion wurde nicht im Atom, nicht auf der Erde und nicht im Sonnensystem festgestellt. Es gibt also Bereiche "innerhalb der Gravitation", in denen es keine Expansion gibt. Wie weit das auf den ISW-Effekt Einfluß hat, überblicke ich derzeit nicht.

seb110 schrieb: ausserhalb der Gravitation: Expansion überwiegt Gravitation. > Gravitation wird nicht deutlich, sondern nur Expansion

Ok, das ist bekannt. Die Gravitation nimmt mit 1/r ab, wirkt also theoretisch bis unendlich, praktisch aber nur begrenzt.

seb110 schrieb: Grenzbereich zwischen innerhalb und ausserhalb: Gravitation und Expansion sind zu gleichen Teilen vertreten, heben sich so in Ihrer Wirkung gegenseitig auf und erzeugen die typischen Kurven.

Das habe ich vorher falsch beschrieben: Gravitation (der Galaxien) und Expansion (der Umgebung) wirken beide in die gleiche Richtung hin zur Galaxie. Ihre Wirkung überlagert sich in einem Übergangsbereich abhängig von der Entfernung zur Galaxie.

seb110 schrieb: Ist in deinen Vorstellungen, der Anteil der Expansion, der sich innerhalb der Gravitation befindet und nicht als Expansion deutlich wird, als zusätzliche Gravitation zu deuten?

Jein, das Gravitationspotential und das "Expansionspotential" würde ich nicht gleichsetzen, weil sie unterschiedlichen Gesetzen folgen. Die Gravitation geht mit 1/r, während die Expansion proprotional zu r ist.

Dick schrieb: Das habe ich vorher falsch beschrieben: Gravitation (der Galaxien) und Expansion (der Umgebung) wirken beide in die gleiche Richtung hin zur Galaxie. Ihre Wirkung überlagert sich in einem Übergangsbereich abhängig von der Entfernung zur Galaxie.

Das stimmt zwar so nicht, aber im Endeffekt könnte man es so bescheiben:
Durch die bindende Wrkung der Gravitation unterliegt die gesamte Galaxie dem Zustand ihres Schwerpunktes. Das sieht dann so aus, als ob die äußeren Teile entgegen der Expansion nach innen gedrückt werden. Aber dies entspräche ja nur einem Verharren und keiner Annäherung. Tatsächlich wirkt die Expansion der Gravitation entgegen nur eben so gering, dass es kaum oder gar nicht auffällt.

ra-raisch schrieb: Das stimmt zwar so nicht, aber im Endeffekt könnte man es so bescheiben:
Durch die bindende Wrkung der Gravitation unterliegt die gesamte Galaxie dem Zustand ihres Schwerpunktes. Das sieht dann so aus, als ob die äußeren Teile entgegen der Expansion nach innen gedrückt werden. Aber dies entspräche ja nur einem Verharren und keiner Annäherung. Tatsächlich wirkt die Expansion der Gravitation entgegen nur eben so gering, dass es kaum oder gar nicht auffällt.

Kann man diesen Bereich des Verharrens als eine Art stabilen Bereich bezeichnen, in dem auf die Körper möglichst kleine resultierende Zwänge durch Gravitation und Expansion ausgeübt werden?

seb110 schrieb: Kann man diesen Bereich des Verharrens als eine Art stabilen Bereich bezeichnen, in dem auf die Körper möglichst kleine resultierende Zwänge durch Gravitation und Expansion ausgeübt werden?

Zumindest stelle ich es mir so vor, und kann es mir auch gar nicht anders vorstellen.

In meinem Post hatte ich das Verharren aber anders gemeint: als konstanten Abstand zum Zentrum der Galaxie.

Aus diesen Überlegungen könnte man nun die Anomalie der Galxienrotation ableiten wollen. Dafür ist die Expansion aber wohl zu schwach und sind die Bahnen wohl zu tangential. Weiterhin erscheinen die Rotationskurven zu gleichmäßig, sie dürften ja nur gestreckt erscheinen und nicht nahezu gleich schnell.

ra-raisch schrieb: Dafür ist die Expansion aber wohl zu schwach

Wieso ?
Nehmen wir einmal an, die Expansionsgeschwindigkeit \( v_{ex} \) über die gesamte Oberfläche O der Galaxie wird innerhalb der Galaxie in Rotation umgesetzt, dann gilt mit A = Scheibenfläche der Galaxie :

\( v_{ex} * O = A * \int\limits_r \omega dr = A * v_{0} * \int\limits_r 1/r dr = A * v_{0} * ln (r) \)

Da das Flächenverhältnis konstant bleibt, gilt also
\( v_{ex} / v_{0} \sim ln (r) \)

Wenn der Radius groß genug ist, kann demnach auch eine kleine Expansionsgeschwindigkeit große Rotationsgeschwindigkeiten hervorrufen.

Dick schrieb: Nehmen wir einmal an, die Expansionsgeschwindigkeit \( v_{ex} \) über die gesamte Oberfläche O der Galaxie wird innerhalb der Galaxie in Rotation umgesetzt,

Welcher Mechanismus sollte eine nach außen gerichtete Geschwindigkeit in eine tangentiale Rotation umlenken? Und welcher Mechanismus sollte dann diese zu schnell rotierenden Körper auf ihrer Rotationsbahn belassen?

ClausS schrieb: Welcher Mechanismus sollte eine nach außen gerichtete Geschwindigkeit in eine tangentiale Rotation umlenken? Und welcher Mechanismus sollte dann diese zu schnell rotierenden Körper auf ihrer Rotationsbahn belassen?

Nicht nach aussen. Die Umgebung expandiert und die Geschwindigkeit ist nach innen gerichtet.
Das ist auch der Mechanismus gegen die Zentrifugalkraft.

Trotzdem braucht es natürlich eine Umlenkung in die Rotation. Ich denke dabei an den Badewannenabfluß. Welcher Mechanismus arbeitet dort ? Auch dort entsteht eine Rotation, die nur von Druck gespeist wird.

Dick schrieb: Nicht nach aussen. Die Umgebung expandiert und die Geschwindigkeit ist nach innen gerichtet.
Das ist auch der Mechanismus gegen die Zentrifugalkraft.

Ja, so müßte es gedacht sein, so funktioniert es aber nicht sondern genau entgegengesetzt.

Tatsächlich führt eine Dehnung zu einer zu schnellen Rotation, nur wird dann die Exzentrizität der Umlaufbahn bei vergrößertem Radius größer.

Im Falle einer Stauchung wäre ja die Geschwindigkeit zu gering, um der Gravitation standzuhalten, was ebenfalls zu einer Vergrößerung der Exzentrizität bei verringertem Radius führt.

Die "Geschwindigkeit" der Expansion hat damit gar nichts zu tun. Die besagt nur, wie lange es dauert, bis diese Effekte eintreten.

Stell Dir eine "schnell gehende" Uhr vor, die steht auch nur dumm rum. Die Expansion v=H°D besagt nur wie schnell etwas wäre, wenn es in bestimmter Entfernung D ohne Eigenbewegung schwebt. Das einzige was hier interessant wäre, ist die Halbwertzeit bzw Hubblezeit 1/H°=14,56 Mrd Jahre, aber die ist eben immens groß.

Dick schrieb:

ClausS schrieb: Welcher Mechanismus sollte eine nach außen gerichtete Geschwindigkeit in eine tangentiale Rotation umlenken? Und welcher Mechanismus sollte dann diese zu schnell rotierenden Körper auf ihrer Rotationsbahn belassen?

Nicht nach aussen. Die Umgebung expandiert und die Geschwindigkeit ist nach innen gerichtet.
Das ist auch der Mechanismus gegen die Zentrifugalkraft.

Nochmal gefragt: Welcher physikalischer Effekt sorgt für eine nach innen gerichtete Geschwindigkeit?