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THEMA: Frage zur Drehgeschwindigkeit von Galaxien und Dunkle Materie.

Frage zur Drehgeschwindigkeit von Galaxien und Dunkle Materie. 25 Dez 2018 15:45 #46290

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Ich verstehe nicht warum "Dunkle Materie" erklären kann, warum sich die äußeren Arme einer Galaxie schneller bewegen als die Theorie (Kepler) vorhersagt.
Ich verstehe natürlich, daß mehr Materie im Zentrum einer Galaxie, zu einer schnelleren Drehgeschwindigkeit aufgrund höherer Gravitation führt.
Das ändert aber nichts daran, daß wir weiterhin einen Abfall der Drehgeschwindigkeit gemäß 1 / Wurzel aus R (Distanz zum Zentrum der Galaxie) beobachten müßten, was nicht der Fall ist.
Wieso könnte die Existenz von "Dunkle Materie" diese Antinomie zu Keplers Naturgesetze erklären?

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Frage zur Drehgeschwindigkeit von Galaxien und Dunkle Materie. 25 Dez 2018 16:11 #46291

Die Masse, die in die Rotationsgeschwindigkeit eingeht, ist (bei rotationssymmetrischer Verteilung) die gesamte innen liegende Masse.

Es gilt ja bei einer Kreisbahn:

G*M*m/r² = m*v²/r --> v² = G*M/r

v ist somit konstant, wenn M/r konstant ist. Ist M nur eine Zentralmasse, dann nimmt M/r mit zunehmenden r ab. Somit muss die Massenverteilung aber so sein, dass die Gesamtmasse proportional zum betrachteten Radius ist. Die sichtbare Materie erfüllt dies aber nicht, da ein deutlich zu großer Anteil im Zentrum ist. Also muss es noch eine weitere anders verteilte Massenform geben.

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Frage zur Drehgeschwindigkeit von Galaxien und Dunkle Materie. 26 Dez 2018 01:24 #46304

@rhm
1 / Wurzel aus R entspricht der äußeren Lösung des Newtonschen Gravitationsgesetzes, das davon ausgeht das sich sämtliche relevante Masse innerhalb der Bahnen aller betrachteten "Testteilchen" befindet.

Nahe dem Zentrun der Galaxien gibt es einen linearen Anstieg der Drehgeschwindigkeit gemäß der Inneren Lösung des Gravitationsgesetzes. (Es zählt nur der innerhalb der Bahn des Testteilchens befindliche Teil der Masse und der hängt bei der Inneren Lösung vom umschlossenen Volumen und dem Dichtegradienten ab)

Bei den Spieralarmen der Spiralgalaxien müsste man von der äußeren Lösung ausgehen (Keplerbahnen) weil der sichtbare Teil der Masse in den Spiralarmen nicht mehr wesentlich beiträgt und das passt nicht. Daher nimmt man an das die Galaxien sich Innerhalb einer großen Wolke aus Dunkler Materie befindet die die Galaxie quasi vollständig einschliesst. Dafür gilt die Innere Lösung.

Die Resultierende ist dann quasi die Summe aus äußerer Lösung für die sichtbare Materie und Innerer Lösung für den nicht sichtbaren Teil der dunklen Materie.

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Frage zur Drehgeschwindigkeit von Galaxien und Dunkle Materie. 26 Dez 2018 12:11 #46310

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Weshalb geht man eigentlich von einem Halo der DM bei den Galaxien aus? Also von einer kugelförmigen Wolke aus DM, die die Galaxie allseitig umschließt. Würde nicht eine scheibenförmige Ansammlung einer derartigen Materie am Rande genügen?

MfG
WL01

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MfG
WL01

Frage zur Drehgeschwindigkeit von Galaxien und Dunkle Materie. 26 Dez 2018 13:40 #46316

wl01 schrieb: Weshalb geht man eigentlich von einem Halo der DM bei den Galaxien aus? Also von einer kugelförmigen Wolke aus DM, die die Galaxie allseitig umschließt. Würde nicht eine scheibenförmige Ansammlung einer derartigen Materie am Rande genügen?

Meinst du außerhalb des sichtbaren Bereichs der Spiralarme?
Nein. Eine solche Masse hätte keine Auswirkungen. Das Thema Gravitation innerhalb einer massiven Hohlkugel hatten wir schon und das ist ja gerade der Kern der Inneren Lösung das sich die davon ausgehenden Kräfte alle gegenseitig wegheben.

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