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THEMA: Die Dynamik der Dunklen Materie

Die Dynamik der Dunklen Materie 20 Jan 2018 15:43 #26278

In diesem Thread soll das dynamische Verhalten der DM untersucht werden. Zunächst sind nur Beobachtungen erwünscht! Interpretationen und Erklärungsversuche sollen erst später erfolgen!

Zunächst eine Animation zum Bullet-Cluster:


Die DM ist in blau dargestellt. Man sieht, dass bei der Durchdringung die normale Materie (NM) hinter der DM zurückbleibt. Wenn man genau hinsieht, erfolgt die Trennung von NM und DM schon vor der Durchdringung der Galaxien.

In dem folgenden Video stellt jemand ein paar Berechnungen zum Bullet-Cluster vor und will Probleme mit DM entdeckt haben:


Schauen wir uns die Berechnungen mal an.

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Die Dynamik der Dunklen Materie 20 Jan 2018 19:13 #26283

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Michael D. schrieb: In diesem Thread soll das dynamische Verhalten der DM untersucht werden. Zunächst sind nur Beobachtungen erwünscht! Interpretationen und Erklärungsversuche sollen erst später erfolgen![/b]


Dunkle Materie ist an sich Erklärung und Interpretation. Niemand hat im Bullet Cluster oder anderswo jemals Dunkle Materie beobachtet.

Gruß,
Lulu

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Die Dynamik der Dunklen Materie 20 Jan 2018 19:25 #26287

Man kann jedoch festhalten, dass der Bullet-Cluster nicht so aussieht, wie er ohne DM aussehen müsste. Die Gravitationszentren haben sich offensichtlich verlagert. Hier hab ich eine Animation des Bullet-Clusters ohne DM gefunden:


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Die Dynamik der Dunklen Materie 20 Jan 2018 19:28 #26288

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Michael D. schrieb: Man kann jedoch festhalten, dass der Bullet-Cluster nicht so aussieht, wie er ohne DM aussehen müsste. Die Gravitationszentren haben sich offensichtlich verlagert.


Kann man nicht. Siehe den anderen thread.

Gruß,
Lulu

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Die Dynamik der Dunklen Materie 20 Jan 2018 19:31 #26289

Wäre schön, wenn Du das mal ein bisschen erläutern würdest, anstatt irgendwelche Parolen rauszuhauen.

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Die Dynamik der Dunklen Materie 20 Jan 2018 19:42 #26291

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Was gibt es da zu erläutern: Auf eine Verlagerung von Gravitationszentren kann man nur schließen, wenn man davon ausgeht, dass die Gravitationstheorie nach Newton und Einstein sich auf entsprechend große Skalen extrapolieren läßt. Aber das ist eine Annahme!

Schau Dir doch erst mal das Video von Jochen Weller an. Die Wissenschaftlicher sind beim Thema Dunkle Materie viel weniger dogmatisch als es oft scheint.
Und wenn Du mal wieder Unterstützung beim Nachdenken brauchst, frag einfach den "Bibliothekar".

Gruß,
Lulu

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Die Dynamik der Dunklen Materie 21 Jan 2018 08:56 #26306

Ich hab mir das Video von Jochen Weller angesehen. Er spricht von "Phantasie für neue Modelle". Na, genau das mache ich doch. Insofern ist alles gut. Und vielleicht kommt bei dem Modell ja auch raus, dass das Gravitationsgesetz von Newton/Einstein geändert werden muss. Das wird sich zeigen. Das soll in diesem Thread aber nicht diskutiert werden.

Zurück zu den Beobachtungen. Irgendetwas scheint am Bild des Bullet-Clusters zumindest auffällig zu sein. Hier die Original-Aufnahme des Chandra-Teleskops im Röntgenbereich (Quelle: Wikipedia):



Der Bereich der DM wird durch Gravitationslinsen-Detektion ermittelt. Dabei zeigte sich, dass die Linseneffekte nicht der baryonischen Materie folgen, so wie es bei Modellen mit Abweichungen vom Newton'schen Gravitationsgesetz (z.B. MOND) der Fall sein müsste. Daher ist der Bullet-Cluster das Flaggschiff für die Befürworter der DM. Dazu kommt noch, dass die Gravitationslinsen-Effekte ausserhalb der Bereiche der baryonischen Materie am stärksten beobachtet wurden. Auch diese Asymmetrie ist ein sehr starkes Argument gegen MOND-Theorien.

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Die Dynamik der Dunklen Materie 21 Jan 2018 20:21 #26340

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Michael D. schrieb: Der Bereich der DM wird durch Gravitationslinsen-Detektion ermittelt. Dabei zeigte sich, dass die Linseneffekte nicht der baryonischen Materie folgen, so wie es bei Modellen mit Abweichungen vom Newton'schen Gravitationsgesetz (z.B. MOND) der Fall sein müsste. Daher ist der Bullet-Cluster das Flaggschiff für die Befürworter der DM. Dazu kommt noch, dass die Gravitationslinsen-Effekte ausserhalb der Bereiche der baryonischen Materie am stärksten beobachtet wurden. Auch diese Asymmetrie ist ein sehr starkes Argument gegen MOND-Theorien.


Hallo Michael D.,

da habe ich doch wieder einen passenden link für Dich gefunden:

backreaction.blogspot.de/2017/01/the-bul...vidence-against.html

Der Bullet-Cluster ist nicht das Totschlagargument für die Dunkle Materie, als das er in Internet-Foren herumgeistert.
Bitte mach in Zukunft doch erst mal eine ordentliche Literaturrecherche, bevor Du sowas aufgreifst. Du erhebst schließlich den Anspruch streng wissenschaftlich zu arbeiten, und die beginnt gewöhnlich mit einer Literaturrecherche.

Und da wäre dann noch dieser link:

tritonstation.wordpress.com/2016/12/23/c...let-cluster-of-lcdm/

Das Thema Crater 2 hatten wir hier im Forum auch schon.

Gruß,
Lulu, der "Bibliothekar"
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Die Dynamik der Dunklen Materie 22 Jan 2018 09:17 #26355

Hast Recht, ich danke Dir. Werd mir die Links eingehend anschauen. Bin auch irgendwo auf Deine Links angewiesen. Lass uns zusammenarbeiten.

Ok, der erste Link ist von Sabine Hossenfelder. Sie sagt, dass eine verschobene gekrümmte Raumzeit ohne Probleme auch mit modifizierten Gravitationstheorien erklärbar sind, deren zusätzliche Felder sich durchaus so verhalten könnten, um diese Verschiebung zu erklären. Aus meiner Sicht ist das auf keinen Fall auszuschliessen, zumal der Bereich der Raumkrümmung deutlich schneller bzw. weniger träge ist und die baryonische Materie hinter sich zurücklässt. So ein Verhalten spricht auch aus meiner Sicht tatsächlich eher gegen schwere CDM-Teilchen.

Fazit: Der Bullet-Cluster taugt auf den ersten Blick nicht als Entscheidungskriterium zwischen den beiden Lagern. Ich persönlich schliesse mich dieser Argumentation an. Die Theorien der modifizierten Gravitation haben gemäss Hossenfelder eher das Problem, das Bild der kosmischen Hintergrundstrahlung zu reproduzieren.

Gruß,
Michael

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Die Dynamik der Dunklen Materie 22 Jan 2018 10:17 #26356

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Oi!
Das ist ist nun wie in Douglas Adams Geschichte zu Dirk Gentlys und der holistischen Detektei.
Dirk Gentlys (Michael D.) hat nun einen neunen Assistenten wider Willen namens Todd (Lulu), der ihm mit Links zuarbeitet. :-)

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Die Dynamik der Dunklen Materie 22 Jan 2018 10:19 #26358

Was heisst denn hier wider Willen? Wir sind an der Wahrheitsfindung interessiert und lassen perönliche Dinge beiseite.

Ein weiteres Indiz gegen CDM: Die verschobenen Raumkrümmungen im Bullet-Cluster sind zu gleichmässig. CDM müsste zu Unregelmässigkeiten bzw. Verklumpungen in diesen Bereichen führen.

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Die Dynamik der Dunklen Materie 22 Jan 2018 10:33 #26359

.

Michael D.schrieb: Lass uns zusammenarbeiten.
Wir sind an der Wahrheitsfindung interessiert und lassen persönliche Dinge beiseite.

Ich glaube auch, dass im Dienste der Wahrheitsfindung "Meinung-Gegner" zusammenarbeiten sollten. So wie beim Fußball. Beide Mannschaften sind verschiedener Meinung. Die eine Mannschaft meint, es ist richtig, den Ball ins linkt Tor zu schießen und die andere Mannschaft ist der Meinung, es ist richtig, ins rechte Tor zu schießen. Aus der Sicht des Fußballsportes arbeiten sie dadurch zusammen.

Wir sitzen alle in demselben Boot. Wir gewinnen zusammen und wir verlieren zusammen.
.

Ohne etwas wäre nicht einmal nichts

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Die Dynamik der Dunklen Materie 22 Jan 2018 10:37 #26360

So ist es. Zurück zum Thema:

Argument für CDM: In den Bereichen der verschobenen Raumkrümmung muss richtig viel Masse sein, sonst gäbs keinen Gravitationslinseneffekt. Schwierig vorstellbar ohne CDM-Teilchen. Die zusätzlichen Felder der TOMOG ("Theories of modified Gravity") müssten dann für diese hohe Massendichte sorgen. Schwierig, schwierig, aber nicht unmöglich. Sammeln wir mal weiter Beobachtungen...

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Die Dynamik der Dunklen Materie 22 Jan 2018 13:37 #26363

Über die Dynamik der "Dunklen Materie" zu sprechen ähnelt einem religiösen Thema und gehört wenn überhaupt in die Rubrik "Alternative Weltbilder".

Es gibt Beobachtungen von Gravitationseffekten und es gibt Erklärungsversuche, die "Dunkle Materie" ist einer davon. So zu tun als würde es sie wirklich geben ist nach meinem Dafürhalten nicht korrekt, man sollte stets den hypothetischen Charakter der Annahme der Existenz von Dunkler Materie beibehalten, solange bis sie wirklich nachgewiesen ist.

So lange es jedenfalls keine Beweise gibt, hat die DM für mich den gleichen Stellenwert wie alle anderen unbewiesenen Hypothesen auch.

S = k log W

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Die Dynamik der Dunklen Materie 22 Jan 2018 15:26 #26370

Nein, nein, die Rubrik ist schon richtig: "Dunkle Materie". Fakt ist, dass es im Bullet-Cluster einen verschobenen Bereich der Raumkrümmung gibt, der nicht zum Bereich der baryonischen Materie passt. Dafür muss! es eine Ursache geben, die mit den bisherigen Berechnungsmodellen nicht zu erklären ist. Bisher haben sich zwei Lager an Wissenschaftlern gebildet. Die Einen haben DM eingeführt, die Anderen Theorien eines modifizierten Gravitationsgesetzes.

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Die Dynamik der Dunklen Materie 22 Jan 2018 18:23 #26378

Meines Wissens (aus Videos und Vorträgen hier) liegt das Problem beim Bullet-Cluster, dass der gemessene Massenschwerpunkt (aus dem Gravitationslinseneffekt) nicht da liegt, wo die meiste Materie liegt. Das kann die MOND-Theorie nicht erklären.

Was MOND beschreiben kann, sind die Rotationskurven von Galaxien.

Ob es zum Bullet-Cluster inzwischen neue Erkenntnisse gibt, kann ich nicht sagen.

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Die Dynamik der Dunklen Materie 23 Jan 2018 10:37 #26398

MOND ist offensichtlich schon veraltet. Unter anderem, weil es keine relativistische Theorie ist. Aktuell kann angeblich MOG von John Moffat sämtliche Beobachtungen erklären, inklusive Bullet-Cluster. Er hat Einsteins ART mit zusätzlichen Feldern erweitert. Ich prüfe das gerade.

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Die Dynamik der Dunklen Materie 23 Jan 2018 10:51 #26399

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Da brauchst nix prüfen, das liefert ein kurzer Blick in wikipedia unter dem Stichwort MOND.

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Die Dynamik der Dunklen Materie 23 Jan 2018 10:54 #26400

Tag auch...

Dann trage ich mal hier zum Thema etwas bei....

Was ist mit den von Professor Lesch erwähnten Gaswolken, die eigentlich aufgrund ihrer Hitze Auseinanderdriften müssten, es aber aus irgendeinem Grund (DM) nicht tun....?

Beste Grüße

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Die Dynamik der Dunklen Materie 23 Jan 2018 10:56 #26401

@Rupert
Ich meine nicht die relativistische TeVeS-Theorie von Bekenstein. Die ist auch schon veraltet. Ich meine die relativistische MOG-Theorie von John Moffat. Aber vielleicht meintest Du die ja. Die prüfe ich jetzt mal eingehend...ist ein bisschen wenig, was da bei Wikipedia steht. Seh mir mal die Arbeiten auf arxiv an...

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Die Dynamik der Dunklen Materie 24 Jan 2018 21:23 #26487

Hi ClausS

ClausS schrieb: Meines Wissens (aus Videos und Vorträgen hier) liegt das Problem beim Bullet-Cluster, dass der gemessene Massenschwerpunkt (aus dem Gravitationslinseneffekt) nicht da liegt, wo die meiste Materie liegt.


Die meiste Materie soll demnach in der Mitte liegen, beim Gas, und in der Mitte müsste es dann blau sein und nicht links und rechts. Und deshalb muss links und rechts DM sein?

Aber hat denn überhaupt ein diffus verteiltes Gas einen vergleichbaren gravitativen (raumkrümmenden) Effekt wie eine Ansammlung von Galaxien (kompakten Massen)? Es heisst ja mehr Masse mehr Gravitation, das ist schon klar. Kann es jedoch trotzdem einen Einfluss haben, dass zwischen den Gasteilchen eben auch einen "Menge" Raum vorhanden ist?

viele Grüße

Mein Beitrag zur Rebellion gegen bestehende Verhältnisse? Ich gehe ständig zu spät zum Frühsör!

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Die Dynamik der Dunklen Materie 25 Jan 2018 11:59 #26517

seb110 schrieb: Die meiste Materie soll demnach in der Mitte liegen, beim Gas, und in der Mitte müsste es dann blau sein und nicht links und rechts. Und deshalb muss links und rechts DM sein?

Genau. Diese Asymmetrie kann nur so erklärt werden. Dort muss DM (Teilchen) oder ein massives Feld (keine Teilchen) vorhanden sein.

Aber hat denn überhaupt ein diffus verteiltes Gas einen vergleichbaren gravitativen (raumkrümmenden) Effekt wie eine Ansammlung von Galaxien (kompakten Massen)? Es heisst ja mehr Masse mehr Gravitation, das ist schon klar. Kann es jedoch trotzdem einen Einfluss haben, dass zwischen den Gasteilchen eben auch einen "Menge" Raum vorhanden ist?

Es kommt auf die Massen-/Energiedichte an (Masse/Energie pro Volumen). Die muss relativ hoch sein, sonst krümmt sich da gar nichts.

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Die Dynamik der Dunklen Materie 25 Jan 2018 21:35 #26556

Hi M.D.
wenn man also von der Energiedichte spricht, ist der Sachverhalt qualitativ also eigentlich geklärt oder? Dann ist es also genau richtig dass es aussen blau ist und nicht in der Mitte.

Und zu den Raumkrümmung aussen fehlt quantitativ dann "nur" die Masse die dann DM sein soll.

Wenn die Energiedichte dann aber aussen bei den Galaxien sowieso größer ist, als beim Gas in der Mitte, kann die zusätzliche Gravitation doch auch durch die Raumkrümmung dieser hohen Energiedichte an sich erklärt werden (Synergie) ?. Eigentlich hast du mit den postulierten unterschiedlich gekrümmten Raumquanten dann ein Werkzeug in der Hand. Was du als positiv gekrümmte Raumquanten bezeichnest, verkürzt den Raum ( verkleinert hier r und lässt F grav wachsen).
Man braucht dann keine DM und landet wieder bei MOND
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grüße

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Die Dynamik der Dunklen Materie 25 Jan 2018 22:07 #26560

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Krümmung und dessen Anzahl als Dunkle Materie. (irgendwie doch Maßen, bei Betrachtung lediglich eines Gravitation Trichters erscheint es einem als Potentielle Energie)....naja was soll ich da sagen, haben wir es bald geschaft so einige meiner Hirngespinste auch mal zu erwähnen?... wo ich mich nicht traue.

Mich macht es immer mehr wütend, das wir so wenig Über Raum und dessen Eigenschaften kennen. :D

Man muss noch Chaos in sich haben, um einen tanzenden Stern gebären zu können.
**Der Friedrich**

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Die Dynamik der Dunklen Materie 26 Jan 2018 12:45 #26586

seb110 schrieb: Dann ist es also genau richtig dass es aussen blau ist und nicht in der Mitte.

Vorsicht! Die Farben sagen nichts über die Energiedichte aus. Sie dienen nur zur Unterscheidung zwischen baryonischer Materie und DM.

Und zu den Raumkrümmung aussen fehlt quantitativ dann "nur" die Masse die dann DM sein soll.

Qualitativ.

Wenn die Energiedichte dann aber aussen bei den Galaxien sowieso größer ist, als beim Gas in der Mitte...

Mache gerade eine Literaturrecherche zum Verhältnis der Energiedichten. Bis jetzt ist nur klar, dass der Halo um die Galaxien den ca. 10-fachen Durchmesser der Galaxien hat.

...kann die zusätzliche Gravitation doch auch durch die Raumkrümmung dieser hohen Energiedichte an sich erklärt werden (Synergie) ?

Energiedichte führt zu Gravitation/Raumkrümmung. Gravitation ist nach Einstein äquivalent zu Raumkrümmung.

Eigentlich hast du mit den postulierten unterschiedlich gekrümmten Raumquanten dann ein Werkzeug in der Hand.

Das könnte sich rechnerisch so herausstellen. Das aber in meinem entsprechenden Thread.

Man braucht dann keine DM und landet wieder bei MOND.

Mond ist veraltet und kann auch den Bullet-Cluster nicht erklären. Die besten Chancen hat momentan die SVTG bzw. MOG-Theorie von John Moffat . Die untersuche ich gerade...

Erstmal muss man die Höhe der Energiedichte im roten und blauen Bereich des Bullet-Clusters kennen. Dann die Energiedichten im Bereich der Spirale und im Halo einer Galaxie. Vielleicht weiss unser Bibliothekar Lulu etwas darüber...

Als Ausgangswert habe ich im Internet einen Wert für die Massendichte des intergalaktischen Raumes (Hochvakuum) gefunden:
\[2\cdot 10^{-31}\frac{kg}{m^3}=0,125 \frac{Protonen}{m^3}\]
Strahlungsdichte des CMB:
\[400 \frac{Photonen}{cm^3}=4\cdot 10^8 \frac{Photonen}{m^3}=4\cdot 10^9 \frac{eV}{c^2m^3}=4\cdot 10^9*1,6\cdot \frac{10^{-19}}{10^{17}} \frac{kg}{m^3}\approx10^{-26}\frac{kg}{m^3}\]
Mittlere Galaktische Massendichte:
\[5,5\cdot 10^7 \frac{Protonen}{m^3}\approx10^{-19} \frac{kg}{m^3}\]
Kritische mittlere Dichte, bei der das Universum genau flach ist (\(\Omega=1\)):
\[\rho_{c}\approx 10^{-26} \frac{kg}{m^3}\]

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Die Dynamik der Dunklen Materie 31 Jan 2018 11:30 #26913

Was jetzt noch in der vorherigen Dichte-Auflistung fehlt, ist die Dichte der DM im Bereich der Halos und Spiralarme von Galaxien, und damit in der Nähe von Sonne und Erde. Viele Forscher versuchen ja derzeit, entsprechende Teilchen der DM zu detektieren. Woher wissen sie aber, wonach sie genau suchen sollen?

Durch Computersimulationen, wie z.B. Aquarius aus dem Jahre 2009, die DM-Teilchen als Grundlage haben und die Entwicklung des Universums scheinbar beobachtungsgetreu wiedergeben. Diese Simulationen ergeben z.B., dass sich in den Halos von Galaxien Subhalos aus DM-Teilchen zusammenklumpen müssten, wobei die Wahrscheinlichkeit sehr gering ist, dass sich gerade die Sonne in so einem Subhalo befindet.

Desweiteren kommt es auf die Geschwindigkeitsverteilung der DM-Teilchen an (Dispersion), wenn es sich denn überhaupt um Teilchen handelt.

Also, wer kennt Quellen über die Dichte der Dunklen Materie?

Eins hab ich schon gefunden: Im Gegensatz zum Kernbereich einer Galaxie (Bulk) ist die Dichte im Halo nicht konstant, sondern nimmt mit dem Radius ab, gemäss:
\[\rho,_{Halo} \sim \frac{1}{r^2}\]

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Die Dynamik der Dunklen Materie 31 Jan 2018 17:35 #26931

Aus der gleichbleibenden Rotationsgeschwindigkeit der Sterne in einer Galaxie kann man sich nach Newton die Massenverteilung herleiten.

Nehmen wir einfachheitshalber Kreisbahnen. Dann muss gelten:

Zentrifugalkraft = Gravitationskraft --> m*v²/r = G*m*M/r²

--> v² = G*M/r

da v(r) weitgehend konstant ist, folgt daher, dass die Masse M proportional zu r ist. Die Masse M ist die Summe aller Massen innerhalb des Radius r. Sie wäre bei konstenter Dichte daher proportional zu r³.

--> Die Dichte der Masse der Galaxie muss proportional zu 1/r² sein, um dieses Verhalten zu erklären.

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Die Dynamik der Dunklen Materie 31 Jan 2018 21:22 #26957


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Die Dynamik der Dunklen Materie 01 Feb 2018 10:21 #26980

Halten wir Folgendes fest: Wir müssen ganz genau hinschauen um weiterzukommen. Wir sollten nur noch über Energie-/Massedichten sprechen, denn:

Nicht Masse/Energie krümmt den Raum, sondern Massen-/Energiedichte!

Im Grossbereich einer Galaxie gibt es Zonen verschiedener Dichteverteilungen, wie diese Abbildung veranschaulicht:

Im Kernbereich der Galaxie (Bulk) ist die Massendichte (Energiedichte durch Strahlung kann man vernachlässigen) unabhängig vom Radius konstant (d.h, die Masse verhält sich \(\sim \frac{1}{r^3}\)). Im äusseren Halo dagegen ist es umgekehrt. Dort nimmt die Massendichte \(\sim \frac{1}{r^2}\) ab (d.h., die Masse ist radial konstant, also keine Funktion vom Radius!). Was jetzt neben konkreten Zahlen noch fehlt, ist die Dichteverteilung in den Spiralarmen, sowie im inneren Halo, dessen Kugelradius bis an den Rand der sichtbaren Materie reicht.

@seb110
Der Link mit der Supraflüssigkeit ist super. Hat allerdings auch Schwächen. Bei einer Supraflüssigkeit gäbe es keine Reibung und unendliche Turbulenz. Das "Medium" muss viel hochviskoser sein. Es müsste sich aber auf jeden Fall immer noch bis zu einem gewissen Grad mit den Spiralarmen mitdrehen.

Der zweite Link ist auch super: endlich mal ein paar Zahlen. Somit ist der Dichtebereich der DM in Erd-/Sonnennähe gemäss Standardmodell:
\[0,4-1\cdot \frac{kg}{Volumen,_{Erde}}=0,5-1,25\cdot10^{-13} \frac{kg}{m^3}\]
Das würde bedeuten, dass wir von unzähligen DM-Teilchen durchströmt werden müssten. Offensichtlich stimmt das mit den Beobachtungen nicht überein, wie man in dem zweiten Link nachlesen kann.

Zwischenfazit: Es scheint so zu sein, dass sich die DM nicht dort befindet, wo sich baryonische Materie befindet, sondern eher daneben bzw. darum herum. Daher wäre es interessant zu wissen, wie die DM-Dichtewerte zwischen den Spiralarmen und im äusseren Halo sind.

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Die Dynamik der Dunklen Materie 01 Feb 2018 22:33 #27038

Hi M.D.

aber bitte nicht die Raumquanten aus den Augen verlieren.
seb123.bplaced.net/Formel%20PNG%20Form/Unbenannt543.jpg
zum Vergleich
de.wikipedia.org/wiki/Kinetische_Energie#/media/File:E_Kin.jpg
Raum selbst könnte in zwei Formen existieren, von der die eine Form immer in die andere Form umgewandelt wird, (ähnlich wie bei Masse und Energie)
Das könntest du dann auch direkt an der Energiedichte/den Raumkrümmungen selbst fest machen.

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