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THEMA: Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie

Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 25 Nov 2018 23:58 #45297

Hallo Zusammen,

schwarze Löcher, egal welcher Masse und Größe ( Schwarzschildradius, Ereignishorizont) und Dunkle Materie (Wechselwirkung nur gravitativ), sollten doch eine gravitative Wechselwirkung ausprägen,.
Was also kann die DM dazu beigetragenen haben, dass die supermassiven SL, die in jedem Galaxienkern vorhanden sind, diesen zu ihrer Supermasse verholfen haben?
Da muss es doch einen Zusammenhang geben!

Da ich da selber nichts darüber weiß, stelle ich mal dieses Thema in den Raum, in der Hoffnung, dass es da Arbeiten dazu gibt, die dieses Thema zum Thema haben.

Wäre schön, wenn es Foristen gäbe, die darüber was wissen.

VG
Thomas

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 26 Nov 2018 09:31 #45302

Eins ist mal klar: Ein SL dürfte sich ständig DM reinziehen. Genauso wie Raum (River-Modell). Man könnte vermuten, dass DM einfach nur verdichteter Raum ist.

Nachvollziehbare Mathematik ist notwendige Grundlage zur Beurteilung von physikalischen Modellen.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 26 Nov 2018 10:07 #45304

Wenn das so ist, sollten SL auch Akkretionsscheiben aus DM besitzen, die allerdings ebenfalls dunkel sind, also kein Licht emittieren.
D.h., SL sollten schwerer werden können, eben durch DM, auch wenn deren Akkretionsscheiben gerade nicht leuchten.
In anderen Galaxien ist solch ein Nachweis sicherlich schwierig, aber bei Sgt A* wäre so ein Nachweis eventuell denkbar. Eine 1000 jährige Langzeitstudie vorausgesetzt.?
Wenn man an die Neutrinophysiker denkt, sollte Geduld eigentlich kein Problem sein
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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 26 Nov 2018 18:51 #45323

Ein Unterschied zwischen normaler Materie und DM ist, dass DM wesentlich weniger Wechselwirkungen unterliegt.

Daher würde ich eher erwarten, dass DM keine Akkretionsscheibe bildet oder diese Bildung zumindest deutlich länger dauert.

Ebenso denke ich, dass normale Materie wesentlich mehr Möglichkeit zur Übertragung von Drehimpuls hat und daher mit vergleichsweise höheren Rate ins SL fällt.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 26 Nov 2018 23:42 #45338

Wenn DM nur gravitativ wechselwirkt, dann fällt sie ungehindert in das Gravitationspotential eines SLs.
Da dieses idR rotiert und die Raumzeit in seiner Unmittelbaren Nähe mitgerissen wird, also im Abhängigkeit vom Radius mit rotiert, sollte auch die DM in diese Rotation mit inbegriffen sein.
Eine Akkretionsscheibe bildet sie dann nicht aus.
Ob DM zur Massenzunahme der SLer beigetragen hat und heute noch beiträgt, wäre aus meiner Sicht eine sehr interessante Frage.
Ich find nur nix in der Literatur, geschweige denn in der aktuellen Forschung.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 27 Nov 2018 01:43 #45339

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Hallo Thomas, meine erste Antwort ist wohl ins jenseits verschwunden, aber ich werde diese Forum Mechanik hier nicht mehr kritisieren, gutes kann man nicht erzwingen, wenn man missverstanden wird und sich dadurch bedroht fühlt.


Nun also es ist in der tat da noch nichts zu finden in der Form von "Dunkle Materie ins schwarze loch."

Es erscheint sehr plausibel das diese nun auch rein fallen wird, das kann ich aber als sicher erachten wenn man bestätigt das diese keine Scheinkraft ist.
Dann ist da noch die Sache mit der Verteilung von Dunklen Materie in einem Galaktischen Halo. Es soll nun eine Arbeit geben die mit Hilfe Supermassiven schwarzen Löcher indirekt zu Messung von Dunkle Materie führen soll, ist noch einigermaßen frisch:
cromb.de/~Uni/HOCHENERGETISCHE%20GAMMAST...ISCHEN%20ZENTRUM.pdf

Ich hab nach wie vor das starke empfinden, das Dunkle Materie auch nur eine Raum Eigenschaft ist, bezogen auf derart umschlossene Materie vom Raum wo nix mehr raus kommt außer Gravitation, also um das nun runter zu brechen stellt sich dann die Frage wieso gibt es überhaupt ein schwarz Schild Radius :D ….klar ist die beste Antwort: "sonst gebe es uns nicht" jedoch ich empfinde diese als sehr schwach.


Irgendwie hat mir die erste Ausführung meiner Antwort besser gefallen, nun wie auch immer die einzige Sache wo zuträft ist: ich kann nur hoffen das die Daten von Gammapy richtig interpretiert werden und dem Zusammenhang zwischen Galaxiekern und Dunkle Materie mir bestätigen, oder Wiederlegen. Denn ja, ich gehe noch davon aus das Supermassive Löcher der Keim dafür sind, was wir als Dunkle Materie ausrechnen.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 27 Nov 2018 21:44 #45375

Ich sehe das ähnlich wie ClausS.
Ohne Reibung kein Drehimpulstransport; keine "Kühlung". Die DM fällt zum größten Teil einfach am SL vorbei sofern sie nicht gerade radial einfällt. Bezüglich Mit-Rotation der Raumzeit müsste man gucken wie weit dieser Effekt räumlich ausgedehnt ist und dann ob das überhaupt einen "bremsenden" Einfluss hat.
Ich verstehe die Rolle der DM als eine indirekte, als Keimzelle einer Gravitationssenke in die die normale Materie in einem sich selbst verstärkenden Prozess nachrutscht.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 27 Nov 2018 22:02 #45376

Merilix schrieb: Die DM fällt zum größten Teil einfach am SL vorbei sofern sie nicht gerade radial einfällt.

Korrekt.

Merilix schrieb: Bezüglich Mit-Rotation der Raumzeit müsste man gucken wie weit dieser Effekt räumlich ausgedehnt ist

Nicht sehr weit, seine Magnitude fällt ungefähr um eine Abstandspotenz schneller ab als die normale Wirkung der Gravitation.

Merilix schrieb: und dann ob das überhaupt einen "bremsenden" Einfluss hat.

Unterm Strich nicht wirklich. In der retrograden Richtung gibt es den zwar, aber das wird dafür in der prograden Richtung wieder ausgeglichen, so dass alles was in der einen Richtung mehr hineinfällt in der anderen Richtung weniger hineinfällt.

Bilanz ziehend,

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 27 Nov 2018 23:22 #45378

Alles richtig. Wenn man jetzt in die Vergangenheit zurückgeht, und sich vorstellt, dass Materie und DM viel dichter beieinander waren, dann ist es doch naheliegend, dass DM nicht nur Gravitatinssenken darstellten, sondern selbst aktiv zum Superwachstum der Supermassiven SL beitrug.
Es ist Gegenstand aktueller Forschung, wie es zu diesen supermassiven SL in so kurzer Zeit kommen konnte.
Welche Rolle spielte also DM beim Ausbilden der superschweren SL, die heute die Kerne der Galaxien sind.
Thomas

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 27 Nov 2018 23:58 #45380

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Ehe keine, bis vernachlässigbar wenig, vergleich man es mit Anteilen der Maße eines Population 3 Sterns, welche zu beginn das ins Rollen gebracht haben sollen. Was dann folgte sehen wir noch heute, als diese Galaktischer Kannibalismus da.

//: Das aber bezogen auf Menge, was die Rolle Spielte und welche eigenschaften das verursachte, dafür bin ich nicht ausreichend kompetent um ansatzweise es mir vorstellen zu können.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 28 Nov 2018 13:20 #45396

Yukterez schrieb:

Merilix schrieb: Die DM fällt zum größten Teil einfach am SL vorbei sofern sie nicht gerade radial einfällt.

Korrekt.

Wieso? Die Rotation im Orbit und eine Akkretionsscheibe sind allein durch die Schwerkraft bedingt, wieso sollte DM davon ausgenommen sein? Das ist doch eine Frage des Drehimpulses, den wird DM ebenfalls haben, oder etwa nicht?

Dass DM auch in der Akkretionsscheibe nicht leuchten wird, ist klar und auch, dass DM nicht durch Zusammenstöße abgebremst wird. Auch Gezeitenkräfte sollten nicht bremsend wirken, mangels zusammenhaltender Ausdehnungen. Also eher ideale Keplerbahnen ohne Distanzänderung. Die DM im Innenbereich der Galaxie wurde vielleicht längst ins GC gesaugt.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 28 Nov 2018 17:33 #45407

ra-raisch schrieb: Wieso?

Die Frage hast du dir eh schon selbst beantwortet:

ra-raisch schrieb: dass DM nicht durch Zusammenstöße abgebremst wird

während sich normale Planeten oder Kometen wenn sie in die Akkretionsscheibe geraten auf jeden Fall an deren Gas reiben und kinetische Energie in Wärme umwandeln würden. Wenn du kein Gas ums schwarze Loch hast würde sich auch keine normale Materie daran reiben können und ebenfalls im Orbit bleiben, aber meistens fallen gleichzeitig mit dir auch andere Partikel ins schwarze Loch ein und je mehr davon es sind desto höher wird deine Chance dass du auf dem Weg ins schwarze Loch mit einem kollidierst.

Logisch schlußfolgernd,

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 28 Nov 2018 18:53 #45410

ra-raisch schrieb: Wieso? Die Rotation im Orbit und eine Akkretionsscheibe sind allein durch die Schwerkraft bedingt, wieso sollte DM davon ausgenommen sein? Das ist doch eine Frage des Drehimpulses, den wird DM ebenfalls haben, oder etwa nicht?

Genau, den (Bahndrehimpuls) hat sie und wird ihn viel schwerer los als normale Materie. Das aber ist afaik notwendig um in eine inwärts gerichtete Spiralbahn eingefangen zu werden.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 28 Nov 2018 21:09 #45413

Merilix,

wenn sie den Bahndrehimpuls nicht los wird, also auf einer Kreisbahn verbleiben würde, dann haben wir ein Problem.
Nehmen wir an, dass ein supermassives SL, ein Galaxienkern also, auf dem Weg durchs All auch Gebiete durchquert mit DM, mit mal höherer und mal niedriger Massenkonzentration. Diese Massenanteile würden in den Einfluss des Gravitationstrichters des SL geraten und auf eine Kreisbahn gezwungen werden, verursacht allein durch die Verwirbelung der Raumzeit selbst. Da sie keinen Drehimpuls abgeben kann, verbleibt sie dort, je nach Eintrittsgeschwindigkeit auf einer höheren oder niedrigeren Kreisbahn.
Im Laufe der Zeit müsste sich dann dort die Konzentration von DM extrem erhöhen.
Es müsste dann dort um das SL ein Bereich entstehen, dessen DM - Dichte permanent anwächst, ohne eine Chance zu haben, Anteile von sich selbst ins SL abzugeben,
Das SL müsste ausserdem Drehimpuls verlieren, da es ja die DM auf seine eigene Rotationsgeschwindigkeit beschleunigen muss. Das wäre zumindest dann der Fall, wenn die DM keinen richtungsabhängigen Drehimpuls mitbringt. (Die Yukterez-Bilanz!:)

Denk grad darüber nach, ob diese Überlegungen einen realistischen Hintergrund haben können und wenn ja, welche Effekte eventuell beobachtbar sein könnten.

Seht ihr irgendwo einen Haken in den Überlegungen? Dann bitte ich um euere Meinung.
Thomas

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 28 Nov 2018 21:34 #45414

Thomas, so wie ich das verstehe hat auch ein Objekt auf einer hyperbolischen (offenen) Bahn einen sogar recht hohen Drehimpuls bezüglich des Objekts an dem es vorbei fliegt. Den nimmt es einfach mit und behält ihn.

Als Analogon hätte ich das Erde-Mond System. Der Mond bekommt von der Erde Bahndrehimpuls und entfernt sich; ist er weit genug entfernt löst er sich von der Erde, bleibt aber in einem Sonnenorbit OHNE den Drehimpuls bezüglich Erde dabei zu verlieren.
(Ob das noch zu Lebzeiten der Erde passiert sei dahingestellt; Soll blos heisen das Drehimpuls nicht auf elliptische oder Kreisbahnen begrenzt ist)

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 28 Nov 2018 21:47 #45415

Merilix, meinst du den Swing By Effekt?
Der spielt hier keine oder fast keine Rolle, da ich nur von den DM - Anteilen ausgehe, die im Gravitationspotential des SL eingefangen werden, also vor allem Kreisbahnen einnehmen.
Parabolische Bahnen sind natürlich hier auch mit inbegriffen, macht die Vorstellung nur unnötig kompliziert.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 28 Nov 2018 22:37 #45416

Thomas schrieb: Merilix, meinst du den Swing By Effekt?

Nein, eigentlich nicht. Beim Swingby bekommt der Vorbeiflieger Bahn-Drehimpuls vom Planeten (oder gibt ihn ab je nach Seite des Vorbeifluges). Das ist hier nicht gemeint weil das SL erstmal als ruhend betrachtet wird.
Es sind eigentlich nur Kontinuitätsüberlegungen. Mit steigendem Abstand steigt auch der Bahndrehimpuls. Und der verschwindet nicht einfach weil aus der Ellipse (durch nur geringen Energieeinsatz) plötzlich eine Parabel/Hyperbel wird. Daraus folgt für mich das jedes Objekt im Universum das sich relativ zu einem Objekt A bewegt (nicht radial!) relativ zu diesem einen Drehimpuls besitzt.

PS:
\(\vec{L} = \vec{r}\times\vec{p}\) scheint dem Recht zu geben; der radiale Anteil der Vektoren kürzt sich weg und der Rest hat nichts mit geschlossenen Kreisen / Ellipsen zu tun

Thomas schrieb: Der spielt hier keine oder fast keine Rolle, da ich nur von den DM - Anteilen ausgehe, die im Gravitationspotential des SL eingefangen werden, also vor allem Kreisbahnen einnehmen.
Parabolische Bahnen sind natürlich hier auch mit inbegriffen, macht die Vorstellung nur unnötig kompliziert.

Die Frage ist ob DM überhaupt eingefangen werden kann. Ich kann/will das nicht ganz ausschliessen. Aber ich halte den Anteil für viel geringer als das 1:5 Verhältnis zwischen NM und DM (NM=Normale Materie). Mir fällt kein Mechanismus ein der DM entsprechend bremsen könnte

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 28 Nov 2018 23:18 #45418

Merilix,
Wenn DM gravitativ wechselwirkt, dann sollten SL und DM ein Wechselwirkungsverhältnis eingehen, dessen nähere Betrachtung sich lohnen könnte.
Alle uns sonst bekannten Eigenschaften von der uns bekannten Materie will ich hier ausschließen. Nur gravitativ wechselwirkend und nur die Erhaltungssätze sollen gelten.
Und das im zeitlichen Verlauf.
Was sollte passieren, wenn SL und DM gravitativ in Wechselwirkung treten in der Zeit, unter der Gültigkeit der Erhaltungssätze!
Das war die Frage.
Sollten die Erhaltungssätze für die DM nicht gelten, erübrigt sich die Fragestellung, klar. Dann wäre aber die DM noch befremdlicher, als ich bisher angenommen habe.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 28 Nov 2018 23:45 #45420

Ich denke auch das für die DM die gleichen selben Erhaltungssätze gelten wie für die Normale Materie auch. Jedoch eben (fast) NUR die die mit gravitativer Wechselwirkung zusammen hängen. Und das bedeutet, das DM die sich auf das SL zu bewegt UND eine seitliche Komponente hat derart beschleunigt wird das sie einfach schnell vorbei fliegt ohne von einer eventuell dort befindlichen Akkretionsscheibe gebremst zu werden.
Dabei gehe ich auch davon aus das die meisste Materie von weit her kommt, sich also nicht bereits von Anfang an auf einer (näheren) Kreis/Ellipsenbahn um das SL befand. Die Bahn muss dann zumindest Anfangs annähernd hyperbolisch sein. Normale Materie lässt sich bremsen, DM nicht.

Ich will aber auch einräumen das meine Überlegungen dazu nur "oberflchlich" sein können. Vieleicht übersehe ich noch etwas wesentliches.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 28 Nov 2018 23:50 #45421

Es sit richtig, dass jedes Objekt zu jedem anderen Objekt im Universum einen Drehimpuls ρ = v × r = b * v besitzt.

Natürlich wechselwirken die Drehimpulse bei Nahkontakt geringfügig, und nicht nur DM mit SL sondern DM mit jedem anderen Objekt.

Wenn es so wäre, dass DM auf der Umlaufbahn bleibt, müßte ja überall DM zu finden sein, auch in der Nähe von SL.

Merilix schrieb: Und das bedeutet, das DM die sich auf das SL zu bewegt UND eine seitliche Komponente hat derart beschleunigt wird das sie einfach schnell vorbei fliegt ohne von einer eventuell dort befindlichen Akkretionsscheibe gebremst zu werden.

Wo nimmst Du denn die "besondere" Beschleunigung her? Kepler hat nur gravitativ gerechnet, ohne jede Abbremsung, was soll dann bei DM anders sein? Es gibt gebundene und ungebundene Bahnen. Das ändert sich nicht durch die Begegnung.

Wenn DM natürlich von der potentiellen Energie befreit wäre .... hätten wir Energievermehrung.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 29 Nov 2018 01:30 #45422

ra-raisch schrieb: Wenn es so wäre, dass DM auf der Umlaufbahn bleibt, müßte ja überall DM zu finden sein, auch in der Nähe von SL.

Im Orbit bleibst du nur wenn deine Anflugsgeschwindigkeit kleiner als die Fluchtgeschwindigkeit war. Ansonsten fliegst du einfach weiter und änderst nur die Flugrichtung.

ra-raisch schrieb: Kepler hat nur gravitativ gerechnet, ohne jede Abbremsung

Der durch Reibung mit der Akkretionsscheibe oder Gas gebremste Einfall wird nicht mit idealisierten Keplerbahnen modelliert, auch Kepler selbst würde das nicht tun. Dafür brauchst du mindestens eine neutonische Mehrkörpersimulation mit unelastischem Stoß, und im Nahbereich musst du sowieso vollrelativistisch rechnen da die transversale Fluchtgeschwindigkeit bei Einstein eine höher ist als die radiale.

ra-raisch schrieb: was soll dann bei DM anders sein?

Materie reibt und klumpt (sonst gäbe es auch keine Sonnen oder Planeten), dunkle Materie klumpt aber höchstwahrscheinlich nicht und sollte daher immer gasförmig vorliegen.

Differenzierend,

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 29 Nov 2018 03:20 #45423

ra-raisch schrieb: Wo nimmst Du denn die "besondere" Beschleunigung her?

Wo habe ich von "besonderer" Beschleunigung geschrieben?

ra-raisch schrieb: Kepler hat nur gravitativ gerechnet, ohne jede Abbremsung, was soll dann bei DM anders sein?

Wo habe ich geschrieben das es bei DM anders wäre?
Anders ist es bei normaler Materie denn da kommt Reibung + Strahlung dazu.
Richtig lesen bitte ;)

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 29 Nov 2018 11:13 #45436

Ich sage ja nur, dass für DM eben Kepler "pur" gilt, bei Materie kommt geringfügige Reibung dazu.
Der Unterschied wird also erst in der Akkretionsscheibe oder nach langer Orbitzeit merkbar.. Materie im Nahbereich des SL sollte also verschluckt worden sein, DM dagegen eher nicht. Das Entweichverhalten unterscheidet sich aber nur marginal. Daher sollte man eher eine dichtere DM überall in der Galaxie erwarten als die Gleichverteilung der Materie.

Auch das Klumpverhalten spricht dafür. Alle geklumpten Objekte sollten ungeklumpter DM entsprechen.Naja, wenn man die Galaxien als Klumpen ansieht, entspricht das der DM im freien Raum, da sie eben nicht geklumpt hat/ist.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 29 Nov 2018 11:31 #45437

Eine entsprechende Computersimulation/-animation sollte Aufschluss darüber geben. Wer macht es? Soll ich es machen? Das dauert aber dann ein wenig...

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 29 Nov 2018 12:12 #45441

Michael D. schrieb: Soll ich es machen?

Wäre super!

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 29 Nov 2018 15:39 #45458

Bei so einer Simulation könnte man erst mal die WW (nur Gravitation) zwischen zwei punktförmigen Objekten betrachten. Da gäbe es keinen Unterschied von DM und SL. Die würden immer aneinander vorbei fliegen und die Flugbahnen wären Spiralen.

Bei der DM könnte es sich auch um Scheiben handeln. Neben der Gravitation könnte auch eine asymmetrisch auftretende Reibung hinzu kommen, wenn die Dichte im Zentrum anders als am Rand ist. Das gälte auch für eine WW zwischen zwei Klumpen von DM. Dann könnte es mMn auch zur weiteren Verklumpung kommen.

MfG
Lothar W.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 29 Nov 2018 16:01 #45460

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ra-raisch schrieb: Ich sage ja nur, dass für DM eben Kepler "pur" gilt, bei Materie kommt geringfügige Reibung dazu.

Gehen doch mal leibe Frauen reiben, das bringt mehr und verschmutzt nicht konkrete Themen.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 29 Nov 2018 16:08 #45461

ra-raisch schrieb: Ich sage ja nur, dass für DM eben Kepler "pur" gilt, bei Materie kommt geringfügige Reibung dazu.

So cirka, nur würde ich da schwarze Löcher relativistisch sind stattdessen eher sagen: DM bewegt sich auf Geodäten, während Materie auch durch Reibung und Kollisionen gebremst werden kann.

Chris schrieb: Gehen doch mal leibe Frauen reiben, das bringt mehr und verschmutzt nicht konkrete Themen.

LOL hast du mal wieder deine Medikamente nicht genommen, oder hast du schon wieder mal Alkohol dazu getrunken?

Amüsiert, aber auch schockiert,

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 29 Nov 2018 16:11 #45463

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Keine sorge ich verabscheue Alkohol, und mit Medikamenten möchte ich auch nix mehr zu tun haben, das was ich derzeit einnehmen muss ist Ibuflam.

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Wechselwirkung zw Scharzen Löchern und Dunkler Materie 29 Nov 2018 16:21 #45464

Chris schrieb: das was ich derzeit einnehmen muss ist Ibuflam.

Dann sollte man wohl in die Risiken und Nebenwirkungen schreiben dass es nicht nur die Verkehrstüchtigkeit, sondern auch die Forentauglichkeit beeinträchtigen kann.

Befürchtend dass du deinen Account hier gegen die Wand fahren könntest,

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