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THEMA: Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher

Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 20 Aug 2019 13:00 #55788

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Guten Tag zusammen,

Ich habe gelesen, dass es die Möglichkeit gibt, dass dunkle Materie bereits beim oder sogar vor dem Urknall existierte und sie so für die Verklumpung der Materie beigetragen hat.

Hier die Quelle: www.scinexx.de/news/kosmos/ist-dunkle-ma...lter-als-der-kosmos/

Nun meine Frage an die Profis:

Wäre es möglich, dass die Galaxiezentren (die supermassiven Schwarzen Löcher) nicht in dem Sinn "schwarze Löcher" sind, die wir anderswo "sehen" und vermuten sondern eine grosse dichte Ansammlung von verklumpter dunkler Materie, die so stark gravitativ wirkt, dass eben auch das LIcht nicht entschwinden kann?

Vielen Dank für eure Inputs und Feedbacks.

Herzliche Grüsse
Davide

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 20 Aug 2019 13:13 #55789

DavideM-CH schrieb: Wäre es möglich, dass die Galaxiezentren (die supermassiven Schwarzen Löcher) nicht in dem Sinn "schwarze Löcher" sind, die wir anderswo "sehen" und vermuten sondern eine grosse dichte Ansammlung von verklumpter dunkler Materie, die so stark gravitativ wirkt, dass eben auch das LIcht nicht entschwinden kann?

Ich denke, das kann man auschliessen, dass es sich um Verklumpungen von DM handelt. Die beobachteten Effekte rund um Galaxiezentren lassen sich nur über Schwarze Löcher erklären.
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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 20 Aug 2019 15:18 #55799

DavideM-CH schreibt:

Wäre es möglich, dass die Galaxiezentren (die supermassiven Schwarzen Löcher) nicht in dem Sinn "schwarze Löcher" sind, die wir anderswo "sehen" und vermuten sondern eine grosse dichte Ansammlung von verklumpter dunkler Materie, die so stark gravitativ wirkt, dass eben auch das LIcht nicht entschwinden kann?

Setzen wir einmal voraus, dass die momentane Erkenntnis zur DM stimmt, dann wäre das für mich unlogisch. DM soll nicht mit Licht (elektromagnetische Strahlung) wechselwirken, sonst wäre sie wohl nicht dunkel. Also müssten sich SL aus DM und Licht ziemlich egal sein.


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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 20 Aug 2019 15:56 #55801

Die DM kann mit Licht zwar nicht elektromagnetisch wechselwirken, aber gravitativ schon. Sie kann allerdings aus diesem Grund auch nicht verklumpen. (Dazu gibt es glaube ich schon einen Thread.)

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 20 Aug 2019 19:02 #55803

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Hallöchen DavideM-CH

es gibt eine sehr sehr sehr geringe Chance, dass sich zumindest ganz auf Anfag "primordiale Schwarze Löcher" aus DM gebildet haben...
Schau mal hier rein, wie man drauf kommt das solche Löcher auch noch "Spuren" hinterlassen haben könnten...

The Spur and the Gap in GD-1: Dynamical evidence for a dark substructure in the Milky Way halo

Alternatively, the GD-1 perturber could be completely dark. A dense pertuber in the mass range 105 − 108 M☉ is required, so we next discuss black holes – the densest dark objects in the Universe. Baryonic black holesof similar masses typically reside in centers of galaxies (the mass of Milky Way’s supermassive black hole, SgrA* is ≈ 4 × 106 M☉ Boehle et al. 2016). A population of non-baryonic, primordial black holes is hypothesized to have formed in the early universe (Carr & Hawking 1974), and has sparked a renewed interest as a dark matter candidate following the LIGO detections (Bird et al. 2016). Several lines of inquiry have limited the contribution of massive (& 103 M☉) primordial black holes to the dark matter budget to less than . 0.1 % (Carr et al. 2016, and references within). So if GD-1 encountered a primordial black hole, this would have been an extremely rare event, and we would not expect to see similar features in other streams upon a comparable amount of scrutiny.


Oder dies, wird dich wahrscheinlich mehr interessieren .....
Siehe die Hintergründe für die Vermutung primordialer Schwarzer Löcher: Bernard Carr 2016, welcher oben erwähnt wird...
Primordial Black Holes as Dark Matter
arxiv.org/abs/1607.06077

Na ja, zumindest könnten Sl ja einen Anteil DM beherbergen..
Abgesehen davon, ich persönlich denke, dass DM nicht gebraucht wird um verschiedene Fragen zur Strukturbildung im Universum zu beantworten..
Willkommen im Forum.. ;)
Z.

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 20 Aug 2019 19:37 #55805

@Z.

Allerdings ist „nicht-baryonisch“ in diesem Kontext nicht als dunkle Materie zu deuten. Kurz nach der kosmischen Inflation gab es ja noch gar keine Materie (also weder baryonische noch dunkle), dafür aber umso mehr Strahlung... Aus dieser Strahlung sind dann erst im Nachgang baryonische und dunkle (so es denn welche geben sollte...) Materie entstanden.

Allerdings könnten die primordialen schwarzen Löcher in der Tat einen Teil der Materie ausmachen, der gerade noch vermisst wird... ;)

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 20 Aug 2019 22:06 #55814

DavidM-CH,

die Frage ist tatsächlich Gegenstand aktueller Forschung.
Wenn DM existiert und nur gravitativ wechselwirkt, dann sollte sie in den Zentren der Galaxien eine erhebliche Rolle spielen.

DM mag sich zwar vor der Materie geklumpt haben und diese dann zur Strukturbildung veranlasst haben, aber danach sollte auch die Materieverdichtung zur weiteren Verdichtung der DM, vor allem in der Galaxienzentren geführt haben.

Problem ist nur, dass dann die Zentren der Galaxien noch viel massereicher sein müssten, als sie es tatsächlich sind.

Dann reichen ein paar Milliarden Sonnenmassen nicht, dann müsste man diese Massen um den Faktor 5 etwa multiplizieren.

Und das beobachtet man nicht.

Hab aber ein ungutes Gefühl, wenn ich das so platt zu wissen glaube.

Denn wer sagt uns denn, ob die uns bekannte Materie allein in der Lage war, diese Milliarden Sonnenmassen schweren SL in den Galaxienzentren allein auszubilden?

Dafür gibt es eigentlich noch zu wenige Daten, die das zweifelsfrei so bestätigen könnten.

Vielleicht liefern die Teleskope der nächsten Generation (James Web......) darauf eine Antwort.

Thomas
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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 20 Aug 2019 23:48 #55828

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Arrakai schrieb: @Z.

Allerdings ist „nicht-baryonisch“ in diesem Kontext nicht als dunkle Materie zu deuten. Kurz nach der kosmischen Inflation gab es ja noch gar keine Materie (also weder baryonische noch dunkle), dafür aber umso mehr Strahlung... Aus dieser Strahlung sind dann erst im Nachgang baryonische und dunkle (so es denn welche geben sollte...) Materie entstanden.

Allerdings könnten die primordialen schwarzen Löcher in der Tat einen Teil der Materie ausmachen, der gerade noch vermisst wird... ;)


Na da bist du dir ja wieder sehr sicher :woohoo:

Ist Dunkle Materie älter als der Kosmos?
www.scinexx.de/news/kosmos/ist-dunkle-ma...lter-als-der-kosmos/

und bitte nicht übersehen....

Z schrieb: Na ja, zumindest könnten Sl ja einen Anteil DM beherbergen..


Gruß Z.

Ps. ich warte noch auf dein "Go" ??... in "Energie schon immer dagewesen". :lol:
HG Z.

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 21 Aug 2019 00:08 #55830

@Z.

Ich bin in diesem Fall für andere Ansätze mehr als offen, auch für Skalarfelder. Sabine Hossenfelder schreibt dazu auch einiges, was ich sehr interessant finde.

Allerdings sind Bosonen halt keine Materie, auch keine dunkle - von daher könnte man auch dann nicht sagen, dass die primordialen schwarzen Löcher aus Materie entstanden sind ... So oder so bezieht sich das „non-baryonic“ in diesem Kontext definitiv auf Energie unabhängig von DM, und nicht auf das jüngst postulierte Skalarfeld. (Man beachte die Quellenangabe, 1974...)

Und ja, „zumindest könnten Sl ja einen Anteil DM beherbergen“, diesbzgl. habe ich dir doch explizit recht gegeben („in der Tat“). Alle Materie, die wir wir nicht sehen, kann der DM zugerechnet werden. Sogar dunkle Planeten. Aber wie du schon sagst, das kann nur einen (kleinen) Teil ausmachen...

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 21 Aug 2019 00:22 #55832

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Primordial black holes are non-baryonic[3] and as such are plausible dark matter candidates.[4][5][6][7] Primordial black holes are also good candidates for being the seeds of the supermassive black holes at the center of massive galaxies, as well as of intermediate-mass black holes.[8]


en.wikipedia.org/wiki/Primordial_black_hole

Versteh schon worauf du hinaus willst... doch man kann die DM Frage auch so angehen...
HG Z.

Arrakai..

Immer schön Abstrakt denken.. :lol: (nurn Scherz)
arxiv.org/abs/1710.11196
arxiv.org/abs/1711.10458
arxiv.org/abs/1003.3466
arxiv.org/abs/1605.04023

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 21 Aug 2019 01:10 #55835

Kommt halt drauf an, was man unter DM versteht... Manche sehen den Begriff als reinen Platzhalter für ein ungelöstes Problem, andere beziehen sich explizit nur auf Teilchen. Sabine Hossenfelder unterscheidet z.B. zwischen „particle dark matter“ als klassische DM und „modified gravity“ (der ganze Rest, inkl. Superfluid DM (sic!)).

You see, the superfluid that Berezhiani and Khoury proposed at isn’t just any superfluid. It has an interaction with normal matter and this interaction creates a force. This force looks like modified gravity. Indeed, I think, it is justified to call it modified gravity because the pull acting on galaxies it now no longer that of general relativity alone.


backreaction.blogspot.com/2018/09/superf...-passes-another.html

Nuja, wenn schon die Physiker uneinig sind, wer sind wir dann, das genau wissen zu wollen... ;)

PS.: Man kann wie gesagt auch ganz normale dunkle Planeten zur DM zählen. Genauso die primordialen Schwarzen Löcher, auch wenn sie selbst nicht aus DM („particle dark matter“) entstanden sind. Aber wie schon diskutiert, die Wissenschaftler suchen natürlich nach mehr, da man damit längst nicht alle Beobachtungen erklären kann.

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 21 Aug 2019 07:33 #55840

DavideM-CH schrieb: Ich habe gelesen, dass es die Möglichkeit gibt, dass dunkle Materie bereits beim oder sogar vor dem Urknall existierte und sie so für die Verklumpung der Materie beigetragen hat.

Vor dem Urknall? Die Quelle schreibt "nach einigen Definitionen", und hätte genausogut auch "nach anonymen Hinweisen" schreiben können. Vor Abschluss der Inflation ist nicht vor dem Urknall. Das sie später zur Verklumpung beigetragen haben soll ist schon seit längerem Stand der Wissenschaft.

DavideM-CH schrieb: Wäre es möglich, dass die Galaxiezentren (die supermassiven Schwarzen Löcher) nicht in dem Sinn "schwarze Löcher" sind, die wir anderswo "sehen" und vermuten sondern eine grosse dichte Ansammlung von verklumpter dunkler Materie,

Ich denke nicht. Woraus die Zentren der Galaxien bestehen dürfte für die Frage was Dunkle Materie ist nicht weiter relevant sein. Die DM wird außerhalb der Galaxienzentren benötigt. Um damit die Rotationskurven zu erklären müssten die Galaxien in eine große Wolke aus DM eingebettet sein. Groß meint größer als die sichtbare Galaxie.

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 21 Aug 2019 07:51 #55841

Merilix,

eingebettet in in große Wolken aus DM? Wieso?

Wenn die äußeren Sterne schneller rotieren, als sie es nach dem 1/r2 Gesetz eigentlich dürften, dann muss sich die DM vor allem im Innern von Galaxien aufhalten. Dieses Mehr an Masse im Innern zieht so an den Sternen im Aussenbereich, dass dieselben schneller unterwegs sind, als sie es ohne diese DM wären.

DM im Außenbereich mag es ja auch geben. Aber diese hätte eher einen Bremseffekt, denn einen beschleunigenden Effekt auf die Außenbezirke von Galaxien.

Sollte ich da irren, dann bitte sagen, worin.

Thomas
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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 21 Aug 2019 09:08 #55842

Thomas schrieb: eingebettet in in große Wolken aus DM? Wieso?

Sollte die DM im Inneren konzentriert sein gölte für die Außenbereiche die äußere Lösung des Newtonschen Gravitationsgesetzes da die in den Spiralarmen verteilte Masse nicht mehr signifikant beiträgt. Mehr Masse im Inneren hätte zwar höhere Umlaufgeschwindigkeiten zur Folge würde aber am Wurzel(r) Abfall nichts ändern.
Das erreicht man nur wenn mit zunehmenden Radius signifikant Masse hinzukommt die nach innen zieht. Natürlich müsste auch die Dichte der DM nach außen hin abnehmen sonst hätten wir ja weiterhin einen linearen Anstieg derGeschwindigkeiten.
[/quote]

PS:
Damit wir vom selben reden: Unter "Inneren Bereich" verstehe ich den Bereich des Bulge in dem sich der größte Teil der sichtbaren Masse der Galaxie befindet.

assume good faith

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 21 Aug 2019 15:09 #55855

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Hallo Thomas,

ob nun in Gestalt eines DM-Halo´s, die Galaxie durchdringend und Sphärenförmig umgebend.....

Animation ESO

oder als DM-Scheibe ausgeprägt...

www.universetoday.com/18150/dark-matter-...about-disks-too/amp/

.. der größte Anteil der DM sollte sich ausserhalb der Galaxie befinden.

Nette Grüße Z.

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 21 Aug 2019 15:55 #55858

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Arrakai schrieb: Kommt halt drauf an, was man unter DM versteht... Manche sehen den Begriff als reinen Platzhalter für ein ungelöstes Problem, andere beziehen sich explizit nur auf Teilchen. Sabine Hossenfelder unterscheidet z.B. zwischen „particle dark matter“ als klassische DM und „modified gravity“ (der ganze Rest, inkl. Superfluid DM (sic!)).

You see, the superfluid that Berezhiani and Khoury proposed at isn’t just any superfluid. It has an interaction with normal matter and this interaction creates a force. This force looks like modified gravity. Indeed, I think, it is justified to call it modified gravity because the pull acting on galaxies it now no longer that of general relativity alone.


backreaction.blogspot.com/2018/09/superf...-passes-another.html

Nuja, wenn schon die Physiker uneinig sind, wer sind wir dann, das genau wissen zu wollen... ;)

PS.: Man kann wie gesagt auch ganz normale dunkle Planeten zur DM zählen. Genauso die primordialen Schwarzen Löcher, auch wenn sie selbst nicht aus DM („particle dark matter“) entstanden sind. Aber wie schon diskutiert, die Wissenschaftler suchen natürlich nach mehr, da man damit längst nicht alle Beobachtungen erklären kann.


Ja... ja und ja.....
In so fern ist auch nicht klar was DM nun überhaupt ist oder nicht ist, ob sie existiert oder nicht und wenn, auf was sie beruht, Teilchen, Skalarfeldeigenschaften etc...
Und nun fängts schon damit an, derer Entstehung noch vor dem UK zu vermuten.... Wenn die DM, wie in meinen ersten Link, nun doch Anfangs die Fähigkeit besaß, sich weitaus stärker zu verklumpen als gedacht, verbleibt eben die sehr sehr geringe Chance, siehe 3ter Link, dass diese wenn während oder vor UK bereits präsent, sich aus DM Sl bildeten... wer weiß.

Ich würde das Problem lieber mit materiefreien G-Potentialen zu klären versuchen. Der Gravitation selbst. Dh. RZ-liche Anamomalien, Störungen die zB. vor Inflationsphase entstanden und somit noch vor der Entstehung jeglicher Materie, unabhängige G-Potentiale bildeten. Ein Beispiel für solch materiefreien Potentiale wären Brillwellen, die je nach Stärke, kleine Materie freie primordiale, bis supermassive SL erzeugt haben könnten.... Rein metrische Störungen auf UK, die sich mit vonstatten gehender Inflation über den Raum ausdehnten und später die Basis für Materie gespeiste SL in den Galaxiekernen bilden. Bzw. Global für die Clusterbildung usw. usf. von Bedeutung waren... Irgendwie empfand ich diese Idee, die mM. die Gedanken Einsteins "dass dem Raum selbst eine physikalische Eigenschaft zukommt" Konsequent weiter zu führen versucht, als bessere Alternative, anstatt in alles und jedem eine Teilchen-, Materie-basierte Antwort vorrauszusetzen.... Ganz im Sinne der Einstein Rede an der Uni in Leiden.
Wie auch immer... ;)
HG Z.

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 21 Aug 2019 17:41 #55863

Mir kommt bei der Diskussion um die DM immer wieder der Gedanke, das die Begriffswahl „ Dunkle Materie „ damals einfach sehr sehr unglücklich war.
Besser finde ich, wäre gewesen es „ Unbekannte- oder auch Dunkle Gravitation „ zu nennen.
Es wären von vornherein mehrere Türen der Ursachenforschung geöffnet geblieben.
Nach so vielen Jahren Suche weiß noch immer keiner so recht, was man sich unter DM vorstellen soll.
Gravitation erzeugende Teilchen, die wahrscheinlich aber nicht verklumpen obwohl sie sich ja anziehen müssten?
In einem Halo in bestimmtem Abstand gleichmäßig um das Galaxienzentrum verteilt, um die Rotationskurven der Materie in der Galaxie erklären zu können? usw. usw.
Wir wissen zur Zeit halt nur genau, dass Materie definitiv Gravitation verursacht. Was genau sie ist, wissen wir aber auch noch nicht.
Möglicherweise oder sogar wahrscheinlich, haben wir bestimmte Naturgesetze noch gar nicht erkannt, welche die Raumzeitkrümmung auch beeinflussen können und von uns, da wir es nicht besser kennen, als Gravitation durch Teilchen verursacht postulliert wurde.
Eine theoretische Möglichkeit wären ja die schon erwähnten Brill-Wellen, welche mit Gravitation bzw. Raumkrümmung durch Teilchen erzeugt dann nichts mehr zu tun hätten.

Gene brauchen Vielfalt und der Grips auch

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 21 Aug 2019 18:54 #55870

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Moin Brooder,

Wir wissen zur Zeit halt nur genau, dass Materie definitiv Gravitation verursacht.


Ja und nebenbei, eben gerade weit über die Newtonsche Vorstellung hinaus gehend, letzterer obiges ja bereits formuliert hatte.....
dass gemäß von Einstein formuliertem Energie Impuls Tensor, desweiteren...

Massen- und Energiedichten und deren Ströme.
Impulsdichten sowie deren Ströme, die sich als Druck und innere Kräfte (Spannungen) der Materie äußern.

als felderzeugende Eigenschaften eingehen.

Das Problem scheint, dass man bis heute ausschliesslich solcher art "Energien" zuschreibt, die Metrik beeinflussen zu können. Energien die im Endeffekt stets irgendwie mit Materie verbunden... nicht unähnlich dem damaligen Versuch einen Teilchen basierten "Äther" einzuführen ... Vlt. hilft uns ja die Annahme bzgl. DE, über letzteres hinaus...

HG Z.

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 21 Aug 2019 22:06 #55893

Hallo Z,

Danke für die Bilder. Sie zeigen zwei verschiedene Verteilungen der DM : einmal haloförmig, sprich in etwa kugelförmig um die Galaxie verteilt, ohne erkennbaren Dichtegradienten und zum zweiten in einer Diskusscheibe angeordnet, also quasi die Rotation der Galaxie mitmachend.
Das sind zwei völlig unterschiedliche Anordnungen!

Genauso gut kann man sich auch eine Mischung aus beiden vorstellen.

Aus beiden Darstellungen scheint daher der Schluss möglich, dass man sich noch nicht so ganz einig ist, wie denn nun die Verteilung tatsächlich ist.

Merilix,

wenn du unter dem inneren Bereich den zentralen Bulge meinst, dann hast du natürlich recht. Dann würde die Wurzel (r) Abhängigkeit besehen bleiben.

Meines Wissens verteilen die Simulationsleute die DM über die ganze Galaxie so, dass am Ende die beobachtete Rotationskurve herauskommt. Dabei spielen sie auch mit Dichtegradienten, also verschiedene abnehmende Dichteverläufe von innen nach außen.
Und soweit ich weiß, tragen fast ausschließlich die DM Anteile zur Rotationskurve bei, die sich über die ganze sichtbare Scheibe verteilt. Also alle Komponenten, sowohl sichtbar als auch unsichtbar, die nach innen ziehen. Denn sie sind es, die der Zentrifugalkraft entgegenwirken.

Die DM Anteile, die sich außerhalb der Scheibe befinden, würden nur dann eine höhere Geschwindigkeit der äußeren Sterne hervorrufen, wenn sie in der Galaxienebene angeordnet, diese schneller umrunden als die Galaxie sich dreht. Sie würden somit die äußeren sichtbaren Bereiche der Galaxie gravitativ mitziehen.

Aber warum sich die DM um eine Galaxie angeordnet so verhalten sollte, dafür sehe ich keinen Grund.

Thomas

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 22 Aug 2019 02:36 #55914

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Hallo Thomas,

nun da die Größe des DM-Halos bis zu 20facher Ausdehnung, in Relation zu baryonischen Materie-Verteilung im Zentrum der Galaxie..
Da dieser Halo über die gesamte Zeit anscheinend sehr stabilen Volumens, die DM grundsätzlich nicht gerne verklumpt und somit keine alzu starken Massenunterschiede zwischen drinnen/draussen existieren solten, im weiteren Umfeld der Sonne "nichts" auffindbar war, klang es mM. einleuchtend den überwiegenden Teil im weit ausgedehnten Bereich... des Halos, oder der Scheibe... zu vermuten. Sollte sich die DM überwiegend im zentralen, wesentlich kleineren Bereich der Materie aufhalten, müsste man das mit dem "nicht verklumpen", wohl nochmal neu Überdenken!?

Um aber nicht alzu Intuitiv an die Sache heranzugehen, habe ich gerade mal geschaut was so zu finden war:
scienceblogs.de/alpha-cephei/2018/06/18/...-wiegt-sie-denn-nun/

Die Autoren finden mit den modellierten Parametern eine Masse von 190 +17/-15 Milliarden Sonnenmassen innerhalb 20 kpc Radius (enthält die gesamte Milchstraßenscheibe), davon 137 ±12 Milliarden als Dunkle Materie und 46 +21/-18 Milliarden in Form von Sternen, Planeten, Gas und Staub (und uns).

Die Gesamtmasse der Milchstraße bis ca. 300 kpc Radius (knapp 1 Million LJ) beträgt 1,3 ±0,3 Billionen Sonnenmassen. Der Milchstraßenhalo soll leicht ellipsoid abgeflacht sein, so dass der Durchmesser 1,22 ±0,23 mal der Höhe entspricht, und seine Materiedichte nimmt mit r-3,3 mit dem Abstand r vom Zentrum ab. Er rotiert höchstens langsam (< -15 km/s) in Gegenrichtung zur Milchstraße, könnte aber auch in Ruhe sein.


Hier wurde also nur eine Ausdehnung des Halos des ca 15 fachen angenommen..
Nette Grüße Z.

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 22 Aug 2019 23:43 #55976

Hallo Z.,

die Verteilung der DM innerhalb einer Galaxie und auch außerhalb, abhängig vom Radius ist an sich interessant.
Viel interessanter ist jedoch die Frage, wie muss die DM verteilt sein, um die Bewegung der sichtbaren Komponenten der Galaxien zu erklären.
Die Dynamik der beteiligten Komponenten ist die entscheidende Frage.
Macht die DM die Drehbewegung der Galaxie mit oder nicht? Wenn sie gravitativ wechselwirkt, sollte sie das eigentlich. D.h., sie sollte auch einen Diskus ausbilden. Dein zweites Bild!

Wenn das so ist, dann gälte zu klären, ob dieser Diskus nicht nur außerhalb gegeben ist, sondern auch innerhalb der Scheibe?

Und warum sollte die DM überhaupt haloförmig verteilt sein, wenn sie gravitativ wechselwirkt ?

Eigentlich müsste sie doch der Dynamik der Galaxien folgen, sprich sich abplatten, Scheiben bilden und einem Dichtegradienten folgen.

Wenn sie das nicht tut, dann weiß ich nicht, was man unter einer gravitativen WW im Zusammenhang mit der DM und der Materie eigentlich verstehen soll.

Thomas

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 23 Aug 2019 11:26 #56001

Einen Diskus können Teilchen meines Erachtens nur ausprägen, wenn sie Impuls/Drehimpuls übertragen können (z.B. durch Stöße). Wenn nicht, müsste jedes Teilchen seine ursprüngliche Keplerbahn beibehalten und wird dabei nur von gravitativen Wechselwirkungen beeinflusst/abgelenkt. Ich glaube aber nicht, dass dies zu einem DM-Diskus führt (gibt es bestimmt Simulationen dazu).

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 23 Aug 2019 13:04 #56008

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Hallo Thomas,

die Verteilung der DM innerhalb einer Galaxie und auch außerhalb, abhängig vom Radius ist an sich interessant.


Nun wenn wir davon ausgehen dass DM nicht verklumpt, ist obiges eigentlich zu erwarten.

Viel interessanter ist jedoch die Frage, wie muss die DM verteilt sein, um die Bewegung der sichtbaren Komponenten der Galaxien zu erklären.
Die Dynamik der beteiligten Komponenten ist die entscheidende Frage.


Da die DM Masse stark überwiegt, eher die WW der DM untereinander.. vor allem wenn die Geschwindigkeiten der DM in jeweiligen Regionen mit einbezogen. Im Paper drüber wird ja spekuliert das die DM im Aussenbereich kaum rotiert bzw. in Ruhe sein könnte...dies könnte deren Abstossung begünstigen und vice versa...

Schau mal hier.
www.oeaw.ac.at/detail/news/wenn-dunkle-m...-resonanz-stoesst-1/
Paper:
arxiv.org/abs/1810.04709

NG Z.

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 24 Aug 2019 17:57 #56100

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Hi Thomas,

ich freute mich natürlich auf eine Einschätzung deinerseits, bzgl. in letztem Paper vermuteter "Resonanz".
Sobald ..du Zeit hattest mal rein zuschaun, natürlich. Sicher wird diese auch mir helfen die dortigen Annahmen besser zu verstehen.
Danke i.v.
G Z.

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 25 Aug 2019 20:12 #56206

In der Septemberausgabe von Spektrum der Wissenschaft findet sich ein Artikel mit dem Titel: Gibt es die DM wirklich? Autoren sind Sabine Hossenfelder und Stacy McGaugh, beide Astrophysiker.

Auf Seite 55 findet sich folgende Passage:

Die DM macht noch in anderen Bereichen Probleme, zum Beispiel bei s.g. Low Surface Brightness Galaxies (kurz LSBs, englisch für Galaxien mit geringer Oberflächenhelligkeit). Bei diesen leuchtschwachen Galaxien ist die sichtbare Materie dünner verteilt als bei Exemplaren wie der Milchstraße.
Die Hypothese der DM führte ursprünglich zu der Annahme, dass Galaxien mit geringer Oberflächenhelligkeit - also wenig sichtbarer Materie - zudem wenig DM enthalten sollten. Sterne, die in großen Entfernungen vom galaktischen Zentrum kreisen, müssten sich hier langsamer bewegen als in normalen Galaxien gleicher Größe, da die Sterne auf ihren Bahnen von weniger Masse beschleunigt werden.
Die Erwartung erwies sich als falsch. Laut Beobachtungsdaten bewegen sich die äußeren Sterne in den ungewöhnlichen Galaxien genauso schnell wie in den Normalen. Das deutet darauf hin, dass in LSBs trotz spärlich verteilter Sterne tatsächlich ziemlich viel Materie steckt. Deshalb muss das Verhältnis von DM zu normaler deutlich höher sein als ursprünglich erwartet. Aber warum?
Zitat Ende.

Im Folgenden kommen dann die Erklärungsversuche der Theoretiker. Als da wären. Bei der Bildung dieser Galaxien hätte es sehr viele Supernovaexplosionen gegeben, die viel Materie aus denselben herausgetrieben haben, so dass sich das Verhältnis von Materie zu DM zugunsten letzterer verschoben hat.

Ein anderes Argument im gleichen Artikel: theoretisch würde man mit der DM in Galaxienkernen ausgesprochene Dichtespitzen der Materie erwarten. Aber das beobachtet man nicht.

Variiert man in den Simulationen den DM Anteil und die Verteilung derselben in der Galaxie, so kann man fast jede Galaxie virtuell erzeugen. Aber einen Grund, warum die Verteilungen so willkürlich daherkommen, gibt es nicht.

Ich finde die Argumente in diesem Artikel sehr bemerkenswert und aufschlussreich.

Thomas

PS.: neues DM Teilchen postuliert: genannt Gravitino. Sehr schwer und recht selten. Auf 10.000 km3 kommt nur eines
Veröffentlichung jetzt im August vom Gravitationsforschungsinstitut Potsdam. Mal googeln.

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Dunkle Materie Verklumpung = Supermassive Schwarze Löcher 27 Aug 2019 03:43 #56297

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Hallo Thomas,

Danke für die Infos.

Zum "Aber warum", hatte ich eigentlich gerade ein mM. aufschlussreiches Paper verlinkt... s. drüber.: arxiv.org/abs/1810.04709
Dies betreff hier noch ein ziemlich aktueller Scinexx Bericht:...
www.scinexx.de/news/kosmos/kann-dunkle-materie-kollidieren/

Und noch etwas ist merkwürdig: Den Modellen zufolge müsste die Dunkle Materie im Zentrum von Galaxien besonders dichte Klumpen bilden. Doch das ist nicht immer das Fall: „Viele Zwerggalaxien und einige lichtschwache Spiralgalaxien haben eine geringere Dunkle Materie-Dichte im Zentrum als erwartet“, erklären Xiaoyong Chu von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Wien und seine Kollegen.

Resonanz
Normalerweise passieren sich Dunkle-Materie-Teilchen ohne zu interagieren. Doch bei einer bestimmten Energie kommt es zur Resonanz und sie können aneinander streuen. Theoretisch könnten Kollisionen der Dunkle-Materie-Teilchen untereinander diese Diskrepanz erklären: Wenn sie zusammenstoßen, dann prallen sie ab und werden weggeschleudert oder aber sie löschen sich sogar aus. Dadurch würde der Klumpen aus Dunkler Materie im Galaxienzentrum ausgedünnt, so die Theorie. Das Problem dabei: Das müsste dann in allen Galaxienkernen passieren – und nicht nur in den Zwerggalaxien und Spiralen, die vom Modell abweichen.

Kollision nur bei Resonanz?
Jetzt jedoch könnten Chu und sein Team dieses Dilemma gelöst haben.

Es geht recht interessant weiter..

NG Z.

Die Bez. Gravitino, ist nicht so ganz neu. Man kennt sie seit 77 und frühe Papers, die es mit DM in Verbindung brachten, gabs in den 90zigern.
arxiv.org/abs/hep-ph/9605222
arxiv.org/abs/hep-ph/9607273

Warum "Max Planck" hier auch mit "neues Teilchen... " titelt...
Besser, wenn sich ein superschweres Gravitino so drastisch von seinen leichten Kollegen unterscheiden sollte
www.mpg.de/13820073/neuer-kandidat-fuer-dunkle-materie?c=2191
... einen neuen Begriff einzuführen...mM.
Gse

Ps: Noch ein guter Beitrag von 2009, Verteilung .. Massen /Geschwindigkeit - Milchstrasse
www.mpg.de/388772/forschungsSchwerpunkt1

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