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Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Themen zur Kosmologie, Urknall, inflationärer Kosmologie, Expansion, Entwicklung und Zukunft des Universums
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Frank
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Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von Frank » 19. Mär 2017, 22:31

Bis heute wissen Astronomen nicht, was einen Großteil der Materie im Universum ausmacht. Sie nennen diesen mysteriösen Stoff Dunkle Materie, da man lediglich aufgrund seiner gravitativen Wirkung auf seine Existenz schließen kann. Eine neue Untersuchung weit entfernter Galaxien ergab nun, dass der Einfluss Dunkler Materie im jungen Universum offenbar geringer war.
http://www.astronews.com/news/artikel/2 ... -013.shtml

-Heist das nun , dass sich dkl Materie auch erst mit den Jahrmilliarden entwickeln musste?
-Mit was/wem wechselwirkt es dann ?
-Als also die Gasdichte in den frühen Galaxien sehr mächtig war, gab es also im Inneren der Zentren gar keine dkl. Materie?

Das stosse ich doch krass an meine Grenzen ;j
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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von tomS » 19. Mär 2017, 22:39

Es könnte im einfachsten Fall bedeuten, dass DM aufgrund der geringen Wechselwirkung langsamer abkühlt und daher langsamer klumpt.
Gruß
Tom

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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von Skeltek » 20. Mär 2017, 01:48

tomS hat geschrieben:
19. Mär 2017, 22:39
Es könnte im einfachsten Fall bedeuten, dass DM aufgrund der geringen Wechselwirkung langsamer abkühlt und daher langsamer klumpt.
Was nun das Gegenteil von dem bedeuten würde, wozu sie "erfunden" wurde. So würde sie das Zusammenklumpen von Materie eher ausbremsen?
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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von tomS » 20. Mär 2017, 06:58

Nein, sie würde das nicht ausbremsen, sie würde nur weniger stark beitragen. Aber offensichtlich klumpt sind ja auch heute weniger stark als gewöhnliche Materie; der DM-Halo ist ja vergleichsweise groß. Ich weiß nicht, in wie weit die DM überhaupt zur Galaxienbildung beiträgt; evtl. nur in einer frühen Phase um sozusagen initiale Klumpen zu erzeugen; das spätere effiziente Klumpen zu sehr dichten Galaxien könnte dann die gewöhnliche Materie übernehmen.

Ich könnte mir vorstellen, dass man diese Szenarien mit verschiedenen DM-Kandidaten (sterile Neutrinos, Axionen, Neutralinos, ...) durchrechnet und evtl. einige Modelle ausschließen kann.
Gruß
Tom

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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von gravi » 20. Mär 2017, 12:57

tomS hat geschrieben:
19. Mär 2017, 22:39
Es könnte im einfachsten Fall bedeuten, dass DM aufgrund der geringen Wechselwirkung langsamer abkühlt und daher langsamer klumpt.
Ich meine, es ist eher umgekehrt: Weil sie kaum wechselwirkt, konnte sie bereits Klumpen bilden, als das Universum noch strahlungsdominiert war. Die Streuung der Photonen an Materieteilchen verhinderte deren Zusammenballung, die DM blieb davon jedoch unbeeindruckt.

Gruß
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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von tomS » 20. Mär 2017, 14:10

Wenn DM "heiß" entsteht, dann kann sie aufgrund der geringen Wechselwirkung nicht abhkühlen; z.B. bleiben leichte Neutrinos "heiß"
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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von Skeltek » 20. Mär 2017, 14:36

@gravi:
Wieso sollte Strahlung verhindern können, dass sich Materie schneller zusammen klumpt, wenn DM selbst noch viel besser gleichverteilt bleibt als selbst Strahlung?
Jede Form von DM-Dichteanomalie, würde sich praktisch sofort auflösen bzw in Form von Wellen ausbreiten und auf ein großes Areal verteilen.
Reibung und Wechselwirkung ist doch zunächst das einzige, was Materie überhaupt dazu bewegen kann, sich niocht sofort wieder gleichzuverteilen.
Deine Argumentation ist in der Art: "Der Karren mit dem toten Maulesel beschleunigt viel schneller als die Chrysler Viper, weil zwar beide voll Gas geben, die Viper aber ihre Bremsen halb angezogen hat" :D

@tomS:
Ja, hast hundertprozentig recht. Ich ging nur von Gleichverteilung und einem abgeschwächten Massegradienten aus, wie wenn man sie bei absolutem Gleichverhalten beobachten hätte können.
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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von gravi » 20. Mär 2017, 17:32

Ja klar, falls (H)DM aus heißen Neutrinos bestand, war natürlich keine Strukturbildung möglich. Allem Anschein nach koppelte aber im frühen Universum die DM recht schnell von der normalen Materie ab, weshalb sie gravitativ klumpen konnte. Da wir diese Strukturen beobachten, sollte das CDM- Modell zutreffender sein. Und wir sind uns doch wohl einig, dass DM keinerlei Wechselwirkung unterliegt.

Bis zum Alter von ~300 000 Jahren war das All strahlungsdominiert. Der enorme Strahlungsdruck verhinderte bis dahin die Zusammenballung von Materieteilchen, halt durch Streuung der Photonen an den Teilchen. Ja, und das ist die Wechselwirkung, die bis zum genannten Zeitpunkt das Klumpen normaler Materie verhinderte.

Mal was zum Nachlesen:

http://www.hap-astroteilchen.de/186.php

Gruß
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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von Skeltek » 21. Mär 2017, 03:18

Es sind völlig normale Menschen die Physik machen; vergessen wir mal was die breite Masse als ihre eigene Meinung zu haben glaubt.
Erklär mir doch mal, wieso Strahlung überhaupt ein Zusammenballen verhindern soll?
Heiß, Wärme und Verdampfen sind zu einfache Begriffe welche wir aus dem heutigen Alltag grob mit diversen Vorgängen gelernt haben zu assoziieren.
Verstehe hier wirklich nicht, wieso Strahlung einem Zusammenballen entgegenwirken sollte, ein Strahlungsdruck würde gegebenenfalls eher das Gegenteil bewirken und Blasen bilden, währen die Materie durch das zwischen ihr "heraus diffundierte" Strahlenzeuch zusammengepresst würde. Strahlung hätte das wenn, dann entschleunigt, aber einem Zusammenballen nicht aktiv entgegengwirkt.
Entweder lag die meiste Energie als Strahlung vor, oder die Energie steckte in der Masse oder sie steckte in der Bewegungsenergie der Teilchen.

Ein Wassertropfen in einem Druckdominierten Universum... ja klar.
Immer dachte ich dass Strahlungsdominiert bedeutet, dass die meiste Energie in form von Strahlung vorliegt, und nicht dass Strahlung der Materie seinen"Willen aufzwängt".
Strahlungsdruck kann ein Zusammenklumpen nur verhindern, wenn sich die Strahlung zwischen den Materieteilchen befindet - in jeder anderen Form entspräche das einem Druck, welcher die Materie zusammenpresst.
Materie bildete sich zu dem Zeitpunkt erst und die Strahlung diktierte wie dieser Prozess genau ablaufen würde.
Aber ich denke egal welche Widersprüche die DM-Theorie zur Folge hat, sind wir doch eher bestrebt Ursachen in statischen Umständen zu suchen als in dynamischen Prozessen. Schlicht ein Teilchen zu haben welches man für etwas verantwortlich machen kann ist einfacher.

Es ist nur dieser eine Satz, der mich etwas stört:
Der enorme Strahlungsdruck verhinderte bis dahin die Zusammenballung von Materieteilchen, halt durch Streuung der Photonen an den Teilchen.
Klumpenbildung nicht möglich okay... aber Zusammenballungen bzw Dichtefluktuationen sollen auch verhindert werden? Im Ernst?
Die DM ist bis heute immer noch "heiß" und hat kaum etwas an ihrer kinetischen Energie verloren, die brauchen noch nicht einmal Strahlung um sich selbst aneinander zu streuen.

Für mich ist das Argument einfach nicht stichhaltig genug. Für mich presst sich ein Luftgefüllter Kolben welchen man zusammedrückt trotzdem schneller zusammen als ein luftleerer Kolben, auf welchen man keinerlei Kraft ausübt.
Sorry, aber für mich ist die Argumentation einfach nicht einleuchtend genug - so zu tun als sei der dynamische Prozess hinter der Streuung von Strahlung an Teilchen trivial einfach nicht genug.
Strahlung kann Dichtefluktuationen abschwächen, aber nicht verhindern. Es ist im übertragenen Sinne keine aktive Gegenkraft sondern eher ein Widerstand. So ähnlich wie in einen Stromkreis einen Widerstand oder eine Gegenspannung einzubauen - deine Formulierung lässt eher eine Art Gegenspannung statt einen Widerstand dahinter vermuten.
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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von Frank » 21. Mär 2017, 09:06

Skeltek hat geschrieben:
21. Mär 2017, 03:18
Es sind völlig normale Menschen die Physik machen; vergessen wir mal was die breite Masse als ihre eigene Meinung zu haben glaubt.
Erklär mir doch mal, wieso Strahlung überhaupt ein Zusammenballen verhindern soll?
Heiß, Wärme und Verdampfen sind zu einfache Begriffe welche wir aus dem heutigen Alltag grob mit diversen Vorgängen gelernt haben zu assoziieren.
Verstehe hier wirklich nicht, wieso Strahlung einem Zusammenballen entgegenwirken sollte, ein Strahlungsdruck würde gegebenenfalls eher das Gegenteil bewirken und Blasen bilden, währen die Materie durch das zwischen ihr "heraus diffundierte" Strahlenzeuch zusammengepresst würde. Strahlung hätte das wenn, dann entschleunigt, aber einem Zusammenballen nicht aktiv entgegengwirkt.
Entweder lag die meiste Energie als Strahlung vor, oder die Energie steckte in der Masse oder sie steckte in der Bewegungsenergie der Teilchen.
Was Strahlungsdruck bewirkt, kannst du deutlich beim Entstehungsprozess von Sternen sehen. Sobald die Kernfusion einsetzt, bläst der Sternenwind alles weg, was nicht Niet und Nagelfest ist. Bei Riesensternen geht es soweit das alles, was sich vor der Kernfusion nicht geklumpt hat, wegblasen wird(selbst ganze Atmosphären von Planeten.
Das ist natürlich nur im Kleinen , waszum Vergleich im jungen Universum los war.
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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von gravi » 21. Mär 2017, 17:24

@Skel: Du musst bedenken, dass im frühen Kosmos lediglich Protonen, Elektronen und eine Handvoll Heliumkerne existierten. Durch die enorme Temperatur waren die Photonen höchstenergetisch, wollten sich da zwei Teilchen (gravitativ!) zusammenlagern, so bekamen sie durch den Aufprall eines Photons (und Absorption) so viel kinetische Energie, dass sie wieder auseinanderflogen. Sie verhinderten damit auch, dass die Protonen oder Atomkerne Elektronen einfangen konnten. Erst im Alter von 300 000 Jahren waren sie soweit abgekühlt, dass vollständige Atome gebildet werden konnten. Frank's Beispiel zeigt ja auch, welche Energie in Strahlung stecken kann. Wäre das nicht so, würde jedes Sternenzentrum sofort zumNeutronenstern oder Schwarzen Loch kollabieren, je nach Masse halt. So aber stützt die Strahlung den Kern, verhinder das "Zusammenballen".
Im frühen Kosmos war das dann noch viel extremer. Herrschen in den Sternzentren einige Millionen bis zu Milliarden Kelvin, so begann unser All mit 1032 K. Ich will mir gar nicht vorstellen, wie heiß das war...

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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von Skeltek » 21. Mär 2017, 18:32

@Frank: Mein Thema war nicht das Zusammenklumpen, sondern das Zusammenballen von Materie.
Eine grobe Dichtezunahme in einem sehr großräumigen Areal.
Der Druck im Inneren eines Sternes hätte kaum dasselbe Ergebnis, wenn von Außen derselbe Druck aufgebaut würde.
Der Stern fliegt nur auseinander, weil der Druck Innen deutlich größer ist als Außen.

@Gravi: Du redest hier vom Verklumpen zu vollständigen Atomen samt Elektronenhülle; mit einer Vorläufer-Dichtefluktuation hat das nicht viel zu tun.
Und das Beispiel hinkt, da ein Stern eine Strahlenquelle im Inneren hat und künstlich zusätzliche Strahlung auf ein Areal konzentriert neu generiert wird.
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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von Frank » 23. Mär 2017, 09:25

Skeltek hat geschrieben:
21. Mär 2017, 18:32

Der Druck im Inneren eines Sternes hätte kaum dasselbe Ergebnis, wenn von Außen derselbe Druck aufgebaut würde.
Der Stern fliegt nur auseinander, weil der Druck Innen deutlich größer ist als Außen.
Naja, der Stern fliegt ja gerade des Wegen nicht auseinander, weil der passende Gegendruck in Form von Gravitation aufgebaut wird.( Oder meinst du damit die Ausdehnung des eigentlichen Sternes?)
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Re: Dunkle Materie:Einfluss im jungen Universum geringer 

Beitrag von Skeltek » 23. Mär 2017, 20:19

Hatte Entstehungsphase bei dir als Supernove verlesen ^^
Aber wäre ähnlich, es wird nix weg geblasen was von Außen an den Stern gepresst wird.
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