Keine Dunkle Materie in Umgebung der Sonne

[tomS]

http://www.astronews.com/news/artikel/2 ... -022.shtml
Keine Dunkelmaterie in Umgebung der Sonne
astronews.com
18. April 2012

Astronomen haben die bislang genauste Untersuchung der Bewegung von Sternen in der näheren Umgebung der Sonne durchgeführt. Zu ihrer Überraschung fanden sie dabei keinerlei Hinweis auf Dunkle Materie, die eigentlich einen Großteil der Masse unserer Heimatgalaxie ausmachen sollte. Dies widerspricht klar dem allgemein akzeptierten Modell.

[deltaxp]

hab ich auch heue gelesen. es bleibt spannend auf dem kosmologie-markt

[gravi]

Ja, das ist schon äußerst merkwürdig, wenn auch vielleicht erklärbar.

Einerseits sollen ja überall "Halos" aus Dunkler Materie zu finden sein - evtl. sogar im Sonnensystem.

Auf der anderen Seite meine ich jedoch, dass ja die DM spätestens zusammen mit der normalen Materie entstand. Da aber die noch lange vorhandenen Photonen nicht an der DM streuten, hatte diese genügend Zeit, sich in aller Ruhe der gravitativen Wirkung hinzugeben und die Strukturen auszubilden, an denen entlang sich heute die Materie orientiert (siehe z.B. http://abenteuer-universum.de/kosmos/urknall5.html#kog, ganz unten Darstellung nach den Sloan- und Cfa2-Surveys).
Sollte das zutreffen, würde man innerhalb einer Galaxie vergeblich nach DM spüren - was obige Beobachtungen bislang bestätigen.

Gruß
gravi

[Timm]

Sollte die DM tatsächlich nicht existieren, dürften die Mond Theorien Aufwind bekommen,

Gruß, Timm

[tomS]

Sollte das zutreffen, würde man innerhalb einer Galaxie vergeblich nach DM spüren - was obige Beobachtungen bislang bestätigen.

Aber in sehr vielen Fällen zeigen doch die Messungen der Rotationsgeshwindigkeit der Sterne in Galaxien, dass die DM dort vorhanden ist - wenn auch nicht mit der selben Verteilung die die normale DM

[seeker]

Ist das nicht ein weiterer Hinweis, der gegen MOND und für DM spricht?
Sieht es nicht so aus: In unserer näheren Umgebung bewegt sich alles "normal", auf Ebene der Galaxien aber nicht.
Wie will die MOND solche Inhomogenitäten erklären? DM könnte das prinzipiell, durch ungleichmäßige Verteilung der DM im Bereich der Galaxien.

Grüße
seeker

[gravi]

Wie man es auch nimmt, es bleibt eine ganz spannende Kiste!
Eigentlich müsste ja auch innerhalb einer Galaxie DM vorhanden sein, wenn man die Unregelmäßigkeiten der Bahngeschwindigkeiten umlaufender Sterne betrachtet. Irgendwo habe ich auch im Hinterkopf, dass man bereits einige microlensing- Ereignisse an einzelnen Sternen beobachtet hat, die von unsichtbaren Objekten verursacht waren (kann aber auch sein, dass es sich um Dunkelobjekte zwischen uns und den Magellanschen Wolken handelte, ich weiß es jetzt nicht mehr exakt).

Doch verflixt noch mal, wenn es DM selbst im Sonnensystem geben sollte - wie es ja teilweise angenommen wird - weshalb ist noch keine Raumsonde dagegen gestoßen...? Vermutlich weil unsere nähere Heimat "sauber" ist.

Fest steht jedenfalls, und zwar felsenfest, dass es ETWAS geben muss. Ansonsten würde unser Kosmos heute nur aus einer sehr verdünnten, kalten Gaswolke bestehen. Denn innerhalb der Strahlungsära haben die Photonen durch Streuung die Materie hübsch gleichmäßig verteilt. Erst im Anschluss konnte das Gas den gravitativen Wirkungen gehorchen - eben der Anziehung der DM. Das spricht dann nach meinem Dafürhalten eher deutlich gegen die MOND...

Gruß
gravi

[Skeltek]

Ich halte um ehrlich zu sein beide Theorien für Quatsch.
Daß die äußeren Sterne in Galaxien zu schnell rotieren bzw eine erhöhte Aniehungskraft erfahren ist meiner Meinung nach zwangsläufige Folge des Drehimpulses der inneren Bereiche.
Wenn sich die Hälfte der Sterne mit relativistischer Geschwindigkeit auf mich zu bewegt und die andere Hälfte mit relativistischer Geschwindigkeit wegbewegt wird sich die Gesammtanziehungskraft zwangsläufig erhöhen.
Außerdem erhöht Transversalgeschwindigkeit ja auch die Gravitation...
Ich glaube daß man aus der Diskrepanz zwischen errechneter und beobachteter Bahngeschwindigkeit darauf schließen kann, inwiefern transversaler Geschwindigkeits- bzw Impulsunterschied die Gravitation erhöht bzw erniedrigt und ob dies skalar oder richtungsabhängig geschieht; statt irgendetwas dazu zu erfinden, weil man die anderen vorhandenen Parameter nicht noch einmal revidieren möchte.
Ich halte es sogar für nicht unwahrscheinlich daß von den paar Tausend Wissenschaftlern, die in dem Sektor tätig sind und ihr Fach auch top-verstehen, noch keiner so eine einfache Rechnung auch mal umgesetzt hat...

[quote=gravi]
Erst im Anschluss konnte das Gas den gravitativen Wirkungen gehorchen - eben der Anziehung der DM. Das spricht dann nach meinem Dafürhalten eher deutlich gegen die MOND...
[/quote]
Die DM war auch gleichverteilt. Wenn diese kaum wechselwirkt, wird sie sich eher gegen ein Zusammenballen wehren als normale Materie.

[gradient]

Hallo zusammen,

eigentlich wird damit ja nur angedeutet, dass DM wohl eher nicht kugelsymmetrisch bzw. homogen verteilt ist. Daher sehe ich das nicht gerade als Schlag gegen die Existenz von DM.

@Skeltek:

Daß die äußeren Sterne in Galaxien zu schnell rotieren bzw eine erhöhte Aniehungskraft erfahren ist meiner Meinung nach zwangsläufige Folge des Drehimpulses der inneren Bereiche.

Ich verstehe deinen Mechanismus nicht. Willst du damit sagen, dass Drehimpuls ausgetauscht wird? Wenn ja, warum?
Die zu hohen Bahngeschwindigkeiten der äußeren Sterne bleiben problematisch, da sie ohne DM nicht auf stabilen Bahnen sein können (vorausgesetzt, die ART bzw. das Gravitationsgesetz ist anwendbar).

Wenn sich die Hälfte der Sterne mit relativistischer Geschwindigkeit auf mich zu bewegt und die andere Hälfte mit relativistischer Geschwindigkeit wegbewegt wird sich die Gesammtanziehungskraft zwangsläufig erhöhen.

?
Wo treten relativistische Geschwindigkeiten auf? Was meinst du mit letzterem?

Ich halte es sogar für nicht unwahrscheinlich daß von den paar Tausend Wissenschaftlern, die in dem Sektor tätig sind und ihr Fach auch top-verstehen, noch keiner so eine einfache Rechnung auch mal umgesetzt hat...

Kannst du diese einfache Rechnung mal vorführen? Ich denke nicht, dass die Wissenschaftler, von denen du sprichst, gerne an der Dunklen Materie festhalten.

MfG
Patrick
(Ich hoffe, ich habe keinen versteckten Humor übersehen.)

[gravi]

Da schließe ich mich gerne gradient an und warte auf die Erläuterungen...

Sicher, zu Beginn war auch die DM gleichmäßig verteilt im jungen Kosmos. Allerdings gab es auch Fluktuationen (wie wir ja von der Hintergrundstrahlung wissen), wodurch sich gravitative Ungleichheiten einstellen konnten. Das ermöglichte dann der DM Strukturen auszubilden.

Gruß
gravi

[Skeltek]

Ich habs jetzt mal für die Milchstraße überschlagen. Die Bahngeschwindigkeitsdifferenz der innersten Sterne zu den äußersten reicht aus, um die "relativistische Masse"(veraltetes Wort) der inneren Sterne um ca 5% zu erhöhen. Der Wert ist je nach Größe, Massedichte und Drehimpuls von Spiralgalaxien unterschiedlich.
Ich denke der Wert ist nicht so unwesentlich, als daß er nicht zu den erwarteten 23% Dunkle Materie Anteil der Galaxien beitragen würde. Möglicherweise habe ich mich auch verrechnet und der Wert ist niedriger oder höher ^^
Vielleicht trägt ja auch die ungleichmäßige Verteilung der Masse in einer Spiralgalaxie zu anderen gravitativen Potentialgefällen bei.

Ich stelle ja nur Mutmaßungen =)

[gradient]

Du sagst, dass durch die Bewegung der Sterne im Inneren ihre "relativistische Masse" zunimmt und somit auch die Gravitation?
Wenn ja: So einfach geht das nicht. Dieser Trugschluss kommt nur durch den Begriff "relativistische Masse" zustande. Man sollte diesen Begriff aus dem eigenen Wortschatz verbannen. In der ART geschieht die Wechselwirkung über Energie und Impuls (bzw. ihre Dichten). (Und sowas einfaches wie F=ma gilt natürlich nicht mehr, weil dp/dt != ma.)

Vielleicht trägt ja auch die ungleichmäßige Verteilung der Masse in einer Spiralgalaxie zu anderen gravitativen Potentialgefällen bei.

Das habe ich vor gut einem Jahr auch mal probiert, indem ich eine Galaxie als Zylinder angenähert habe und das Gravitationspotential in Legendre-Polynome entwickelt habe. Das liefert gar keine Erklärung. Außerdem kann man die Bewegung von Sternen in Massenverteilungen gut simulieren. Leider (?) lässt sich da keine Diskrepanz zwischen Simulation und Newtonscher Gravitation erkennen.

MfG
Patrick

[gravi]

Die unregelmäßige Verteilung der Bahngeschwindigkeiten von Sternen in einer Galaxie war auch nur ein Grund für die Annahme der DM (Zwicky). Seinerzeit waren Galaxienhaufen noch kaum bekannt.
Heute sehen wir jedoch, dass diese Haufen nicht gleichmäßig im Kosmos verteilt sind, wie man eigentlich annehmen müsste. Nein, sie bilden netzartige Strukturen aus. Die Materie muss also durch irgend etwas gravitativ dazu bewegt worden sein.

Gut, wenn wir dem Eingangsposting Glauben schenken dürfen, dann gibt es nur wenig oder keine DM in unserer Nähe. Merkwürdig bleibt dann dennoch, dass sie Halos um die Galaxien herum bilden soll, gleichzeitig aber diese filamentartigen Strukturen auf kosmischen Skalen bereit hält. Schwer zu verstehen, solange man nicht die Natur dieser rätselhaften Erscheinung kennt...

Gruß
gravi

[seeker]

Die Bahngeschwindigkeitsdifferenz der innersten Sterne zu den äußersten reicht aus, um die "relativistische Masse"(veraltetes Wort) der inneren Sterne um ca 5% zu erhöhen.

5%? Das kann nicht sein. Da muss du dich um ein paar Kommastellen verrechnet haben.
Unsere Sonne hat beispielsweise eine Bahngeschwindigkeit von ca. 220 km/s um das galaktische Zentrum, also nur Bruchteile von c...
Außerdem wirkt die relativistische Masse nicht als Gravitationsquelle, es gibt nur eine Masse: die Ruhemasse.
Das hatten wir doch auch schon einmal lang und breit diskutiert?

Grüße
seeker

[gravi]

Interessant ist in diesem Zusammenhang die Mai- Ausgabe der Spektrum, die ich gerade bekommen haben.

Zwar konnte ich den Artikel noch gar nicht lesen, was mir persönlich aber neu ist, dass die Scheibe unserer Galaxis verbogen ist, so wie eine Schallplatte, die ein wenig zu warm wurde.
Auch hier vermutet man wieder einen Einfluss der DM. Die Verbiegung der Scheibe soll eine langsam voranschreitende Wellenbewegung sein, die durch eine Störung der DM hervorgerufen wird. Die DM selbst wird dabei von Satellitengalaxien beeinflusst.

In jedem Fall aber ist die Masse der Milchstraßen- Begleitgalaxien viel zu klein, um allein für die Verformungen verantwortlich zu sein.

Jetzt lese ich aber erst mal in Ruhe den ganzen Artikel...

Gruß
gravi

[tomS]

ich fand den Artikel auch spannend; das Problem ist, dass die DM immer mehr erklären muss; alles was irgendwie unklar ist, wird dahin geschoben

[Skeltek]

Unsere Sonne hat beispielsweise eine Bahngeschwindigkeit von ca. 220 km/s um das galaktische Zentrum, also nur Bruchteile von c...
Außerdem wirkt die relativistische Masse nicht als Gravitationsquelle, es gibt nur eine Masse: die Ruhemasse

S2 umkreist Saggitarius z.B. mit 5000km/s, was man als Untergrenze für Bahngeschwindigkeit für Material sehen könnte, das bereits im SL verschwunden ist.
Habe mich mit dem EIT nicht so intensiv befasst als dass ich den Begriff benutzen wollte, ich dachte nur Impuls und Energie tragen genauso zur Gravitation bei bzw fließen in den EIT ein.
Mal anders gefragt: wieviel Energie BTW Impuls wäre denn nötig um die Anziehungskraft sagen wir mal zu verdoppeln?

[positronium]

Mal anders gefragt: wieviel Energie BTW Impuls wäre denn nötig um die Anziehungskraft sagen wir mal zu verdoppeln?

Das müsste man doch einfach abschätzen können:

und

wird bei Gleichsetzung von kinetischer Energie und Ruhemasse, also der Verdoppelung der Anziehungskraft, zu:

Ergebnis ist 259627884 m/s.

[Skeltek]

Okay seh den Fehler. Ich hatte am Schluss bei der Abschätzung 3/4 quadriert statt die Wurzel zu ziehen. Hab dann 9/16 c für Verdopplung raus bekommen statt 0,88 c
Trotzdem überlege ich gerade inwieweit z.B. Lageenergie zur Gravitation beiträgt. Nehmen wir an Materie nähert sich durch umsetzen von Lageenergie(unter zunächst Verlust von kinetischer Energie) an den Galaxiemittelpunkt bzw wird danach schneller. Die Masse bleibt gleich, kinetische Energie nimmt zu. Die zusätzliche Gravitation muss doch vorher schon vorhanden gewesen sein?
Egal wie ich es drehe; durch hinzuführen von Energie bzw. Das versetzen von Objekten in höhere Umlaufbahnen nehmen sowohl kinetische Energie ab als auch Impulsdichte, Masse bleibt konstant. Trotzdem nimmt die Gesammtenergie des Systems zu... Kann man dann sagen, dass auch Lageenergie zur Gravitation beiträgt?
Bei Teilchenverbänden wird doch auch die Bindungsenergie entsprechend von der Masse abgezogen bzw addiert?

[seeker]

Von deinem Rechenfehler abgesehen:
Eine zusätzliche Masse im Zentralbereich würde nach meinem Wissen die seltsame Rotation der Galaxien ja auch nicht erklären können.
Mit der Rotation der inneren Sterne haben wir keine Probleme. Was uns Kopfschmerzen bereitet (wegen der Keplerschen Gesetze) ist die Rotationsgeschwindigkeit der weiter außen gelegenen Sterne: DIE ist zu hoch - und zwar relativ zur Geschwindigkeit der inneren Sterne. Es geht dabei um das r-abhängige Geschwindigkeitsprofil. Es fehlt daher vermutlich Masse, aber nicht (vorwiegend) im Zentrum, sondern überall oder zumindest in den Außenbereichen.

Zum Energie-Impuls-Tensor müsste dir jemand anders weiterhelfen.

Grüße
seeker

[positronium]

Eine genaue Betrachtung der Energien und Gravitation würde mich auch interessieren. Es stellt sich ja nicht nur die Frage danach, welche Energien Einfluss auf die Gravitation haben, sondern ich frage mich auch, ob deren Einfluss unterschiedlich ist. So eine Elementarteilchenenergie dürfte ja skalar sein, kin. Energie ist eine vektorielle Grösse (Wie ist hier der Einfluss auf die Gravitation? Betragsmässig, winkelabhängig oder auch gar richtungsabhängig?) und pot. Energie ist wohl so etwas wie ein Vektor in seine eigene Dimension. Ich schätze 'mal, dass die Physiker das schon in allen erdenklichen Facetten abgeklopft haben, aber mir wird schon ganz ungut, wenn ich nur daran denke, wie aufwendig die Recherche danach wäre...

[tomS]

Quelle der Gravitation ist der Energie-Impuls-Tensor (!)

Man unterscheidet in der ART üblicherweise zwischen "Materie" bzw. Staub", d.h. Druck = 0 (da der Druck enthalten ist) und Strahlung (was hier irrelevant ist)

[Skeltek]

@ Seeker: ich denke die Gravitation die die inneren Bereiche/Sphäroide auf die Äußeren ausüben ist ihre Masse PLUS die kinetische Energie die sie irgendwo in der Nähe des Galaxiemittelpunktes hätten. Die potentiell kinetische Energie kann nicht gravitativ absolut nutzlos sein, nur weil sie noch als Lageenergie vorliegt.

[gravi]

He Leute, warum macht ihr das hier so kompliziert?

Die Sterne, die das galaktische Zentrum umkreisen, laufen auf simplen Keplerbahnen genau so wie die Planeten im Sonnensystem. Ich glaube nicht, dass man hier unbedingt die Gravitationswirkung der kinetischen Energien heranziehen muss. Und nur wenn man es ganz genau wissen will sind die Umlaufbahnen relativistisch zu betrachten. Die Abweichungen gegenüber den Keplerbahnen sind allerdings nur gering und sie könnten sicherlich nicht die Bahngeschwindigkeiten der Sterne in den äußeren Galaxisbereichen erklären.

Auch die Masse der neu gefundenen Begleiter der Milchstraße, ein weiteres Dutzend von Zwerggalaxien, reicht dazu nicht aus (es werden sogar noch Hunderte vermutet, die aber zu lichtschwach sind). Irgendwo draußen vor "den Toren der Galaxis" muss es etwas geben, was die Raumzeit so verbiegt, dass die äußeren Sterne richtig auf Trab kommen. Nur was das ist, ja das wüssten wir wohl alle gerne...

Gruß
gravi

[Kurt]

He Leute, warum macht ihr das hier so kompliziert?
...
dass die äußeren Sterne richtig auf Trab kommen. Nur was das ist, ja das wüssten wir wohl alle gerne...

Nicht die äusseren Sterne traben zu schnell, die inneren traben langsamer, und das deswegen weil der "Trägerdruck" innen geringer ist als -weiter draussen-.
Die Ortsfaktoren sind innen kleiner, darum ist die Eigenbeschleunigung der Materie geringer.


Gruss Kurt