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Ekliptik

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Ekliptik

Beitrag von Dares » 17. Jul 2016, 19:17

Hallo,

ich habe mal wieder ein ganz dummes Thema durch welches ich erst durch Frank aufmerksam geworden bin:

Warum bewegt sich alles in der Ekliptik? Ich schaue mir unser Sonnensystem an und es bewegt sich selber in der Ekliptik.
Ich schaue mir eine Galaxie an und sie bewegt sich auch so einigermassen in der Ekliptik. Gut die Galaxien scheinen auch manchmal etwas "schief" zu stehen wie der Uranus.
Gut, das wäre dann auch meine Frage: Ob jetzt mal Ekliptik gesagt einen festen Bestand hat oder ob die festgezurte Ekliptik nicht mehr als ein chaotisches System ist?

Wäre nett von euch wenn ihr viel dazu schreiben würdet.

LG

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Re: Ekliptik

Beitrag von belgariath » 17. Jul 2016, 20:08

Die Ekliptik ist die Ebene der Erdbahn um die Sonne im Raum. Da sich die Erde um die Sonne bewegt, ist diese Ebene dann von der Erde aus an die Himmelskugel projiziert die Bahn der Sonne am Himmel.
Man kann deshalb eigentlich nicht sagen, dass sich unser Sonnensystem in der Ekliptik bewegt. Eine beliebige Galaxie bewegt sich auch nicht in der Ekliptik, ich weiß echt nicht wie du zu dieser Ansicht kommst. Galaxien sind ja wie Fixsterne fix am Himmel, d. h. sie bewegen sich im Jahresverlauf gar nicht.
Die Sonne bewegt sich per Definition auf der Ekliptik. Die meisten Planeten (und Asteroiden) nur ungefähr.
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Re: Ekliptik

Beitrag von Dares » 17. Jul 2016, 20:29

belgariath hat geschrieben:Die Ekliptik ist die Ebene der Erdbahn um die Sonne im Raum. Da sich die Erde um die Sonne bewegt, ist diese Ebene dann von der Erde aus an die Himmelskugel projiziert die Bahn der Sonne am Himmel.
Man kann deshalb eigentlich nicht sagen, dass sich unser Sonnensystem in der Ekliptik bewegt. Eine beliebige Galaxie bewegt sich auch nicht in der Ekliptik, ich weiß echt nicht wie du zu dieser Ansicht kommst. Galaxien sind ja wie Fixsterne fix am Himmel, d. h. sie bewegen sich im Jahresverlauf gar nicht.
Die Sonne bewegt sich per Definition auf der Ekliptik. Die meisten Planeten (und Asteroiden) nur ungefähr.
Gut Belgariath, das hat Du schon gut geschrieben und erklärt. Aber nehmen wir als Bsp. mal eine Galaxie, ganz egal welche jetzt. Die rotieren doch auch und haben eine Ekliptik ohne unseren eigenen Bezugsstandpunkt zu betrachten. Um es mal anders zu sagen: Warum bewegt sich alles auf einer mehr oder weniger flachen Ebene? Das Sonnensystem tut es und Galaxien auch. Auf eine andere Frage warum einige Galaxien "schiefstehen" komme ich dann später nochmal zurück.

LG

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Re: Ekliptik

Beitrag von positronium » 17. Jul 2016, 21:57

Wenn man nur ein Objekt und ein Kraftzentrum hat, muss die Bewegung in einer Ebene ablaufen - woher sollte auch eine anderweitige Richtungsänderung stammen... Abgesehen von Störungen hat man ein Objekt (z.B. Erde) mit einem bestimmten Impuls (=geradlinig), der durch die Zentralkraft (z.B. Gravitationskraft der Sonne) immer in Richtung Sonne gedreht wird. In einem idealen System wird so der Impuls zum Drehimpuls.

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Re: Ekliptik

Beitrag von Dares » 17. Jul 2016, 23:25

Danke Positronium,

das ist ein guter Ansatzpunkt. Ich weiss ich komme mal wieder vom Kleinen bis ins Grosse.
Gut, ich habe es verstanden das der Drehimpuls die Struktur einer Galaxike bildet oder unseres Sonnensystems.
Da bin ich überfragt, Wenn ich davon ausgehe das scheibenförmige Strukturen nur zufällig sind was wäre dann die reale Struktur?
Eine weiterführende Frage wäre ob Galaxien in der Form nicht auch eine Struktur bilden die scheibenförmig ist oder ist unser Universum nicht doch auch scheibenförmig?

Wäre mal eine Frage und ich finde sie garnichtmal witzig.

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Re: Ekliptik

Beitrag von seeker » 17. Jul 2016, 23:49

Du fragst, warum unser Sonnensystem (Sonne und Planeten) im wesentlichen scheibenförmig ist und nicht z.B. kugelig?
Keine schlechte Frage.
Es liegt an der Enstehung des Sonnensystems aus einer Wolke heraus.
Bevor ich viele Worte verliere, darüber was passiert, wenn sich eine unreglemäßig geformte Materiewolke zusammenzieht, die von Anfang an zumindest etwas rotiert hat, schau dir mal dieses Video hier an, damit sollte es klar werden (in den ersten 10 min wird es erklärt):

https://www.youtube.com/watch?v=pWbu8VbOboQ

Bei unserer Scheiben-Galaxie 'Milchstraße' waren die Gründe ähnlich. Das muss aber nicht immer so laufen, wie man z.B. an unregelmäßig geformten Galaxien oder Kugelgalaxien sehen kann.

Wird es klar?

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Re: Ekliptik

Beitrag von Dares » 18. Jul 2016, 06:26

seeker hat geschrieben:Wird es klar?
LOL Seeker, eben nicht.
Danke für den Link mit der Sendung von N24. War dann nochmal ganz interessant. Meine Frage war wie Du selber es richtig erkannt hast mal dahingehend warum sich dann alles scheibenförmig entwickelt. Wenn eine rotierende Gaswolke kollabiert dann strömt doch Materie von allen Seiten rein. Also müsste das Gebilde wie Du gesagt hast kugelförmig sein. Ist es aber nicht. Wo liegt denn nun der blöde "Haken"?

LG

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Re: Ekliptik

Beitrag von Frank » 18. Jul 2016, 12:12

seeker hat geschrieben:Du fragst, warum unser Sonnensystem (Sonne und Planeten) im wesentlichen scheibenförmig ist und nicht z.B. kugelig?
Keine schlechte Frage.
Es liegt an der Enstehung des Sonnensystems aus einer Wolke heraus.
Bevor ich viele Worte verliere, darüber was passiert, wenn sich eine unreglemäßig geformte Materiewolke zusammenzieht, die von Anfang an zumindest etwas rotiert hat, schau dir mal dieses Video hier an, damit sollte es klar werden (in den ersten 10 min wird es erklärt):

https://www.youtube.com/watch?v=pWbu8VbOboQ
Das Video ist aber nach dem heutigen Stand der Wissenschaft ziemlich veraltet. D.h. die innen Felsenplaneten,aussen Gasriesennahme, ist durch die vielen Exosystem doch mehr als fraglich.
Ansonsten ist wohl die Masseverteilung für ein flaches System verantwortlich. Ein Durcheinander in den Umläufen würde über so einen langen Zeitraum zwangsläufig zu massiven Kollisonen führen(oder zum rauskicken aus dem System).
Darum geht unter Umständen halt nur die Scheibe und sonst nichts anderes.

Die Kugelsternhaufen sind ja auch da, aber hier sprechen wir doch von ganz anderen Entfernungen zwischen den Objekten und deren gravitativen Einfluss.
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Ekliptik

Beitrag von seeker » 18. Jul 2016, 13:35

Dares hat geschrieben:Wenn eine rotierende Gaswolke kollabiert dann strömt doch Materie von allen Seiten rein. Also müsste das Gebilde wie Du gesagt hast kugelförmig sein. Ist es aber nicht. Wo liegt denn nun der blöde "Haken"?
Der Haken liegt in der Rotation der Wolke, die beim Zusammenziehen erheblich zunimmt (Pirouetteneffekt wegen Drehimpulserhaltung).
Rotation erzeugt Fliehkräfte - und zwar nicht in allen Richtungen gleich, sondern in einer Ebene, senkrecht zur Rotationsachse und abstandsabhängig: An der Drehachse selbst ist die Fliehkraft gleich Null (...und gerade dort, im Mittelpunkt der Drehachse ist das Gravitationszentrum). Die Gravitation wiederum wirkt in alle Richtungen gleich.
Die Fliehkraft ist dem Abstand proportional, die Gravitation ist dem Quadrat des Abstands proportional, das kommt noch hinzu.

Und aus der Kombination von Gravitation und Fliehkraft ergibt sich dann eben etwas mehr oder weniger Scheibenförmiges.
Im Grunde sind sogar unsere Planeten scheibenförmig, da sie rotieren - nur eben ganz, ganz wenig, da bei den dortigen Verhältnissen die Gravitationswirkung überwiegt (sieht dann halt kugelig aus, aber eigentlich sind es sehr dicke Scheiben).

Ob also etwas eher kugelig wird oder eher scheibenförmig, hängt davon ab, wie stark die Anteile der Fliehkraft und der Gravitation im Verhältnis zueinander wirken, was von beiden überwiegt: hohe Gravitation, langsame Rotation -> Kugel; geringe Gravitation, schnelle Rotation -> Scheibe

...und da die Gravitation schneller mit dem Abstand abnimmt als die Fliehkraft, da quadratisch, hängt das auch immer mit den Entfernungen zusammen bzw. mit der Größe der betreffenden Objekte (Planeten, Sonnensysteme/Wolken, Galaxien, ...)

Aus demselben Grund ist unsere Galaxie auch in der Mitte eher kugelig (der sog. Bulge) und außen herum eher scheibenförmig.
Abstandsgeschichte!

Hast du das nicht gesehen, wie das beim Glas in dem Video war? Das flüssige Glas ist dort auch von einem kugeligen Klumpen zu einer Scheibe geworden, sobald es der Glasbläser hat rotieren lassen.

@Frank: Ja, mag sein. Ich hab auf die Schnelle nichts besseres gefunden und mir ging es um die ersten 10 min, wo das mit der Scheibenform halbwegs erklärt wird.

Gruß
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Re: Ekliptik

Beitrag von Dares » 18. Jul 2016, 21:23

@Seeker,

ein grosses "Danke" für Deine ausführliche Erklärung.
Das ,mit der Rotation und mit der Scheibenbildung habe ich jetzt so etwas begriffen.
Jetzt kommen von mir wie immer mal die ganz üblen Zusatzfragen. Wenn man es so sieht müsste dann das gesamte
Universum nicht auch scheibenförmig sein?

LG

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Re: Ekliptik

Beitrag von seeker » 18. Jul 2016, 22:47

Gerne! :)
Dares hat geschrieben:Jetzt kommen von mir wie immer mal die ganz üblen Zusatzfragen. Wenn man es so sieht müsste dann das gesamte
Universum nicht auch scheibenförmig sein?
Wenn es als Ganzes rotieren würde, dann könnte man sich vielleicht schon vorstellen, dass die Masseverteilung im Universum auch eher scheibenförmig wäre. Vielleicht aber auch selbst dann nicht: Wenn das Universum als Ganzes rotiert, ist das etwas anderes, als wenn etwas IM Universum rotiert, hat also auch andere Auswirkungen. Vielleicht erzählt Tom noch etwas dazu.

Jedenfalls:
Wir glauben aber nicht, dass es das tut! Wir glauben, dass der Gesamtdrehimpuls des Universums gleich Null ist.
Na ja, hauptsächlich deshalb, weil wir dann kein funktionierendes mathematisches Modell vom Universum mehr hätten, wenn es rotieren würde und weil es einigen unserer Grundannahmen widersprechen würde, als da wären: Homogenität und Isotropie des Universums.
Außerdem spielt da dann auch die Topologie mit hinein.
Und außerdem: Im Wesentlichen beobachten wir das auch nicht, dass das Universum in irgendeiner Beobachtungsrichtung anders ausschaut als in einer anderen. Das müsste aber so sein, wenn die Materieverteilung auf großen Skalen inhomogen/unsymmetrisch (also scheibenförmig wäre).
Allerdings wären da dann noch die derzeit noch unerklärten Beobachtungen bezüglich der bevorzugten Rotationsrichtung von Galaxien...

Gruß
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Re: Ekliptik

Beitrag von Dares » 19. Jul 2016, 00:14

Vielleicht erzählt Tom noch etwas dazu.
Wäre nett, wenn er es liest und pfeifereuchend etwas schreibt.

Allerdings wären da dann noch die derzeit noch unerklärten Beobachtungen bezüglich der bevorzugten Rotationsrichtung von Galaxien...

Also ich glaube das Thema hatten wir schonmal in einem anderen Threaed. Also Galaxien wüden sich von selbst magnetisch ausrichten? Ist ein interessantes Thema. Nur wohin richten sich die Galaxien aus? Wenn dem so ist, müsste es doch einen
magnetischen Pol geben? Oder liege ich da falsch?

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Re: Ekliptik

Beitrag von seeker » 19. Jul 2016, 09:57

Da liegst du falsch.
Mit Magnetismus hat das ganz sicher nichts zu tun, viel zu schwach.
Zur bevorzugten Ausrichtung der Galaxien gab es mal einen Thread. Wir sollten dort darüber weiterreden:

Rotiert das Universum?
viewtopic.php?f=79&t=2319


Gruß
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Re: Ekliptik

Beitrag von seeker » 19. Jul 2016, 13:14

Ich habe noch das hier als Erklärung für die Scheiben gefunden:

Wieso bewegen sich die Planeten des Sonnensystems alle in einer Ebene?
http://scienceblogs.de/astrodicticum-si ... ner-ebene/

Das ist auch ne gute Erklärung in dem Video. Es widerspricht dem was ich gesagt habe nicht, sondern ergänzt es, indem es erklärt, wie nicht in Scheibenebene vorliegende Bewegungen durch Stoßprozesse eliminiert werden.
Am Ende wird die aus einer Wolke entstehende Scheibe im Wesentlichen die Ausrichtung haben, die schon bei der Wolke durch ihren Gesamt-Drehimpuls* vorgegeben war, falls keine weiteren äußeren Störungen die Drehachse kippen.

*: Gesamt-Drehimpuls ungleich Null bedeutet, dass sich in der Wolke zwar alle Teilchen in irgendeiner Richtung bewegen, dass aber zusammengenommen, in Summe dennoch eine bevorzugte Drehrichtung existiert, um deren Achse mehr Teilchen rotieren als in allen anderen Richtungen.
Anders: Wenn man sich vorstellt die Wolke wäre auf einen Punkt konzentriert (also ihren Schwerpunkt), dann kann man ausrechnen, dass sich dieser Punkt drehen würde, also eine Drehachse besitzt, die eine eindeutige Ausrichtung hat. Diese Achse bleibt bei der Kontraktion der Wolke erhalten und sorgt dann für die Scheibenform, wenn der Drehimpuls im Verhältnis zur Masse und Ausdehnung dafür ausreicht.

Und zur Ausrichtung unseres Sonnensystems in unserer Galaxis (auch interessant):

Wie ist das Sonnensystem innerhalb der Milchstraße ausgerichtet und wie bewegt es sich durch die Galaxis?
http://scienceblogs.de/astrodicticum-si ... e-galaxis/

Gruß
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Re: Ekliptik

Beitrag von Dares » 19. Jul 2016, 15:16

@Seeker

Klasse, die letzten Links waren wirklich gut und verständlich.
seeker hat geschrieben:Da liegst du falsch.
Mit Magnetismus hat das ganz sicher nichts zu tun, viel zu schwach.
Zur bevorzugten Ausrichtung der Galaxien gab es mal einen Thread. Wir sollten dort darüber weiterreden:

Rotiert das Universum?
viewtopic.php?f=79&t=2319


Gruß
seeker
Nee Seeker, es gab dahingehend was ich oben gefragt habe noch einen anderen Thread. Gut die ganzen Sachen sind ja auch immer sehr themenübergreifend. Ich habe dann leider auch dann mal wieder mehr als 1 Tsd. Dinge im Kopf.
Also bei der Frage ging es um die "grosse Wand" und Berechnungen zufolge richten sich Galaxien erstmal soweit aus dass sie dann eben zu irgendwas versuchen sich hinzubewegen. Das ist sowieso ein spannendes Thema und man könnte einen Thread daraus machen. Also wenn ich so darüber nachdenke wäre es ein Thema für sich und man könnte es neu reinstellen.
Oder meinst Du man könnte die Sache nochmal in Deinem alten Topic besprechen?

Grüsse

Dares

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Re: Ekliptik

Beitrag von deltaxp » 19. Jul 2016, 17:38

das ist in der tat nicht so sehr trivial und wird in den populärwissenschaftlichen Sendungen meist nicht erklärt. der piruetten Effekt reicht nicht, um das Phänomen zu erklären. ich hab mal eine einfache Simulation geschrieben, die diesen Effekt nachvollziehen konnte. der schlüssel zur Bildung einer scheibe ist Reibung !! Ohne Reibung keine ebene.

ich versuchs mal zu erklären.
eine Gaswolke die zu einem Sternen hat typischer weise immer irgendeinen drehimpuls und damit eien Drehachse.
eine Ursache davon ist die galaxien-Rotation. gaswolkenteile teile mehr zum Zentrum drehen sih um das Zentrum mit einer anderen drehgeschwindigkeit als abgewandte so das relativ zum massezentrum der Gaswolke ein drehimpuls vorliegt.
selbst bei einer hypothetischen grossen Gaswolke ohne drehimpuls können kleiner gaswolkengebiete die kollabieren einen drehimpuls haben (aus einer grossen Gaswolke entstehen meist tausende von Sternsystemen), denn nu die summe muss 0 sein.

also das nehmen wir an, dass ein drehimpuls um eine dominierende achse gesteht.

jetzt haben wir vereinfach zwei einfalls Richtungen (bzw linearkombinationen von denen) von Materie i Richtung Zentrum. die eine Richtung ist parallel zur Rotationsachse, die andere ist radial zur Rotationsachse ins Zentrum + die rotationskomponente.

und jetzt kommt die Reibung ins spiel. das wird schon ganzschön dicht darin. die Reibung ist proportiobnal zur relativ-Geschwindigkeit zwischen den Teilchen (bei Turbulenz sogar zu deren Quadrat, das ist aber nicht so wichtig).

nimm die ebene der ecliptic: Teilchen die sich in der ebene bewegen und einander reiben geben den drehimpuls von innen nach aussenweiter, denn das innere Teilchen bewegt sich schneller und wird abgebremmst das aussere beschleunigt, so dass die relativgeschwindigkeit zwischen beiden abnimmt, bis beide etwa gleich schnell sind und damit die Reibung aufhört. sie kreisen dann beide um die ebene (und verschmelzen)

für Teilchen die in die ebene von oben und unten fallen und sich reiben verlangsamen sich dagegen beim durchlauf durch die ebenen immer weiter, bis die Komponenten parallel zur achse 0 sind weil etwa gleich viel von oben und unten einströmt. bleiben sie also sozusagen in der ebene kleben. und drehen sich mit den anderen Teilchen dort mit.

jetzt in etwa klar. zusammengefasst. der schlussesl ist Reibung die für Teilchen die von oben und unten in die ebene einfallen größer ist, als für Teilchen die von aussen nach innen auf der ebene einfallen, weshalb erstere stärker abgebremmst werden und letzlich ebenfalls in der ebene bleiben bis sich alles freifallend um das Zentralgestirn auf der ebene dreht.
es ist also ne gute frage, die mich auchne weile umtrieb.

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Re: Ekliptik

Beitrag von Dares » 19. Jul 2016, 23:51

Danke Deltaxp
Das hast Du für mich auch vertsändlich erklärt.
Kannst Du nochmal oben schauen mit der Ausrichtung?

LG

Dares

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Re: Ekliptik

Beitrag von deltaxp » 20. Jul 2016, 09:39

mit der Galaxie ist das ein ähnlicher Effekt wie mit den Sternen, nur auf grösserem Niveau. für Galaxien gilt das auch nicht immer. sie muss gasreich sein, sonst kommt es nicht zu reibungseffekten und eben auch einen anfangsdrehimpuls. es gibt durchaus kleine irreguläre Galaxien (magellansche wolke) und riesen elliptische Galaxien. wo man keine klare ebene der ekliptic ausmachen kann. letztere entstehen aus vrsmelzung von vielen kleineren Galaxien die alleunterschiedliche Ausrichtungen hatten, so dass sich drehimpuls aufheben und alte Galaxien, die wenig gas haben, so dass es keine grosse Reibung gibt mehr bei Kollisionen. wenn man z.b. dunkle materieverteilungen betrachtet, die nur gravitativ Wechselwirkung, also keine Reibung, die bilten auch eher unregelmässige oder kugelförmige Objekte in denen die Galaxien eingebettet sind

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Re: Ekliptik

Beitrag von Frank » 20. Jul 2016, 11:42

deltaxp hat geschrieben:mit der Galaxie ist das ein ähnlicher Effekt wie mit den Sternen, nur auf grösserem Niveau. für Galaxien gilt das auch nicht immer. sie muss gasreich sein, sonst kommt es nicht zu reibungseffekten und eben auch einen anfangsdrehimpuls. es gibt durchaus kleine irreguläre Galaxien (magellansche wolke) und riesen elliptische Galaxien. wo man keine klare ebene der ekliptic ausmachen kann. letztere entstehen aus vrsmelzung von vielen kleineren Galaxien die alleunterschiedliche Ausrichtungen hatten, so dass sich drehimpuls aufheben und alte Galaxien, die wenig gas haben, so dass es keine grosse Reibung gibt mehr bei Kollisionen. wenn man z.b. dunkle materieverteilungen betrachtet, die nur gravitativ Wechselwirkung, also keine Reibung, die bilten auch eher unregelmässige oder kugelförmige Objekte in denen die Galaxien eingebettet sind
Wie bringst du in diesem Fall die Rotation der Spiralarme einer Galaxie mit deiner Erklärung in Einklang? Tatsache scheint ja zu sein , dass die Spiralarme so nicht rotieren dürften und es vermutlich mit der dkl. Materie zusammenhängt.
kann sich etwas reiben, obwohl keine Wechselwirkung besteht?(oder ist es einfach ein Gravitationseffekt?)
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Ekliptik

Beitrag von deltaxp » 20. Jul 2016, 13:57

die Galaxien entstanden letzlich auch durch Gaswolken, und da gilt denn das gleiche bei einem drehimpuls. wenn viel gas vorhanden ist, reibt das eben. bei wenig gas kaum noch. scheibengalaxien basieren auf ersterem. und aus den Gaswolken entstehende Sterne bilden sich daher in der scheibe, da das gas konzentriert ist.

die form der rotationskurven-form hängt nach den gegenwärtig hauptmodell mit der dunklen-Materie Verteilung um die galaxien. galaxien-umgebende dm-wolke ist so etwa kugelförmig und 10 mal größer und die dm-dichte dällt etwa mit 1/r ab, dann ergeben sich solche galaxienrotationskurven. das ist eine folge der Gravitation.

oder man ist verfechter der mond-Theorien, die eine veränderte gravitation über Distanzen von hunderten oder tausenden Lichtjahren erfordert.
Favorit ist ersteres, aber wer weiss was die Forschung der Zukunft bringt.

aber so ein experte bei strukturbildung von Galaxien bin ich nicht, da gibt es bessere hier im forum

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