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Gravitationskollaps und dunkle Materie

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Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von blende8 » 29. Nov 2018, 21:46

Ist es denkbar, dass dunkle Materie so ähnlich kollabiert wie normale Gaswolken und was würde dann entstehen?
Eine Art Stern? Es schwarzes Loch?
Wenn es so viel DM gibt, dann wären ja auch normale Gaswolken davon durchsetzt. Und wenn diese kollabieren, kollabiert die DM dann mit?
Wenn nein, warum nicht? Wenn ja, dann wäre ja in normalen Sternen auch DM. Auch in unserer Sonne vielleicht.

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von tomS » 29. Nov 2018, 22:25

DM kann nicht so kollabieren wie gewöhnliche Materie. Dies liegt im wesentlichen daran, dass DM nicht elektromagnetisch o.a. wechselwirkt. Wenn normale Materie gravitativ stärker gebunden wird, z.B. bei der Verdichtung von Gaswolken zu Sternen, dann verliert die Materie potentielle und gewinnt damit kinetische Energie, d.h. die Teilchen werden schneller. Verklumpen o.ä. kann nur dann stattfinden, wenn die Teilchen zudem durch Stöße und abgestrahlte elektromagnetische Strahlung abgebremst werden. Dies findet jedoch für DM nicht statt, und damit bleibt diese weiterhin diffus.

DM kann damit nicht selbst maßgeblich den Kollaps treiben.

Wenn sich allerdings im Zuge eines Kollaps ein Ereignishorizont bildet, dann kollabiert die eingeschlossene DM mit.
Gruß
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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von blende8 » 30. Nov 2018, 08:44

Aha, danke!
Aber es könnte evtl. sein, dass DM mit normaler Materie stößt und so Energie abgibt?

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von Frank » 30. Nov 2018, 10:29

blende8 hat geschrieben:
30. Nov 2018, 08:44
Aha, danke!
Aber es könnte evtl. sein, dass DM mit normaler Materie stößt und so Energie abgibt?
Das Problem bei der dunklen Materie ist ja, dass es bis jetzt keinerlei Wechselwirkung gibt, von der wir wüssten. :wn:
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von Struktron » 30. Nov 2018, 10:52

Hallo,
in news:de.sci.astronomie wurde gerade auf https://de.wikipedia.org/wiki/Dynamische_Reibung hingewiesen.
Die dynamische Reibung könnte eventuell eine Verklumpung ermöglichen.
MfG
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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von tomS » 30. Nov 2018, 11:02

blende8 hat geschrieben:
30. Nov 2018, 08:44
Aber es könnte evtl. sein, dass DM mit normaler Materie stößt und so Energie abgibt?
Nein. DM ist gerade dadurch definiert, dass genau dies nicht der Fall ist.
Frank hat geschrieben:
30. Nov 2018, 10:29
Das Problem bei der dunklen Materie ist ja, dass es bis jetzt keinerlei Wechselwirkung gibt, von der wir wüssten. :wn:
Das Problem bei der dunklen Materie ist, dass wir nicht wissen, ob es sie überhaupt gibt.

Zu jeder Variante der DM kennt man dann hypothetische WWs. Dass man DM heute nicht nachweisen kann liegt daran, das sie entweder gar nicht existiert, oder dass sie zwar existiert, jedoch ihre WW zu schwach ist, um sie zu detektieren.
Gruß
Tom

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von tomS » 30. Nov 2018, 11:20

Struktron hat geschrieben:
30. Nov 2018, 10:52
Die dynamische Reibung könnte eventuell eine Verklumpung ermöglichen.
Das funktioniert nicht für DM. Reibung zwischen gewöhnlicher Materie beruht - mikroskopisch betrachtet - auf elektromagnetischer Wechselwirkung. DM wechselwirkt nicht elektromagnetisch, also existiert auch keine Reibung.

Diese Fragen sind ungefähr so hypothetisch wie die Überlegung, wie der Tag aussähe, wenn die Sonne nicht scheinen würde. Dann wäre es halt Nacht.
Gruß
Tom

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von Frank » 30. Nov 2018, 11:24

tomS hat geschrieben:
30. Nov 2018, 11:02
Das Problem bei der dunklen Materie ist, dass wir nicht wissen, ob es sie überhaupt gibt.
Zu jeder Variante der DM kennt man dann hypothetische WWs. Dass man DM heute nicht nachweisen kann liegt daran, das sie entweder gar nicht existiert, oder dass sie zwar existiert, jedoch ihre WW zu schwach ist, um sie zu detektieren.
Man liest ja auch immer mehr, dass die Wissenschaft von diesem Begriff auch weg will, weil die DM mittlerweile den Platz der Aliens einnimmt.
Nach dem Motto: " Keiner hat sie gesehen, sie entzieht sich unserem Messbereich, aber etwas muss da sein, sonst würden die Galaxien nicht zusammenhalten."
Man sieht ja hier, dass die DM schon für Krankheiten herhalten muss.
viewtopic.php?f=65&t=4091&p=64142#p64142

Was könnte es aber den wirklich sein? Was hällt die Galaxien denn dann zusammen und hindert sie am auseinander fliegen?
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von tomS » 30. Nov 2018, 12:27

Die DM ist heute - verglichen mit Alternativen wie MOND oder relativistischen Verallgemeinerungen - immer noch das phänomenologisch beste Modell.
Gruß
Tom

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von seeker » 30. Nov 2018, 13:17

tomS hat geschrieben:
30. Nov 2018, 11:02
blende8 hat geschrieben:Aber es könnte evtl. sein, dass DM mit normaler Materie stößt und so Energie abgibt?
Nein. DM ist gerade dadurch definiert, dass genau dies nicht der Fall ist.
Damit ist folgendes gemeint:

Wir haben ja gewisse Phänomene beobachtet, z.B. die seltsamen Galaxienrotationen, wo man nun so etwas wie DM vorgeschlagen hat, um u.a. das zu erklären.
Der Punkt ist hier: Diese Erklärung mittels DM funktioniert nur, wenn die DM nicht nur dunkel ist, sondern auch nicht klumpt.
Würde sie wie normale Materie klumpen, dann könnte man damit die Galaxienrotationen nicht erklären, weil dann in den Außenbereichen immer noch genauso Masse fehlen würde. Diese fehlende Masse kann DM nur dann liefern, wenn sie sich nicht wie normale Materie dermaßen im Zentrum der Galaxie konzentriert.
DM darf sich zwar durch Gravitation und ähnlich schwache WW ein klein wenig verdichten können, aber nicht wirklich klumpen, es dürfen bei weitem keine DM-Körper wie DM-Planeten oder DM-Sterne entstehen können, nicht einmal dichte DM-Wolken sind erlaubt.
Damit etwas klumpen kann braucht es genügend starke Wechselwirkungen, also darf es diese bei DM nicht geben. Elektromagnetismus geht bei DM sowieso nicht, denn sonst würde man die DM sehen und sie wäre eben nicht dunkel. Und evtl. unbekannte, unberücksichtigte oder hypothetische "dunkle Wechselwirkungen" darf es allerhöchstens in sehr schwacher Form geben, sodass auch dadurch nichts wirklich klumpen kann.

D.h.: Wechselwirkung von DM mit DM und DM mit normaler Materie, die über die Gravitation hinausgeht, darf prinzipiell schon sein, aber sie muss sehr sehr schwach sein, sonst funktioniert das ganze DM-Erkärungskonzept nicht mehr.

Deshalb auch z.B. der Erklärungsvorschlag DM = WIMPS:
WIMPS sind "weakly interacting massive particles" = "schwach wechselwirkende massereiche Teilchen"
Grüße
seeker


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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von Pippen » 30. Nov 2018, 13:45

tomS hat geschrieben:
29. Nov 2018, 22:25
Wenn sich allerdings im Zuge eines Kollaps ein Ereignishorizont bildet, dann kollabiert die eingeschlossene DM mit.
Warum soll sich DM gerade in diesem Falle wie gewöhnliche Materie verhalten?

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von tomS » 30. Nov 2018, 14:17

Weil sie, wenn sie ganz normal gravitativ interagiert - und so sind die Modelle gebaut - eben in allem ganz normal gravitativ interagiert.

Du kannst nicht DM haben, die auf andere Sterne gravitativ wirkt, selbst jedoch der Gravitation nicht wie üblich folgt; das wäre irgendetwas exotisches aber nicht DM. DM unterscheidet sich von gewöhnlicher Materie ausschließlich in den nicht-gravitativen Wechselwirkungen.

Natürlich kannst du dir exotische Felder ausdenken, die sich gravitativ anders verhalten. Sowas tut MOND, TeVeS u.a. Aber das solltest den eben nicht mehr DM nennen.

Ein Pferd mit zwei Höckern, das Paarhufer ist wiederkäut und zwei Höcker hat, ist kein Pferd, sondern ein Kamel.
Gruß
Tom

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von blende8 » 30. Nov 2018, 14:44

Wenn DM gravitativ wirkt, dann muss es doch letztendlich auch zu Stößen kommen, oder nicht?
Was passiert denn, wenn sie sich unendlich nahe kommen?

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von seeker » 30. Nov 2018, 16:06

blende8 hat geschrieben:
30. Nov 2018, 14:44
Wenn DM gravitativ wirkt, dann muss es doch letztendlich auch zu Stößen kommen, oder nicht?
Was passiert denn, wenn sie sich unendlich nahe kommen?
Muss nicht. Zwei Wellen können sich auch einfach überlagern und zwei Photonen können sich auch einfach durchdringen, widerstandslos "durcheinander hindurchfliegen", Neutrinos können durch die Erde oder Sonne komplett hindurchfliegen, fast als wenn sie gar nicht da wären.
Und unendlich nahe geht wegen der Unschärferlation eh nicht.
Geringe Wechselwirkungen/Stöße sind wie gesagt in dem DM-Ansatz erlaubt, wenn sie ähnlich gering/selten sind wie bei z.B. Neutrinos.
DM kann man sich auch in etwa wie langsame, sehr massive Neutrinos vorstellen.
Pippen hat geschrieben:
30. Nov 2018, 13:45
Warum soll sich DM gerade in diesem Falle wie gewöhnliche Materie verhalten?
Weil wir es dunkle Materie nennen. Materie ist Quelle der Gravitation und unterliegt der Trägheit, sonst ist es keine Materie, alles andere wäre sehr viel exotischer.
Wie gesagt, denk an langsame sehr massive neutrinoartige Partikel.
Grüße
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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von Struktron » 30. Nov 2018, 22:15

tomS hat geschrieben:
30. Nov 2018, 11:20
Struktron hat geschrieben:
30. Nov 2018, 10:52
Die dynamische Reibung könnte eventuell eine Verklumpung ermöglichen.
Das funktioniert nicht für DM. Reibung zwischen gewöhnlicher Materie beruht - mikroskopisch betrachtet - auf elektromagnetischer Wechselwirkung. DM wechselwirkt nicht elektromagnetisch, also existiert auch keine Reibung.
Das "also" verstehe ich nicht, weil ich nicht weiß, was Dunkle Materie ist.
In Wikipedia steht
Unter dynamischer Reibung versteht man allgemein den Einfluss von Objekten, die sich nicht berühren und dennoch beeinflussen, durch ihre Bewegung – ihre Dynamik.
In der englischen Wikipedia steht übrigens viel mehr als in der deutschen.
Bei Sternen, Galaxien, Galaxienhaufen wird doch normalerweise angenommen, dass sich elektromagnetische Wechselwirkungen wegmitteln? Bei den großen Simulationen (Milleniumsimulation,...) werden doch sogar Galaxien und Galaxienhaufen als punktförmig betrachtet. Wie entstehen da die Strukturen? Und Dunkle Materie soll dabei den Haupteinfluss ausüben. Irgend wo habe ich sogar gelesen, dass eine solche Simulation ganz ohne normale Materie durchgeführt wurde und zu Strukturbildungen (Filamente,...) führte. Wie ging das? War das vielleicht doch die dynamische Reibung?
Beobachtet wurde auch die Galaxis https://de.wikipedia.org/wiki/Dragonfly_44 mit 99,9% Dunkler Materie. Wie entstand diese?
MfG
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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von tomS » 30. Nov 2018, 23:09

Struktron hat geschrieben:
30. Nov 2018, 22:15
tomS hat geschrieben:
30. Nov 2018, 11:20
Das funktioniert nicht für DM. Reibung zwischen gewöhnlicher Materie beruht - mikroskopisch betrachtet - auf elektromagnetischer Wechselwirkung. DM wechselwirkt nicht elektromagnetisch, also existiert auch keine Reibung.
Das "also" verstehe ich nicht, weil ich nicht weiß, was Dunkle Materie ist.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Dunkle_Materie

Wieso verstehst du “also” nicht?

Reibung zwischen gewöhnlicher Materie beruht auf elektromagnetischer Wechselwirkung. DM wechselwirkt nicht elektromagnetisch, also existiert auch keine Reibung.

Dazu muss man noch nicht mal wissen, was dunkle Materie ist.
Gruß
Tom

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von seeker » 30. Nov 2018, 23:22

Ich denke so etwas wie dynamische Reibung (Gravitationseffekt) kann es auch bei DM geben, auch Filamentbildung auf extrem großen Skalen und Verdichtung auf Galaxienhaufengröße und Galaxiengröße durch Gravitation.

Wir sollten aber die Dichte- und Größenverhältnisse richtig einschätzen, wie stark solche Effekte sein können:
Es ist ein gewaltiger Unterschied bei der Dichtezunahme, ob sich eine stellare Materiewolke zu einem Stern zusammenballt oder ob sich eine extrem dünne DM-Wolke von Galaxiengröße oder größer etwas verdichtet, selbst wenn sie durch Graveffekte wie 'dyn. Reibung' oder Filamentbildung zeitweise 1000x dichter würde (was ich mir nicht vorstellen kann), ist das nichts im Verhältnis zur Dichtezunahme bei einer Sternentstehung aus einer normalen Materiegaswolke, wo wir von trillionenfacher und noch viel größerer Dichtezunahme sprechen: 1000x fast nichts bei DM wäre immer noch fast nichts.

Eine interstellare Gaswolke normaler Materie aus der Sterne entstehen (also schon eine sehr dichte Materiewolke) hat gerade einmal mehr als 5000 H2-Teilchen pro cm³ (andere Materiewolken haben nur ca. 100 H2-Moleküle /cm³).
5000 H2-Moleküle/cm³ sind bei der Sternentstehungswolke gerade einmal eine Dichte von ca. 2 * 10^-20 g/cm³.
Daraus werden dann Sterne mit mittleren Dichten von 1,4 g/cm³ bei unserer Sonne und mehr.
Da sind 20 Zehnerpotenzen und mehr dazwischen!

DM-Wolken dürften nicht dichter sein als normale Materiewolken, man findet Angaben im Bereich 0,1 Sonnenmassen/Kubikparsec.
Das sind ca. 2*10^32 g/pc³ = ca. 6 * 10^-23 g/cm³ wenn ich mich nicht verrechnet habe, entsprechend ca. 15 H2/cm³ normaler Materie, also extrem dünn/wenig, ein Ultrahochvakuum ist im Vergleich dazu ein überaus dicht gefüllter Raum.
Also wirklich fast nichts. Dass man die DM überhaupt spürt liegt einfach an der riesigen Ausdehnung solcher Wolken.
Eine Wirkung sehen tut man bei DM erst bei ganz großen Skalen wie Galaxiengröße oder darüber.

Das alles unter der Voraussetzung, dass DM überhaupt existiert...

P.S.:
Hier noch ein paar Information dazu, was Dynamische Reibung bzw. Dynamical Friction ist:
http://astronomy.swin.edu.au/cosmos/D/D ... l+Friction
https://en.wikipedia.org/wiki/Dynamical_friction

Damit bekommst du ein wenig eine Verdichtung auch von DM hin, aber für einen Kollaps reicht das auf keinen Fall, weil dazu eben die echte Reibung fehlt: Die beteiligten DM-Teilchen bekommen ihren Impuls nicht los, fliegen ungehindert aneinander vorbei und bleiben daher diffus verteilt, nur für ne gewisse Zeit ein wenig dichter als vorher.
Grüße
seeker


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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von Struktron » 1. Dez 2018, 10:11

tomS hat geschrieben:
30. Nov 2018, 23:09
Struktron hat geschrieben:
30. Nov 2018, 22:15
tomS hat geschrieben:
30. Nov 2018, 11:20
Das funktioniert nicht für DM. Reibung zwischen gewöhnlicher Materie beruht - mikroskopisch betrachtet - auf elektromagnetischer Wechselwirkung. DM wechselwirkt nicht elektromagnetisch, also existiert auch keine Reibung.
Das "also" verstehe ich nicht, weil ich nicht weiß, was Dunkle Materie ist.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Dunkle_Materie

Wieso verstehst du “also” nicht?

Reibung zwischen gewöhnlicher Materie beruht auf elektromagnetischer Wechselwirkung. DM wechselwirkt nicht elektromagnetisch, also existiert auch keine Reibung.

Dazu muss man noch nicht mal wissen, was dunkle Materie ist.
Dein "also" interpretiere ich als Annahme einer Korrespondenz der Wechselwirkung von Dunkler und normaler Materie. Darüber weiß ich bisher wenig. Die Simulationen zeigen Verklumpung, auch wenn nur Dunkle Materie betrachtet wird. Eine Quelle dieser Behauptung finde ich momentan nicht mehr. Beobachtet wurde Dragonfly 44.
Nun können wir überlegen, ob Verklumpung auch ohne Reibung entstehen kann? Wie funktioniert das bei elektromagnetischer Reibung, wenn nichts Diskretes, was zusammen stößt, vorhanden ist? Sehr nahe Vorbeiflüge von punktförmigen Objekten ergeben symmetrische Wechselwirkungen. Der Zustand wäre danach wie vorher. Können wir eine Asymmetrie mit der Quantenmechanik allein erklären? Wie könnte diese für Dunkle Materie funktionieren? Nehmen wir die Quantenfeldtheorie, müssten Teilchen erzeugt oder vernichtet werden. Geht das bei Dunkler Materie? Vermutete Dunkle "Teilchen" erscheinen mir in drei Dimensionen symmetrisch, so dass sie wieder als Punkte mit zugeordneten Eigenschaften in die Rechnungen eingehen. Wie kommt es dabei zu den Strukturbildungen? Wird vielleicht doch eine dynamische Reibung verwendet? Und wie?
In normaler Materie haben wir mMn von vornherein Asymmetrien durch den unterschiedlichen Aufbau der Atome und Moleküle. Damit können wir auch große Asymmetrien erklären, beispielsweise bei großen beobachteten Magnetfeldern. Die Magnetohydrodynamik, welche zur Bildung von Standardscheiben führt, kann wohl damit erklärt werden.
MfG
Lothar W.
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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von seeker » 1. Dez 2018, 11:42

Struktron hat geschrieben:
1. Dez 2018, 10:11
Die Simulationen zeigen Verklumpung, auch wenn nur Dunkle Materie betrachtet wird.
Ich denke an der Stelle sollten wir die Begrifflichkeiten klären.
Von "Verklumpung" würde ich gerne sprechen, wenn massive/dichte Objekte wie Sterne oder Planeten entstehen.

Bei Strukturbildung im kosmologischen Maßstab in der Größenordnung von Clustern und Filamenten würde ich gerne lieber von "Verdichtung" sprechen.

Wenn sich ein Masseäquivalent von 0,1 Protonenmassen pro cm³ Raum auf 0,2 Protonenmassen/cm³ verdichtet, dann hast du schon eine strukturbildende Verdichtung, die der durchschnittlichen Dichte eines Galaxienclusters ganz grob entsprechen dürfte, die aber wenn es sich um "DM-Gas" oder auch um "baryonisches Gas" handelt, mit echten "verklumpten Objekten" nichts zu tun hat. Und es spielt auf der Skala und bei der Dichte und wenn noch keine Sterne da sind noch keine große Rolle, ob es sich nun um normale Materie oder DM handelt, weil auch bryonische Materie bei den Teilchenabständen praktisch nur gravitativ wechselwirkt. Deshalb können Universums-Strukturbildungssimulationen auch mit DM allein funktionieren, es ist relativ egal.

So eine Verdichtung sollte also auch bei DM funktionieren, als dynamischer Prozess:
Es entsteht an einer zufälligen Stelle des ansonsten anfangs fast homogen und sehr dünn mit DM gefüllten Universums eine leichte Gravitationssenke, die sich selbst verstärkt, da dorthin immer noch weitere Masse hinwandert, je tiefer die Senke dabei wird, desto mehr, desto schneller.
Solche Masse würde zwar im Fall DM da einfach an der anderen Seite der Senke wieder hinausfliegen, da wir bei Clustern aber extrem große Strukturen in der Größenordnung von 100 Millionen LJ Durchmesser haben, ist es sozusagen "noch nicht so weit", außerdem vertieft sich der Gravitationstopf während des Durchflugs, was zu einer Schwingung eines Teils der DM in der Senke hin und her führen könnte, sodass sie den Bereich erhöhter Gravitation erst nach mehreren Durchquerungen oder praktisch gar nicht mehr verlässt. Hinzu können beginnende Rotationsbewegungen um Schwerkraftzentren und komplexe Bewegungen eines Teils der Masse in der Senke kommen.

Bei normaler Materie kommen dann bei einer schon gegebener größeren Dichte dann noch ganz andere Effekte hinzu, die aus einer schon gegebenen Verdichtung dann eine echte Verklumpung zu Sternen und Planeten bewerkstelligen können: Impulstransport nach außen. Das hat mit Stößen, Druck, EM-Strahlung, also EM-Wechselwirkungen zu tun.
Ohne diesen Impulsübertrag kein Kollaps. Allein durch gravitative Wechselwirkung (oder auch durch die schwache WW) funktioniert dieser Impulsübertrag nicht ausreichend, schon deshalb, weil die Gravitation dafür zu schwach ist.

Alles eigentlich ganz profan erklärbar, ohne dass man da Spekulationen an den Wurzeln der Physik beginnen müsste.
Grüße
seeker


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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von Struktron » 1. Dez 2018, 18:14

seeker hat geschrieben:
1. Dez 2018, 11:42
Struktron hat geschrieben:
1. Dez 2018, 10:11
Die Simulationen zeigen Verklumpung, auch wenn nur Dunkle Materie betrachtet wird.
Ich denke an der Stelle sollten wir die Begrifflichkeiten klären.
Von "Verklumpung" würde ich gerne sprechen, wenn massive/dichte Objekte wie Sterne oder Planeten entstehen.

Bei Strukturbildung im kosmologischen Maßstab in der Größenordnung von Clustern und Filamenten würde ich gerne lieber von "Verdichtung" sprechen.
OK.
seeker hat geschrieben:
1. Dez 2018, 11:42
Wenn sich ein Masseäquivalent von 0,1 Protonenmassen pro cm³ Raum auf 0,2 Protonenmassen/cm³ verdichtet, dann hast du schon eine strukturbildende Verdichtung, die der durchschnittlichen Dichte eines Galaxienclusters ganz grob entsprechen dürfte, die aber wenn es sich um "DM-Gas" oder auch um "baryonisches Gas" handelt, mit echten "verklumpten Objekten" nichts zu tun hat. Und es spielt auf der Skala und bei der Dichte und wenn noch keine Sterne da sind noch keine große Rolle, ob es sich nun um normale Materie oder DM handelt, weil auch bryonische Materie bei den Teilchenabständen praktisch nur gravitativ wechselwirkt. Deshalb können Universums-Strukturbildungssimulationen auch mit DM allein funktionieren, es ist relativ egal.

So eine Verdichtung sollte also auch bei DM funktionieren, als dynamischer Prozess:
Es entsteht an einer zufälligen Stelle des ansonsten anfangs fast homogen und sehr dünn mit DM gefüllten Universums eine leichte Gravitationssenke, die sich selbst verstärkt, da dorthin immer noch weitere Masse hinwandert, je tiefer die Senke dabei wird, desto mehr, desto schneller.
Solche Masse würde zwar im Fall DM da einfach an der anderen Seite der Senke wieder hinausfliegen, da wir bei Clustern aber extrem große Strukturen in der Größenordnung von 100 Millionen LJ Durchmesser haben, ist es sozusagen "noch nicht so weit", außerdem vertieft sich der Gravitationstopf während des Durchflugs, was zu einer Schwingung eines Teils der DM in der Senke hin und her führen könnte, sodass sie den Bereich erhöhter Gravitation erst nach mehreren Durchquerungen oder praktisch gar nicht mehr verlässt. Hinzu können beginnende Rotationsbewegungen um Schwerkraftzentren und komplexe Bewegungen eines Teils der Masse in der Senke kommen.

Bei normaler Materie kommen dann bei einer schon gegebener größeren Dichte dann noch ganz andere Effekte hinzu, die aus einer schon gegebenen Verdichtung dann eine echte Verklumpung zu Sternen und Planeten bewerkstelligen können: Impulstransport nach außen. Das hat mit Stößen, Druck, EM-Strahlung, also EM-Wechselwirkungen zu tun.
Ohne diesen Impulsübertrag kein Kollaps. Allein durch gravitative Wechselwirkung (oder auch durch die schwache WW) funktioniert dieser Impulsübertrag nicht ausreichend, schon deshalb, weil die Gravitation dafür zu schwach ist.

Alles eigentlich ganz profan erklärbar, ohne dass man da Spekulationen an den Wurzeln der Physik beginnen müsste.
Kondensation und Kristallisation mit kleinen Kristallationskeimen sind vielleicht ein Ansatz dafür => Dragonfly 44.
MfG
Lothar W.
http://uratom.de und http://uratom.de/SM.pdf
Szenario der Entwicklung des Universums

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seeker
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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von seeker » 2. Dez 2018, 11:19

Struktron hat geschrieben:
1. Dez 2018, 18:14
Kondensation und Kristallisation mit kleinen Kristallationskeimen sind vielleicht ein Ansatz dafür => Dragonfly 44.
Könnte gut sein.
Hier sind wir auch schon auf der (kosmologisch gesehen sehr kleinen!) Struktur-Größenordnung einer Galaxie, die aber noch gleichzeitig im Mittel eine immer noch extrem geringe Massendichte von schätzungsweise 20 Protonenmassen/cm³ hat, das Universum ist einfach unglaublich leer, wirklich dichte Strukturen finden wir erst auf der mikroskopisch kleinen Größenordnung von Sternen, Planeten und darunter.
Auch unabhängig von DM ist es ja noch Gegenstand er Forschung, wie genau sich Galaxien überhaupt bilden und bilden können.
Da gibt es noch viele Fragen, z.B. auch ob SLs vielleicht solche Kristallisationskeime gewesen sein könnten?
(Es geht da um die Henne-Ei-Frage: Waren zuerst die zentralen SLs da oder zuerst die Masseverdichtungen drum herum, aus denen sich dann später Sterne entwickelt haben?)

Es gibt sicher noch viele weitere Dinge, Effekte und Ereignisse, die eine Rolle für die Entwicklung einer Glaxie spielen.
Und die meisten sind dabei höchst dynamischer und geschichtlicher Natur:

Galaxien können auch Materie austauschen, wenn sie sich nahe kommen oder wenn sie durcheinander hindurchfliegen, eine Galaxie könnte auch in ihrem geschichtlichen Verlauf große Teile ihrer DM oder aber auch ihrer Sterne verlieren oder hinzugewinnen, aus herausgeschleuderten Sternen kann sich später eine neue Galaxie bilden, usw.. Es gibt sicher dynamische Begegnungen und Effekte, wo sich DM und normale Materie auf der Größenordnung einer Galaxie in seltenen Fällen auch wieder zu einem guten Teil trennen können. Die baryonische Materie einer Galaxie ist ja fast vollständig in kompakten Sternen gebunden während man sich die DM eher wie ein extrem dünn verteiltes, diffuses Gas vorstellen muss. Dass sich der dynamische Tanz kompakter Objekte anders gestaltet als der eines dünnen Gases sollte einleuchtend sein.
Und ich habe irgendwo auch schon einmal ein Bild von einer Galaxie gesehen, wo die Galaxie den Beobachtungsdaten zufolge einen Schweif aus DM hinter sich hergezogen hat. D.h., wenn die Daten stimmen, dann wurde dort normale Materie von DM tatsächlich getrennt und solche Trennungsprozesse können im dynamischen Bewegungstanz der Galaxien untereinander anscheinend tatsächlich gelegentlich passieren.

Ich denke hier gibt es keine einfachen Antworten, dieses Spiel ist höchst komplex, wenn wir fragen: "Warum sieht nun gerade diese Galaxie hier gerade genau so aus, wie sie aussieht?". Für solche Fragen gibt es nur höchst komplexe und sehr verschlungene Antworten, wo wir wohl nie alle Puzzlesteine finden werden. Solche Fragen sind gleichbedeutend mit der Frage: "Warum siehst nun gerade du gerade heute ausgerechnet genau so aus, wie du aussiehst und bist genau so, wie du bist, wenn man berücksichtigt, was die letzten Milliarden Jahre alles geschehen ist? Was genau waren dafür die Ursachen?"

Und es gibt auch Gegenbeispiele zu Dragonfly 44, wo es scheinbar genau umgekehrt ist, schau dir auch einmal das hier an:

Eine Galaxie ohne Dunkle Materie
Die Milchstraße hat sie, die Andromeda-Galaxie und auch jede andere bisher bekannte Galaxie: Dunkle Materie macht einen Großteil der Masse in allen bekannten Sternenansammlungen aus. Doch jetzt haben Astronomen erstmals eine Galaxie entdeckt, die so gut wie keine Dunkle Materie enthält. Wie das zu erklären ist und wie diese 65 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie überhaupt entstehen konnte, darüber rätseln nun die Astronomen.
https://www.wissenschaft.de/astronomie- ... e-materie/

Es gibt noch Fragen genug...
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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von tomS » 2. Dez 2018, 11:58

seeker hat geschrieben:
2. Dez 2018, 11:19
Es gibt sicher dynamische Begegnungen und Effekte, wo sich DM und normale Materie auf der Größenordnung einer Galaxie in seltenen Fällen auch wieder zu einem guten Teil trennen können.
Das gilt z.B. für den Bullet Cluster.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/1E_0657-558
seeker hat geschrieben:
2. Dez 2018, 11:19
Eine Galaxie ohne Dunkle Materie
Die Milchstraße hat sie, die Andromeda-Galaxie und auch jede andere bisher bekannte Galaxie: Dunkle Materie macht einen Großteil der Masse in allen bekannten Sternenansammlungen aus. Doch jetzt haben Astronomen erstmals eine Galaxie entdeckt, die so gut wie keine Dunkle Materie enthält. Wie das zu erklären ist und wie diese 65 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie überhaupt entstehen konnte, darüber rätseln nun die Astronomen.
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Derartige Entdeckungen sprechen klar für DM und gegen MOND, TeVeS u.ä., da letztere diese Separation nicht erklären können.
Gruß
Tom

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von seeker » 3. Dez 2018, 08:20

tomS hat geschrieben:
2. Dez 2018, 11:58
Das gilt z.B. für den Bullet Cluster.
Danke! Ja, so etwas hatte ich noch im Kopf und gesucht. :well:
tomS hat geschrieben:
2. Dez 2018, 11:58
Derartige Entdeckungen sprechen klar für DM und gegen MOND, TeVeS u.ä., da letztere diese Separation nicht erklären können.
Ich würde hier derzeit noch vorsichtiger formulieren. Derartige Entdeckungen sprechen klar für die Existenz irgendeiner DM, also von irgendetwas (oder einer ganzen Klasse von 'irgendetwas'), das sich hauptsächlich wie massive, unsichtbare, langsame, außer per Gravitation kaum oder gar nicht wechselwirkende, diffus verteilte Partikel verhält und gleichzeitig in unseren derzeitigen Teilchenbeschleunigern bisher nicht hergestellt bzw. nachgewiesen werden konnte, auch nicht in den Teilchenschauern in unserer Atmosphäre durch höchstenergetische kosmische Strahlung. Punkt.

So lange wir noch nicht sicher wissen, ob eine Verursachung aller hier relevanten Phänomene NUR und vollständig oder auch nur hauptsächlich durch die Existenz einer DM erkärt werden kann, würde ich noch nicht davon sprechen, dass solche Entdeckungen auch schon gegen die Existenz von irgendetwas Zusätzlichem sprechen: Es könnte ja auch zusätzlich zu DM noch x und y und z ... der Fall sein. Ich denke wir müssen abwarten, dazu braucht es genauere Erkenntnisse.
Grüße
seeker


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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von Pippen » 3. Dez 2018, 11:17

seeker hat geschrieben:
3. Dez 2018, 08:20
Es könnte ja auch zusätzlich zu DM noch x und y und z ... der Fall sein.
zB könnten unsere Gravitationsgesetze schlicht zu einfach/falsch sein, d.h. es gibt keine DM & Co., wir müssen nur die Formeln ändern. Oder kann man diese Variante irgendwie ausschließen?

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Re: Gravitationskollaps und dunkle Materie

Beitrag von tomS » 3. Dez 2018, 11:25

Ich sehe da jetzt keinen Unterschied zwischen unseren Aussagen.

Vielleicht nochmal zur Kernaussage:

MOND, TeVeS o.ä. modifizieren alleine den gravitativen Bereich. TeVeS als kovariante Verallgemeinerung von MOND und ART beinhaltet zusätzliche gravitative Felder (Skalar, Vektor), deren Quellen - neben der Selbstwechselwirkung - die Materieverteilung, d.h. der Energie-Impuls-Tensor der bekannten Materieformen ist.

DM modifiziert den gravitativen Bereich nicht. Die bekannte ART beinhaltet als Quellen die Materieverteilung, d.h. den Energie-Impuls-Tensor der bekannten Materieformen plus der Dunklen Materie.

DM steht stellvertretend für verschiedenste Materieformen und nimmt keinerlei spezielle Modelle vorweg.
Gruß
Tom

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