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Was ist ein Gravitationskeim?

Galaxien, Sterne, Planeten...
Beobachtungen und Physik der Himmelskörper (außer Schwarzen Löchern)
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RaimundKempe
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Was ist ein Gravitationskeim?

Beitrag von RaimundKempe » 26. Jan 2021, 00:27

Interpretiert man einen "Gravitationskeim" ähnlich wie einen sogenannten "Kondensationskeim" als den Beginn und das Zentrum einer Wirkung, dann ist die Frage, wie ein solcher entsteht.

Zwei unterschiedliche Szenarien gibt es hierzu:
Das erste ist die Sternentstehung in den langgezogenen Spiralarmen von Galaxien. Dort gibt es regionale Scherströmungen, die sich aufgrund der Viskosität des Mediums einrollen und als Rotationszentren mitschwimmen. Wegen ihrer geringen Drehung wirken auch nur geringe Fliehkräfte und die konzentrische Masseanreicherung ist maximal, bis sie zu Supernovae werden...

Das Gegenbeispiel sind die Spiralgalaxien selbst, die ihr Gravitationszentrum durch die eigene, großräumige Rotation definieren und sich gegen die Fliehkraft bis zu einem Grenzradius zusammenziehen. Die Anziehung üben die Spiralarme gegenseitig auf sich aus. Es braucht dazu keine Masse im Zentrum, und am wenigsten ein schwarzes Loch...

Hawking hat zu diesem Thema einmal örtlich Dichteunterschiede als Auslöser von Materiebewegung angegeben, was natürlich stimmt, aber nicht das Zustandekommen eines Gravitationskeims begründen kann.

Ein Gravitationskeim entsteht also durch Rotation im "weitesten" Sinn.

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belgariath
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Re: Was ist ein Gravitationskeim?

Beitrag von belgariath » 26. Jan 2021, 19:23

Mir ist das Wort Gravitationskeim noch nie begegnet. Gemeint ist wahrscheinlich einfach eine Überdichte der Materie in einem ansonsten halbwegs homogenen Gebiet.
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Frank
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Re: Was ist ein Gravitationskeim?

Beitrag von Frank » 26. Jan 2021, 20:48

RaimundKempe hat geschrieben:
26. Jan 2021, 00:27
Interpretiert man einen "Gravitationskeim" ähnlich wie einen sogenannten "Kondensationskeim" als den Beginn und das Zentrum einer Wirkung, dann ist die Frage, wie ein solcher entsteht.

Noch nie gehört und ich glaube auch nicht , dass man das vergleichen kann.
Ein Kondensationskern oder auch Kondensationskeim erleichtert die Keimbildung (auch Nukleation genannt) und die folgende Kondensation eines gasförmigen Stoffes. Ein solcher Keim kann eine Verschmutzung sein, wie ein Staub-, Salz- oder Rußpartikel, oder ionisierte Gasmoleküle, wie bei der Nebelkammer. Der Nachweis von Kondensationskernen gelang P. J. Coulier im Jahr 1875.

Bei stärkerer Übersättigung oder Unterkühlung erfolgt die Keimbildung auch spontan aus lokalen Dichtefluktuationen, d. h. ohne Kern bzw. Keim.

Umwandlungen in kondensierten Phasen werden durch Fremdstoffe auf ähnliche Weise beeinflusst (z. B. Kristallisationskeime).
https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensationskern

Spielt gerade in der Gewitterforschung und speziell beim Hagel eine Rolle.


RaimundKempe hat geschrieben:
26. Jan 2021, 00:27
Zwei unterschiedliche Szenarien gibt es hierzu:
Das erste ist die Sternentstehung in den langgezogenen Spiralarmen von Galaxien. Dort gibt es regionale Scherströmungen, die sich aufgrund der Viskosität des Mediums einrollen und als Rotationszentren mitschwimmen.
Beispiele?
RaimundKempe hat geschrieben:
26. Jan 2021, 00:27
Wegen ihrer geringen Drehung wirken auch nur geringe Fliehkräfte und die konzentrische Masseanreicherung ist maximal, bis sie zu Supernovae werden...
Ebenfalls bitte ein Beispiel und vor allem eine nähere Erklärung wie es hier zur Supernova kommen soll?

RaimundKempe hat geschrieben:
26. Jan 2021, 00:27
Das Gegenbeispiel sind die Spiralgalaxien selbst, die ihr Gravitationszentrum durch die eigene, großräumige Rotation definieren und sich gegen die Fliehkraft bis zu einem Grenzradius zusammenziehen. Die Anziehung üben die Spiralarme gegenseitig auf sich aus. Es braucht dazu keine Masse im Zentrum, und am wenigsten ein schwarzes Loch...

What? Wie erklären sie dann die Massendichte im Zentrum der Milchstraße?
Wie ziehen sich die Spiralarme trotz Rotation zusammen und bilden ein gravitatives Zentrum?
RaimundKempe hat geschrieben:
26. Jan 2021, 00:27
Hawking hat zu diesem Thema einmal örtlich Dichteunterschiede als Auslöser von Materiebewegung angegeben, was natürlich stimmt, aber nicht das Zustandekommen eines Gravitationskeims begründen kann.
In welcher Arbeit hat Hawking das gesagt?
RaimundKempe hat geschrieben:
26. Jan 2021, 00:27

Ein Gravitationskeim entsteht also durch Rotation im "weitesten" Sinn.

Wo befindet sich bei der Erde der Graviationskeim?
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Was ist ein Gravitationskeim?

Beitrag von Herr5Senf » 26. Jan 2021, 21:47

--- immer noch in der Mitte noch von ganz früher, dann wurde alles größer, ist wohl von Raimund so angedacht :wn:

Skeltek
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Re: Was ist ein Gravitationskeim?

Beitrag von Skeltek » 26. Jan 2021, 23:07

Hallo Raimund,
den Begriff Gravitationskeim kenne ich als gängigen Begriff jetzt so auch nicht, aber für mich ist zumindest mal klar was du meinst. Irgendwo muss ja die ursprüngliche Dichteinhomogenität ja hergekommen sein... die ersten Dichteschwankungen nach dem Urknall kann man durchaus als Keime bezeichnen.
RaimundKempe hat geschrieben: Ein Gravitationskeim entsteht also durch Rotation im "weitesten" Sinn
Rotation ist eine Folge der 'Keime', nicht jedoch deren Ursache. Global betrachtet müssten die ersten Dichtedifferentiale durch Schwankungen der Impulsflussdichten entstanden sein, was aber erstmal nur meine Interpretation ist.

Der Zusammenfall zum Gravitationszentrum ergibt dann für die innere Masse ohne wesentlichen Drehimpuls ein SL, während weiter außen liegendes Material mit mehr Transversalgeschwindigkeit zum Zentrum zunächst darauf zu spiraliert mit einem Orbit als Grenzzustand.
Hier käme noch ein Zwischenabschnitt, der aber hier jetzt zu komplex wäre um unbegründet und unfundiert beschrieben zu werden, weshalb ich ihn überspringe.
Wenn man ersteinmal eine sich drehende Materiewolke hat, dann bilden sich zunächst Massezentren, die dadurch verstärkt werden, daß Material von Innen das Massezentrum des potentiellen Sternes beschleunigt, während von Außen hinzukommendes Material abbremst. Ein Wirbel ist eine natürliche Folge davon.

Kurz: Die Wirbel sind wohl Folge von Dichteschwankungen, während diese Folge von globalen Dichteschwankungen+Wirbeln sind. Die Unterschiede in globalen Gradientenfeldern, werden durch die Expansion des Universums in der Hubble-Sphäre in kleinere Wirbel umgewandelt. Das ließe sich durch eine Äquivalenzumformung der Formeln des Standardmodels sicherlich irgendwie zeigen, aber auch den Rahmen des Threads sprengen. Zumal das dann hier wegen der Komplexität, Formeln und Umfang ohnehin niemand wirklich verstehen würde und auch, weil sich daraus völlig neue Konzepte, Abstraktionen und Vorstellunsmodelle daraus ergeben würden.

Das Standardmodel geht jedenfalls davon aus, daß kleine Dichteschwankungen zunächst von der DM gebildet wurden, und die spätere Materie dem dann folgte, da man eine völlige Homogenität des Universums zum Zeitpunkt vor dem Urknall annimmt. Meiner persönlichen Überzeugung nach ist das nicht notwendig und ergibt sich ohnehin als Zwangsfolge, aber mein eigenes Weltbild steht nicht zur Debatte und wäre auch kontraproduktiv (schön, daß ich das mit Hinblick auf eines unserer neuesten Mitglieder hier so betonen möchte).
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Re: Was ist ein Gravitationskeim?

Beitrag von ralfkannenberg » 27. Jan 2021, 09:57

Skeltek hat geschrieben:
26. Jan 2021, 23:07
Das Standardmodel geht jedenfalls davon aus, daß kleine Dichteschwankungen zunächst von der DM gebildet wurden, und die spätere Materie dem dann folgte, da man eine völlige Homogenität des Universums zum Zeitpunkt vor dem Urknall annimmt.
Hallo Skel,

stimmt das so ? Ich hatte bislang immer gemeint, dass die kleinen Dichtschwankungen von der Heissenberg'schen Unschärferelation für Energie und Zeit, also der "Quantenfluktuation" stammen, die sich unmittelbar vor der Inflationsphase zu einem Zeitpunkt ~ 10^(-35) Sekunden ereignet haben, das sind ungefähr 10^8 Planck-Zeiten, und so "ausgedehnt" wurden.

DM hat sich meines Wissens erst später gebildet. - Das ist aber bitte mit Vorsicht zu geniessen, Stand ~1990 ...


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Was ist ein Gravitationskeim?

Beitrag von Timm » 27. Jan 2021, 11:02

ralfkannenberg hat geschrieben:
27. Jan 2021, 09:57
DM hat sich meines Wissens erst später gebildet. - Das ist aber bitte mit Vorsicht zu geniessen, Stand ~1990 ...
Man geht davon aus, dass die ersten Materiepartikel während der "reheating" Ära am Ende der Inflation entstanden sind und mit ihnen die DM, was immer es ist (ausgelöst durch Quantenfluktuationen des Inflaton Feldes).

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Re: Was ist ein Gravitationskeim?

Beitrag von Skeltek » 27. Jan 2021, 12:40

Hi Ralf,
ja da hast du Recht, daß da die ersten Inhomogenitäten hergekommen sein sollen durch 'Quantenfluktuationen'. Ich hatte mich unklar ausgedrückt.
Aber soweit ich (falsch) dachte ergeben Quantenfluktuationen im Durchschnitt keine Dichteabweichung. Naja, was man so 'hört' ist halt, daß die DM als erstes durch diese Fluktuationen beeinflusst worden sein soll.
Was mich halt stark stört ist das implizit als selbstverständlich postulierte Axiom, daß Quantenfluktuationen eine intrinsische Eigenschaft des Raumes sind, die durch die Assoziation von 'echten' Zufall teilweise gestützt werden.
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