Dunkle Materie in Frage gestellt

[wilfried]

Tag zusammen


Tom kommentierte meine Bemerkung zur Sichtbarkeit der DM:

Ausnahme sind genügend hochenergetische Teilchenbeschleuniger, ggf. der LHC, in denen Prozesse oberhalb dieser Schwellenenergie möglich werden.

Den Begriff Sichtbarkeit verstehe ich hier sehr allgemein. Wenn teilchen sichtbar werden, so muss man sich schon gewisser Methoden bedienen, wie beispielswesie die eines TBs.

Klar ist hier nicht die triviale Sichtbarkeit im Sinne der beobachtung mit einem Telekop gemeint.

Damit ist Tom's Anmerkung ganz in meinem Sinne. Im übrigen erhoffen wir uns ja vom LHC, dass heri einTEil diesen Geschehens sichtbar wird: das Higgs Teilchen. Damit wäre dann zum ersten Mal ein Schritt hin zu den Existenzfragen DM gelöst.


Der andere Punkt mit der Nullpunktenergie:

ich schrieb:

zunächst einmal ja, denn es steht frei, diesen zu wählen.

Und ich bleibe dabei!

Denn: es gibt zuerst einmal keinerlei Hindernis der Energie einen beliebigen Nullpunkt zu geben.

Grund: Ein Nullpunkt, wenn er denn beliebig ist, besagt nichts anderes als ein Eichpunkt, auf dem man sich bezogen auf ein definiertes Geschehen bezieht. Ich hatte auch die Frage nach diesem Nullpunkt so verstanden:
kann ich einen beliebigen Punkt dafür annehmen ... oder anders gesagt: kann ich für die Energie einen relativ bezug annehmen?

Nimmt man jedoch die Energie als absoluten Wert an, dann natürlich darf ich dies nicht machen, dann exakt gilt, was Tom mit Begründung Gravitationswirkung -> Krümmung des Raums sagt.

Auch hier erkennt man wiederum, wie notwendig es ist, sprachliche Ausdrücke genauestens zu betrachten und diese in der Wissenschaft auch schraf zu wählen. Sonst kommt man schnell in Probleme.

Auch erkennt man hier die Quanlität dieses Forums: Denn wären hier keine Experten, wäre so etwas völlig untergegangen.

Tom: Dank für Deine scharfen Augen und Deine exzellente Sachkenntnisse!!

netten Gruß

Wilfried

[seeker]

Hui!
Eine kurze Geschichte der Zeit von wilfried im Eiltempo.
Ich versuche hinterherzuhumpeln... hab ein paar Dinge verstanden und noch mehr Fragen...

Und dann noch das hier:

mit Gravitation führt eine von Null verschiedene Energie auch zu einer von Null verschiedenen Raumkrümmung.

Das ist eine starke Aussage! Das muss man sich mal auf der Zunge zergehen lassen!
Eine absolute Energie = eine absolute Raumzeitkrümmung? Liebe Freunde, das müssen wir noch näher beleuchten...
Ich muss das aber erst noch setzen lassen.

Also fange aber erst mal bei dir wilfried mit meiner ersten Frage an:

Die Anhiliation hat doch nicht nur bei den Elektronen/Positronen stattgefunden sondern bei allen Teilchen-Antiteilchen-Paaren -oder?

Jetzt stelle ich mal eine blöde Frage: Wie ist das Verhältnis zwischen Materie und Antimaterie bei der Erzeugung laut heutiger Erkenntnis?
Sagt man nicht, es gibt so ca. 1 Millionstel Überschuss an Materie (ein paar Zehnerpotenzen hin oder her ist hier fast egal).
Nun, wenn sich das alles zerstrahlt hat, dann müsste der Anteil der baryonischen Materie an der Gesamtmasse des Universums heute fast Null sein - und nicht ca. 2,5%. Wie ist das mit Teilchen, die ihr eigenes Antiteilchen sind - die zerstrahlen sich nicht gegenseitig, richtig? Davon müsste es also jede Menge geben?

Wie kriegt man das zusammen? Jetzt wundere ich mich wieder, dass wir überhaupt so viel normale Materie sehen...

Danke für eventuelle Antworten & viele Grüße
seeker

Edit:
Ich habe oben (und zu nächtlicher Stunde) nicht bedacht, dass Teilchenentstehung und Teilchenanhilisation ein fortdauernder, sich wiederholender Prozess gewesen sein muss. Deshalb diese Änderung der Frage:

In der Frühphase des Universums müsste die zur Verfügung stehende Zeit dann genau so lange gewesen sein, dass die Anhilisationsprozesse und Entstehungsprozesse der Baryonen (mit dem bestimmbaren Materieüberschuss bei den Entstehungsprozessen) zu der heute beobachteten sichtbaren Materiemenge geführt hat. Man müsste mit diesen Werten die "Brutzeit" der Materie ausrechnen können. Falls bei diesen Prozessen auch Teilchen entstanden sind (und wenn nur manchmal), die sich nicht gegenseitig zerstrahlten und die stabil sind, müssten sie heute den Hauptanteil der Teilchen ausmachen. Sehe ich das richtig?

[tomS]

mit Gravitation führt eine von Null verschiedene Energie auch zu einer von Null verschiedenen Raumkrümmung.

Das ist eine starke Aussage! Das muss man sich mal auf der Zunge zergehen lassen!

Das ist eigentlich nichts neues, das habe ich bei Einstein et al. (schlampig) abgeschrieben.

[seeker]

@Tom: Mag sein, aber mir ist es in dieser Deutlichkeit so noch nicht bewusst gewesen und ich muss noch darüber nachdenken.
Nächtliche Gedanken der Begeisterung...

[wilfried]

Tag zusammen

einige Antworten:

@von Null verschiedene Energie auch zu einer von Null verschiedenen Raumkrümmung.


Wir kennen die Prinzipien der Anziehung seit Newton. Einstein verfeinerte diese so, dass die Relativitätstheorie allgemeiner gefasst und die Newton Gesetze sich als Vereinfachung aus seiner neuartigen Sichtweise ergeben.

Aus physikalischer Sicht möchte ich nicht von Gravitation, sondern vom Gravitationspotential zweier in der Distanz r befindlichen punktförmigen Objekte der Massedichte reden.



Dieses Gesetz ist gleich hingeschrieben, wie die beaknnten Maxwell Gleichungen der Elektrodynamik. In der ART wird der Delta Operator (der beschreibt die differentielle Abhängigkeit bzgl dreier Koordinaten durch den Viereroperator - (ich müsste hier ein kleines Viereck malen ... keine Ahnung,wie das in tex geht )- dargestellt.
Dieser Viereroperator beschreibt die differentielle Abhängigkeit in den vier Raumzeitkoordinaten: x, y, z, ct.

Das ist der eigentlche Unterschied zwischen Newton und Einstein oder klassischer - und ART - Sichtweise.

Ich bleibe beim Vergleich E-dynamik - ART ...

Eine Ladung q ist in der E-Dynamik unabhängig von der Geschwindigkeit, nicht jedoch von der Masse.
Die Dichte der Ladung transformiert sich wie die Nullkomponente eines Vierervektors -siehe die Info des Viereroperators ein wenig weiter oben).
Die Massedichte transformiert sich wie die 00-Komponente des Lorentztensors.
(Zu Tensoren bitte im Mathematik Bereich meine Aufsätze lesen)

Mit dieser -ich gebe zu, recht schwer verständlichen Grundlage- kann der Einstein-Energie Tensor angeschrieben werden.
(Das kann auch bei mir nachgelesen werden: userfiles/relativistische_astrophysik.pdf)

Hier stellen wir zum ersten Mal fest: die Gravitation stellt eine Feldquelle dar.

Diese Grundlagen sind schon wichtig, wenn Toms Aussage verstanden werden will. Denn:

Die Raum-Zeit Metrik -eben dieser Vierervektor- hat so seine Eigenarten ...

Schauen wir auf das Äquivalenzprinzip. Es zeigt, dass sich lokale Trägheitskräfte -ich darf auch sagen beschleunigte Bewegungen- und Schwerkraft nicht unterscheiden. Das kennen wir, denn fahren wir mit dem Auto um die Kurve fällt meine Katze immer um. .. zumindest manchmal

Nun kommt Einstein ins Spiel. Unser lieber Albert sagt: "ich erhebe dieses zum Prinzip!".
Damit beschreibt Albert diese bedien Kräfte -Trägheitskraft und Gravitationskraft- als Effekte -Wirkungen- einer gekrümmten Raum-Zeit. Diese gekrümmte Raumzeit nennt sich auch Riemann Raum.

Ich führe dieses jetzt nicht in wissenschaftlich mathematischer Präzison aus ... das habe ich ja bereits hier mehrfach getan.

Damit werden Gravitationsfelder durch nicht-triviale Metriken beschreibbar.
Man kann diese nun auf die Minkowskimetrik applizieren durch Anwendung einer recht (ist wirklich so!) einfachen Transformation. (Minkowski: gekrümmte Flächen im flachen Raum ... Kugeloberfläche)

Erläuterung

Diese daraus sich im weiteren ableitbare Raumkrümmung wird mit Hilfe der Christoffel Symbolik beschreiben.

Die Energie kennzeichnet sich im Integral



Und in allen folgenden Konseqeunzen, bis hin zur Formulierung der Gravitation aus Quantensicht (überigens bereits 1931 durch Landau und Peierls beschreiben) ist der Energiebegriff stets präsent. Ohne Energie passiert nichts.

Das ist, was Tom damit aussagen möchte.

@Tom Ich hoffe Dich richtig interpretiert zu haben....

@Annihilation und Antimatierie

Der Begriff Annihilation besagt: trifft ein Teilchen auf ein Antiteilchen, so vernichten sich beide und es entstehen "neue" Teilchen...z.B. das Photon.

Deshalb kann Antimaterie in TBs erzeugt und studiert werden.
Ausnahmslos enstehen in den TBs durch Kollision stets gleiche Anzahlen an Teilchen und Antiteilchen.

Der Hauptanteil der kosmischen Strahlung besteht aus Protonen. Einer der Gründe, weshalb die Annahme berechtigt ist, dass unser Welt baryonisch sein muss.... zumidest überwiegend!

Im Standardmodell wird die Existenz des Heliums auf die Entstehung des Universums -primordiale Nukleosynthese- zurückgeführt. Ein verschwindend geringer Teil wird aus der Produktion der Syntheseabläufe in Sternen dazugepackt.

Wäre also Antihelium vorhandn, tät dies auf Antimaterie Produktion im Geburtsstadium des Universums schliessen lassen.

Die obere Grenze für das Verhältnis von Antihelium zu Helium in der kosmischen Strahlung liegt momentan bei N(Antihelium)/ N(Helium) < 6,8·10–7 (Sasaki 2002)

Bei schwereren Atomen wurde der anchweis auch versucht. Ergebnis: negativ

Ein aktuelles Experiment zur Suche nach Antimaterie in der kosmischen Strahlung trägt den Namen Pamela. Der im nahen Weltraum stationierte Teilchendetektor analysiert die eintreffende Strahlung auf Ladung, Impuls und Energie (siehe Abb. 2). Der Nachteil solcher direkter Nachweisversuche besteht darin, daß damit kaum sehr weit entfernte Antimaterievorkommen nachgewiesen werden können. Antimateriewelten auf sehr großen Skalen können über diese Methoden nicht ausgeschlossen werden.

Treffen in den Grenzgebieten Kerne und Antikerne aufeinander, so vernichten sich diese gegenseitig. Die dabei entstehenden Pionen* zerfallen ihrerseits in hochenergetische Photonen und Elektronen, welche zwei beobachtbare Signale verursachen können:

1. Die Elektronen beeinflussen durch ihre Wechselwirkung mit Photonen das Spektrum der kosmischen Hintergrundstrahlung.
2. Die entstehenden, extrem energiereichen Photonen tragen zur diffusen, kosmologischen Gammastrahlung bei.

Da beide Effekte umso größer sind, je kleiner der Radius der Antimateriewelten ist, können durch Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung und der diffusen, kosmologischen Gammastrahlung untere Grenzen für die Größe der Antimateriewelten gesetzt werden. Cohen et al. berechnen die zu erwartenden Signalstärken im Rahmen des kosmologischen Standardmodells (Cohen 1998). Sie kommen zum Schluß, daß vor allem die Messung der diffusen kosmologischen Gammastrahlung klare Grenzen an die Größe möglicher Antimateriewelten setzt. Demzufolge müßten mögliche Antimateriewelten so groß wie das für uns beobachtbare Universum sein, um nicht in Konflikt mit der gemessenen Gammastrahlung zu stehen. Damit schließen die Autoren die Möglichkeit eines Universums mit gleich vielen Baryonen wie Antibaryonen praktisch aus.

Das mal in Kürze, ich kann noch viel mehr darüber erzählen, aber das wäre ein anderes kapitel

Gruß

Wilfried

[tomS]

Hallo Wilfried,

ja, im wesentlichen korrekt interpretiert.

Ich stelle mal kurz die Einstein-Gleichungen und die Maxwellgleichungen nebeneinander:

G[down]Geometrie[/down] = T[down]Materie[/down]

dF[down]Strahlung[/down] = j[down]Materie[/down]

Die Aussage ist im wesentlichen die, dass die rechte Seite (Materiefelder) die Quelle für die linke Seite (Strahlung, Geometrie) darstellt, das aber auch die linke Seite auf die rechte Seite zurückwirkt. Die Quelle für Gravitation (Geometrie) G bzw. el.-mag. Felder F sind dabei der Energie-Impuls-Tensor T bzw. die Ladungs- und Stromdichten j.

[seeker]

Zur Antimaterie:

Also, dass man kein Antihelium findet wundert mich nicht wirklich.
Falls unsere kosmologischen Modelle nicht völlig falsch sind, muss es doch so sein.

Was haben wir denn im frühen Universum?
Wir haben eine extrem heiße, homogene und dichte Suppe in der Teilchen und (fast*) genauso viele Antiteilchen herumschwirren, die sich noch dazu im Fall von elektrisch geladenen Teilchen gegenseitig anziehen (großräumig gesehen sogar noch gravitativ).
Mir scheint in diesem Szenario kein Prozess denkbar zu sein, der beides räumlich sortieren und trennen kann:
Dass sich da alle Teilchen und Antiteilchen irgendwann finden und anihilieren müssen erscheint evident.
Am Ende muss und kann nur der kleine Materieüberschuss übrig bleiben - und Teilchen, die ihr eigenes Antiteilchen sind (z.B. Photonen).

*: Das scheint mir die einzig vernünftige Erklärung für unsere Existenz zu sein. Es wird ja auch von modernen Theorien so vorhergesagt.
Daraus folgt, dass eine Antigalaxie nicht aus unserem Urknall mit unseren Naturgesetzen hervorgehen kann.
Dass man keine Antimaterie in der kosmischen Strahlung findet bestätigt unser Modell.

Zur Energie und Raumzeitkrümmung:

Die Sache ist doch die, dass du recht hast, dass man normalerweise solche Nullpunkte als Bezugspunkt für Potentialdifferenzen einfach definieren kann - besonders in der E-Technik.

Hier liegt die Sachlage aber anders. Tom hat es schon angeschnitten:

Ich darf zitieren:

Gibt es eine (vielleicht auch nur theoretische) Möglichkeit den aktuellen Energiezustand unseres Vakuums zu bestimmen?
Ich fürchte fast, dass das nicht möglich ist, ohne ein zweites Vakuum als Vergleich zu haben?

Schwierig:: die moderne Physik ist tatsächlich in der Lage, Unterschiede in der Vakuumenergiedichte zu berechnen und zu messen (Stichwort: Casimir-Effekt), jedoch nicht den Absolutwert zu bestimmen. D.h. ohne Referenz-Vakuum (das man aber nicht mal einfach so daneben stellen kann) geht da nichts.

Gibt es überhaupt einen niedrigsten Energiezustand eines Vakuums - oder kann jedes beliebige Vakuum in ein noch tieferes Potential übergehen?
Also: Gibt es ein echtes Vakuum?

Die Theorie besagt, dass jede Theorie einen stabilen Grundzustand haben muss, da sie sonst instabil und letztlich physikalisch inkonsistent ist. Ein Zeichen wäre eben der spontane, sukzessive Zerfall des Vakuums in hochenergetishe Teilchen oder das Auftreten von Tachyonen (in bosonischen Stringtheorien).

Mathematisch bedeutet diese Eigenschaft, dass die Theorie einen Hamilton- bzw. Energieoperator H° hat, der nach unten beschränkt ist, d.h. dass für seine Eigenwerte eine untere Schranke existiert(die man üblicherweise gleich Null setzt). Dies entspricht einem (oder mehreren) Vakuumzuständen

H° |Vakuum> = 0

Allerdings sind auch andere Operatoren H', H'', ... mit anderen Vakuumenergien E', E'' denkbar ; man findet dann

H° = H' - E' = H'' - E'' = ...

durch Subtraktion der jeweiligen Vakuumenergie.

Diese Mehrdeutigkeit in der Festlegung der Vakuumenergie ist der o.g. Tatsache geschuldet, dass man eben den Absolutwert nicht berechnen kann , da die bekannten Quantenfeldtheorien leider immer "Unendlich" liefern

Aus dem Thread: "Artikel in "Die Zeit" : Quantenvakuum", 29.3.2010, 17:05
viewtopic.php?f=5&t=1433

Aha! Also kein Absolutwert berechenbar - im Gegenteil, beim Berechnen kommt Unendlich (oder zumindest eine sehr große Zahl**) heraus!
**http://de.wikipedia.org/wiki/Vakuumenergie, Versuche diese Energie durch Messungen abzuschätzen gab es offensichtlich auch schon...
Und damit ist ein Wert Null eben nicht physikalisch begründet. Damit ist er willkürlich, relativ, frei definiert.
Auf der anderen Seite bewirkt dieser Wert doch eine Raumzeitkrümmung des Universums. Soll diese dann auch relativ sein?
Geht das bzw. macht das Sinn?

Dass im leeren Raum nicht nichts ist wissen wir ja: Siehe Casimir-Effekt
Da ist also etwas, eine Nullpunkt- oder Vakuumenergie - eben nicht Null. Es wird vermutet, dass sie auch für die gegenwärtig beschleunigte Expansion des Universums verantwortlich sein könnte. Wie auch immer...

Wenn da eine von Null verschiedene Energie ist, dann muss sie auch eine von Null verschiedene Raumzeitkrümmung bewirken.
Darauf will ich hinaus. Nur: Warum hat sie den Wert, den sie hat - und wie lautet er? Ich finde das höchst interessant.

Viele Grüße
seeker

P.S.: Warum sind die Zitate nur in diesem Thread hier rot? Das hellbraun fand ich viel angenehmer, nicht so stechend...

[tomS]

Zur Antimaterie:Mir scheint in diesem Szenario kein Prozess denkbar zu sein, der beides räumlich sortieren und trennen kann

Doch, ich könnte mir vorstellen, dass die Inlation ein Teilchen-Antiteilchen Paar trennt.

Aha! Also kein Absolutwert berechenbar - im Gegenteil, beim Berechnen kommt Unendlich (oder zumindest eine sehr große Zahl**) heraus!
**http://de.wikipedia.org/wiki/Vakuumenergie, Versuche diese Energie durch Messungen abzuschätzen gab es offensichtlich auch schon...
Und damit ist ein Wert Null eben nicht physikalisch begründet. Damit ist er willkürlich, relativ, frei definiert.

Ja.

Auf der anderen Seite bewirkt dieser Wert doch eine Raumzeitkrümmung des Universums. Soll diese dann auch relativ sein?
Geht das bzw. macht das Sinn?

Das macht natürlich keinen Sinn. Was wir brauchen ist eine Theorie bzw. ein Prinzip, die es uns entweder erlaubt den Wert tatsächlich korrekt zu berechnen bzw. das erklärt, warum die Subtraktion der (unendlichen)Vakuumenergie erlaubt ist, bzw. warum diese in eben nicht zur Raumkrümmung beiträgt

[seeker]

Na gut, die Inflation könnte schon Teilchen trennen - aber nach Teilchen und Antiteilchen sortieren?
Nee, das glaube ich nicht.
Dass die Inflation nicht in der Lage war, die Teilchen vollständig voneinander zu trennen, sehen wir daran, dass es heute Galaxien gibt. Masse verklumpt gerne.

Und was passiert danach?

Die Materie muss doch auch nach der Inflation noch recht dicht gewesen sein und auch noch recht homogen verteilt, insbesondere müssten doch Teilchen und Antiteilchen in diesem Plasma oder Gas recht homogen vermischt gewesen sein, selbst auf kleinen Skalen. Hohe Dichte bedeutet viele Teilchenkollisionen.

Weiß jemand Zahlenwerte der Teilchendichte des frühen Universums nach der Inflation und nach dem Standardmodell und den heutigen Erkenntnissen? Man könnte damit vielleicht die mittlere freie Weglänge eines Teilchens zu diesem Zeitpunkt abschätzen. Mein Bauchgefühl sagt mir, dass praktisch alle Teilchen irgendwann nicht wenige Kollisionen gemacht haben müssen, bei einer Wahrscheinlichkeit von ca. 50 % bei jeder solchen Kollision anihiliert zu werden.

Daraus folgt: Falls wirklich Antimaterieteilchen dies überlebt haben sollten, dann kann man sie wohl an einer Hand abzählen.
Außerdem würde ich sie in keinem Fall in Galaxien erwarten, eher noch in den sehr leeren Regionen zwischen den Galaxien.

Zur Vakuumenergie:

Ich kann mir's nicht verkneifen - ich muss dazu noch einen philosophischen Gedanken loswerden:
(Für den Fall, dass sich die Sache mit der unendlichen Vakuumenergie noch als wahr herausstellen sollte...)

Das Gegenteil des Nichts ist nicht etwa das begrenzte endliche Sein, wie wir es hier sehen, sondern ein unendliches vollständig gefülltes Sein: Die Fülle.

Wir leben auf der Oberfläche der Fülle, an der Grenzfläche der unendlichen Fülle zum Nichts.
Auf dieser Grenzfläche ist die Fülle auf endliche Werte begrenzt.
Das Universum ist nicht etwa aus dem Nichts entstanden, sondern aus der Fülle, aus der Begrenzung derselben auf Endliches.
Dadurch entsteht Struktur.

Es ist nur die menschliche Erfahrung mit dem Leben bzw. Welt, die uns dazu verleiten will zu glauben, dass alles aus dem Nichts kommt:
Früher war ich nicht da, jetzt bin ich da. Früher war der Baum dort nicht da, jetzt ist er gewachsen, ist ins Dasein gekommen. Also muss alles aus dem Nichts kommen.
Diese einfache Vorstellung ist falsch.

Meine Vorstellung gefällt mir da besser. Sie macht für mich mehr Sinn, als anzunehmen, dass alles aus dem Nichts kommt.

Aus diesem Gedanken heraus favorisiere ich Bemühungen zu erklären, warum dieses unendliche Meer von Energie, auf dessen Oberfläche unser Universum schwimmt, keinen Beitrag zur Raumzeitkrümmung bewirkt.

Beste Grüße
seeker

[breaker]

Ich habe gestern Abend eine Dokumentation über unsere Galaxie gesehen und mir ist eine Frage gekommen. Ich dachte mir, die würde hier wohl am besten reinpassen.

Es wurde die kosmische Hintergrundstrahlung als großer Beleg für die Existenz der dunklen Materie dargestellt und ein Forscher hat dies wie folgt erklärt:
Man hat diese Unregelmäßigkeiten in der kosmischen Hintergrundstrahlung gemessen (dieses tolle rot-grün-blaue Bild, das man immer sieht, wenn irgendwo die kosmische Hintergrundstrahlung erwähnt wird), aus denen sich die heutige Materieverteilung im Universum ergeben haben soll. Aus diesen Unregelmäßigkeiten hat man theoretisch simuliert, wie die Verteilung der dunklen Materie im heutigen Weltall sein müsste und das Ergebnis stimmte genau mit der tatsächlich gemessenen Verteilung der (sichtbaren) Materie im heutigen Universum überein.

Frage 1: Kennt jemand diese Arbeit? Hab' ich das richtig verstanden, oder war das grob anders?

Frage 2: Ist das denn nicht ein riesiger Beleg für die Theorie der dunklen Materie? So eine Übereinstimmung kann doch unmöglich Zufall sein.

[Timm]

Zu 1: Ja, die Menge an Dunkler Materie, die man zur Erklärung der flachen Rotationskurven von Galaxien braucht, paßt ausgezeichnet zu der Dunklen Materie, die sich völlig unabhängig davon aus den Anisotropien des CMB ableiten läßt. Das lambda-CDM-Modell (Cold Dark Matter) verbindet alle wesentlichen kosmologischen Daten erstaunlich konsistent.

Zu 2: Die Wirkung einer angenommenen Dunklen Materie (Galaxien, CMB) kann aber möglicherweise auch durch eine Modifikation der Gravitationstheorie erklärt werden (MOND-Theorien). Die Konsistenz von Galaxien- und CMB Daten belegt also nur eine prinzipielle Wissenslücke. Die DM ist zweifellos mainstream, kann aber wohl nicht als erwiesen gelten, solange man ihren Teilchen nicht auf die Spur gekommen ist.

[Protonenschubser]

Alles sehr interessant!
Ich habe zwar nicht wirklich eine Ahnung ob es DM wirklich gibt aber ich halte mir die Option offen zu sagen VIELLEICHT DOCH
Zumindest hört sich das für mich logisch an.
Meine Tante meint das ist die Hölle und da komm och hin wenn ich im Leben böse war.
Philosophiemässig irgendwie ein logischer Gedanke...Gut und Bose und so.
Naja die Erfoschung des Universums kommt ja jetzt erst so richtig in Schwung.
Immer bessere Teleskope und Techniken.
Mal abwarten was da noch kommt.
Ach ja....Albert Einstein stand bei vielen Forschern mal als Spinner da...also ungefähr so wie die die an DM glauben und meinen es beweisen zu können........mal abwarten ob das wirklich nur Theorien sind

Andreas

[seeker]

Aus diesen Unregelmäßigkeiten hat man theoretisch simuliert, wie die Verteilung der dunklen Materie im heutigen Weltall sein müsste und das Ergebnis stimmte genau mit der tatsächlich gemessenen Verteilung der (sichtbaren) Materie im heutigen Universum überein.

Das ist mir nicht ganz klar.
Wie kann man denn etwas simulieren, dessen Parameter/Eigenschaften man nicht kennt?

Ich könnte mir vorstellen, dass es gerade umgekehrt gewesen ist:
Man kennt einen Teil des Ergebnisses (heutiges beobachtbares Universum) und spielt so lange an den Anfangsbedingungen herum, bis die Simulation das richtige Ergebnis ausspuckt.
Der Erfolg der Simulation wäre dann, dass es einen Satz von Anfangsbedingungen geben kann, der sowohl der heutigen Materieverteilung nicht widerspricht und gleichzeitig der beobachteten Hintergrundstrahlung (etc.) nicht widerspricht.
Ein Beweis für die Richtigkeit der Annahme von dunkler Materie ist das aber leider nicht, sondern nur ein Hinweis - oder wenn man noch vorsichtiger ist: Sie (die DM) wurde durch die Simulation nicht widerlegt.

Der Pfad der Erkenntnis der modernen Physik ist ein äußerst steiniger und mühseliger...

Grüße
seeker

[gravi]

Klar kann man das simulieren:

http://abenteuer-universum.de/kosmos/urknall5.html

Einfach mal lesen. Wozu schreibe ich so etwas schließlich...

Gruß
gravi

[positronium]

Ich verstehe nicht, wie die Hintergrundstrahlung als Hinweis auf oder als Folge einer Dunklen Materie gelten kann. Im Prinzip ist die Hintergrundstrahlung doch nur ein Photo, das recht lange in der Post war. Die Materieverteilung kann eine Folge von irgend etwas, auch, aber nicht unbedingt nur von DM sein, glaube ich.

[seeker]

@gravi:
Danke für den Link! Schön!
Im Wesentlichen ist mir das schon klar gewesen.

Was ich meinte war, dass man ja in der Hintergrundstrahlung keine DM sieht. Das ist (glaube ich) auch der Punkt, auf den positronium hinaus will.
Simulieren kann man, klar!
Man muss aber in jeder Simulation Randbedingungen/Anfangswerte festlegen. Diese sind entscheidend.

Entscheidend ist bei der hier besprochenen Simulation z.B. die Menge der DM (auch im Verhältnis zur normalen Materie).

Der Wert so einer Simulation liegt dann z.B. in der Aussage, dass das Ergebnis der Simulation nur dann zu dem von uns beobachteten Universum führt, wenn die DM-Menge (so es DM überhaupt gibt) zu Anfang im Verhältnis zur normalen Materie sehr groß war. Man kann also Grenzen angeben.
Diese sind aber zunächst einmal willkürlich. Verfestigen lassen sich solche Aussagen erst dann, wenn diese dort passende ungefähre DM-Menge auch zu anderen Beobachtungen passt, wie z.B. dem Rotationsverhalten der Galaxien.

Grüße
seeker

[positronium]

Was ich meinte war, dass man ja in der Hintergrundstrahlung keine DM sieht. Das ist (glaube ich) auch der Punkt, auf den positronium hinaus will.

Ja. Ich sehe das sogar so, wie Du oben schon geschrieben hast: "Sie (die DM) wurde durch die Simulation nicht widerlegt."
So eine Simulation zeigt nur, dass es etwas geben muss, das mit der bekannten/sichtbaren Materie nicht erklärt werden kann. Es fehlt also etwas.
Für wahrscheinlicher halte ich sogar, dass dort nichts völlig neues existiert, sondern die Erscheinung nur noch nicht in unseren offensichtlich unvollständigen Modellen berücksichtigt wird.

[Timm]

Was ich meinte war, dass man ja in der Hintergrundstrahlung keine DM sieht.

Doch, die sieht man

http://wwwa1.kph.uni-mainz.de/Vorlesung ... aterie.pdf

sogar gut passend zu den flachen Galaxien-Rotationskurven, wie schon weiter oben erwähnt.

Hätte man nur Simulationen, dann wäre das lambda-CDM-Modell noch eine Vision. Über dieses Stadium sind wir hinaus.

Gruß, Timm