Zweifel an der dunklen Materie?

[tomS]

Hier ein Link http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=13497 sowie ein Auszug aus dem Artikel:

Dunkle Materie in Frage gestellt

Astronomen aus Deutschland, Österreich, Frankreich und Australien haben in einem internationalen Forschungsprojekt so genannte Gezeiten-Zwerggalaxien untersucht. Diese sind in jenen großen Materieauswürfen (Gezeitenarmen) zu finden, die beim Verschmelzen zweier Galaxien entstehen. Ausgehend von ihren Ergebnissen stellen die Forscher in ihrer aktuellen Publikation die Existenz der Dunklen Materie in Frage.

"Die Mehrzahl der Astronomen ist davon überzeugt, dass sich 'das Universum und der ganze Rest' nur mit der Existenz von Cold Dark Matter (CDM) erklären lässt – das ist Materie, die nicht direkt beobachtbar ist, aber die Masse im Universum bei weitem dominiert und gravitativ mit sichtbarer Materie wechselwirkt, ohne sich wie diese zu verhalten", sagt Gerhard Hensler vom Institut für Astronomie der Universität Wien. Seit den 1970er-Jahren wird erfolglos nach den unsichtbaren Teilchen geforscht.

"Die Idee der Dunklen Materie hat sich derart festgesetzt, dass viele keine Kritik daran akzeptieren", so Hensler. "Auf großen Skalen funktioniert die Theorie wunderbar. Es gibt zurzeit keine bessere Erklärung für bestimmte Phänomene, die wir zwar beobachten, aber nicht allein mit der Masse der sichtbaren Materie erklären können." Dazu gehört u.a., dass Galaxien so schnell rotieren, dass die Sterne darin nicht den Gesetzen der Fliehkraft entsprechen. Kalte Dunkle Materie hält angeblich dank ihrer Masseanziehung die Galaxien zusammen.

Das CDM-Szenario wankt, sobald man sich auf kleine Skalen begibt. Die Wissenschaftler untersuchten in ihrer Studie Satellitengalaxien, die um unsere Milchstraße kreisen: "Hier passen die Vorhersagen vorne und hinten nicht mit den Beobachtungsdaten überein." Nun präsentierten sie fünf Widersprüche, die das Dunkle-Materie-Modell vor massive Probleme stellen. Die Ergebnisse basieren auf Beobachtungsdaten von rund 50 Satellitengalaxien der Milchstraße und des Andromeda-Nebels.

Einer dieser Widersprüche ist die Diskrepanz zwischen den errechneten und den beobachteten Masse-Leuchtkraft-Verhältnissen in Satellitengalaxien: Nach dem CDM-Szenario sollten sie umso heller leuchten, je mehr Dunkle Materie sie enthalten, da Dunkle Materie sichtbare Materie anzieht. "Die Ergebnisse unserer Parameterstudie weichen jedoch eindeutig von den Vorhersagen der Simulationen ab", erläutert Hensler. Außerdem sollten dem Modell zufolge mindestens 1.000 Satellitengalaxien um unsere Milchstraße und den Andromeda-Nebel kreisen. Tatsächlich sieht man jedoch nur 25, die nicht zufällig verteilt sind, wie die Theorie vorhersagt, sondern eine Art Scheibe bilden. Deshalb bevorzugen die Wissenschafter die These, dass diese Zwerggalaxien als Gezeitengalaxien entstanden sind.

Auch weitere Beobachtungen, etwa Schwankungen in der Rotationkurve von Galaxien, können mit dem CDM-Modell nicht erklärt werden. "Wir müssen anfangen, Alternativen ernsthaft in Erwägung zu ziehen", sagt Hensler. Dazu zählt die Anpassung der Newtonschen Gravitationstheorie – wie es die VertreterInnen der Modifizierten Newtonschen Dynamik (MOND-Theorie) versuchen. "Vermutlich liegt die Ursache sogar noch tiefer in den Grundfesten unserer Physik", so Hensler.

[seeker]

Die Problematik mit den Zwerggalaxien wurde auch in der Sendung hier ansgesprochen:
viewtopic.php?f=14&t=1719

Ich glaube, man hat auch ein Problem mit den Rotationsgeschwindigkeiten der Satellitengalaxien, die zur Milchstraße gehören.
Weiß jemand genaueres?

Grüße
seeker

[deltaxp]

den oder nen ähnlichen artikel hab ich vor kurzem auch gelesen. das letzte wort in sachen cdm ist noch nicht gesprochen. es gibt ja so einige modelle die ohne cdm auskommen. sogar im rahmen der string-theorie gibt es ein etwas utopisches modell was iohne cdm aauskommt. da hängt ne brane mit dick masse über unserer brane, wir merken davon ja nix, da alle wechselwirkung nur auf der brane stattfindet. Alle ? nun nicht ganz, die gravitation nicht, die kann die brane verlassen. somit könnte die der cdm zugewisse gravitationskraft also auch von ner nachbarbrane herrühren, deren gravitation halt etwas zu uns rüberschwappt. und schon hat man die cdm aus unserem universum ins exil in ein anderes geschickt. und da wir keine ahnung haben welches von den 10^500 vakuumzuständen, ergo naturgesetzen das din hat, kann das dort alles mögliche sein^^

[Timm]

Die Gravitationslinsen-Daten von Abell 520 http://www.wissenschaft-online.de/artik ... 777&_wis=1 stellen CDM und MOND vor Probleme. Denn wie das Bild s. 41 zeigt, erscheinen die durch den Gravitationslinseneffekt angezeigten Maxima der Gravitation, die man der CDM zuordnen muß, weit entfernt von den Galaxien. Die Galaxien Verteilung in Abell 520 ist das Resultat einer Kollision von Galaxienhaufen. Weder CDM noch MOND bieten eine Erklärung dafür, weshalb das Maximum der Gravitation dort ist, wo es keine sichtbare Materie gibt.
Vor der Kollision waren die Galaxien noch in ihre jeweilige Wolke aus CDM eigebettet. Die Schwerkraft dieser "Wolke" überschreitet die der Galaxien um das ca. achtfache. Sie sollte also ihre Schäfchen festhalten können.

Schön ist weder MOND noch CDM. Aber das Problem ist da. Muß vielleicht in eine völlig andere Richtung gedacht werden?. Könnte die QG eine Lösung bereit halten?

Gruß, Timm

[seeker]

Schönes PDF!

Mir ist da gerade eine Frage eingefallen:

Wenn es die DM gibt und diese aus langsamen Teilchen besteht, müsste sie dann nicht verklumpen wie gewöhnliche Materie?
Müssten wir dann nicht so etwas wie DM-Sterne finden - oder Mischformen: müsste unsere Sonne dann nicht DM genauso binden wie gewöhnliche Materie und daher schwerer sein als beobachtet?
Oder anders gedacht: Kann man erschließen, wie schnell die DM mindestens sein muss und höchstens sein kann?

Grüße
seeker

[gravi]

Das kann wohl niemand exakt beantworten, da wir ja nicht einmal sicher sein können, dass die DM überhaupt existiert.

Ja, verklumpen sollte sie auf jeden Fall, da sie ja über die Gravitation wechselwirkt. Wenn ich mich recht entsinne, geht die Theorie von planetensystemgroßen Zusammenballungen aus. Allerdings eröffnen sich mir an diesem Punkt noch weitere Fragen:

• Weshalb sollten keine größeren Objekte aus der DM entstehen?

• Gibt es vielleicht Parallelen zu Sonnen- und Sternsystemen aus DM? Also "DM- Sonnen" umkreist von "DM- Planeten" und bilden diese "DM- Galaxien"?

• Bildet die DM auch Schwarze Löcher (sollte sie eigentlich unbedingt!)?

• Wenn sie so stark gravitativ wirkt, wieso konnte sich dann die normale Materie von der DM entfernen? Sie hätte doch im frühen Kosmos alle Materie fest an sich binden können/müssen...

Vermutlich wird diese Fragen auch niemand beantworten können. Doch wenn man die Sache aus Sicht dieser Fragen betrachtet, kommen einem doch Zweifel an der Existenz der DM auf!

Gruß
gravi

[tomS]

CDM zusammen mit SUSY (MSSM) halte ich für gar nicht so schlecht - wenn man die notwendigen Teilchen denn nachweisen kann ...

[Timm]

Wenn es die DM gibt und diese aus langsamen Teilchen besteht, müsste sie dann nicht verklumpen wie gewöhnliche Materie?
Müssten wir dann nicht so etwas wie DM-Sterne finden - oder Mischformen: müsste unsere Sonne dann nicht DM genauso binden wie gewöhnliche Materie und daher schwerer sein als beobachtet?
Oder anders gedacht: Kann man erschließen, wie schnell die DM mindestens sein muss und höchstens sein kann?

Baryonische Materie verklumpt, weil die kinetische Energie der Teilchen bei Stoßprozessen in elektromagnetische Energie umgewandelt werden kann. Diese Möglichkeit der Verlangsamung ihrer Geschwindigkeit haben die Teilchen der CDM nicht, da sie nur schwach wechselwirken (wie die Neutrinos). Sie bleiben aber als ausgedehnte Wolke zusammen, weil die einzelnen Teilchen keine Fluchtgeschwindigkeit haben. Hingegen bilden Neutrinos meines Wissens aufgrund ihrer sehr hohen Geschwindigkeiten keine "Wolken", auch keine sehr ausgedehnten.

Gruß, Timm

[Timm]

Um sehr hohe Massen- oder Energiekonzentrationen auf kleinem Raum zu beschreiben, benötigt man die Quantengravitation. Außer bei Schwarzen Löchern und dem Urknall spielt sie keine wesentliche Rolle und kann vernachlässigt werden, weil ihre Effekte auf den Skalen, die wir heute beobachten können, nicht nachgewiesen werden können. Es ist nicht zu erwarten, dass sie unbedingt das Rätsel um die Dunkle Materie aufklärt.

Wahrscheinlich nicht, wenn wir über die Natur der dunklen Materie sprechen. Angenommen es bleibt dabei und sie besteht aus massereichen schwach wechselwirkenden Elementarteilchen. Bei der Kollision zweier Galaxienhaufen sollten CDM-Wolke und Galaxien jeweils zusammen bleiben. Galaxien könnten sich nur dann von ihrer Wolke entfernen, wenn sie Fluchtgeschwindigkeit hätten. Wodurch sollten sie die aber kriegen? Selbst wenn man sehr spekulativ eine Vereinigung der beiden Wolken annimmt, sollten die Galaxien beider Haufen in deren Gravitationsfeld gefangen bleiben. Wie aber die Abell 520 Daten zeigen, sind CDM und Galaxien räumlich getrennt. Warum?

Gruß, Timm