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Neue Einblicke in die Dunkle Materie

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Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von Frank » 3. Feb 2016, 10:26

http://www.astronews.com/news/artikel/2 ... -004.shtml

Trotzdem würde mir mal eine leichter verständliche Erklärung , was die dunkle Materie nun ungefähr sein soll, gut tun.

Ist das eine Wolke,ein Blubbern,hällt sie die sichtbare Materie zusammen...... :wn:
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von Stephen » 3. Feb 2016, 10:47

Dunkle Materie ist nicht sichtbar, aber ohne deren Existenz ließe sich die Bewegung der sichtbaren Materie (max. 1/6 vom Gesamtaufkommen) nicht erklären. Ob die Dunkle Materie nun "erfunden wurde", um Inkonsistenzen (z.B. beim III. Keplerschen Gesetz oder dem Gravitationsgesetz) abzugleichen, kann dir wahrscheinlich nicht mal ein Profi erklären.
Einfach gesagt: die sichtbare Materie verhält sich nicht so, wie sie es tun "müsste" ;)
Mehr kann ich dir als Laie auch nicht dazu sagen.
Zuletzt geändert von Stephen am 3. Feb 2016, 10:52, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von Marcel » 3. Feb 2016, 10:50

Naja die Dunkle materie müsst das gleiche sein wie normale Materie, nur dass diese kein licht reflektiert.
Ich stelle mir diese einfach als Atome vor, an dessen Elektronen keine Photonen reflektiert werden. In wiefern diese Eigenschaft korrekt bzw ausgelößt ist, vermag ich natülich nicht zu wissen (!). Es ist also demnach MAterie, die nicht elektomagnetisch wechselwirkt.

Dabei steht immer noch in frage ob diese Theorie sinnvoll ist, oder ob diese ähnlich wie der Äther zu Einsteins zeiten nur eine "vereinfachung" ist. wirklich aussagekräftige Ergebnisse konnten mwn noch nicht erbracht werden.
Mit freundlichen Grüßen
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von positronium » 3. Feb 2016, 11:25

DM soll, so sie denn existiert, überhaupt nicht elektromagnetisch wechselwirken. Das bezieht sich also nicht nur auf Streuung, sondern auf jeden elektromagnetischen Vorgang. Deshalb kann sie auch keine Atome im klassischen Sinn bilden - hier hätte man ja Absorption und Emission von Photonen.
Ich glaube, neben der Gravitation ist auf jeden Fall die schwache WW nötig; bei der starken bin ich mir nicht sicher.

Das in dem Artikel geschriebene könnte ein Hinweis darauf sein, dass DM tatsächlich Teilchencharakter besitzt, und nicht nur eine Anpassung der ART ausreichend sein könnte.

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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von Marcel » 3. Feb 2016, 14:47

Ja da hast du recht, aber als modell könnte man eine Art von Atomen annehmen...die eigenschaften auf betrachtung der Gravitation sind die selben, und natürlich stößt jedes Modell irgendwann an seine Grenzen ^^
Aber danke für den Hinweis hätte bestimmt zur verwirrung geführt.
Mit freundlichen Grüßen
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von seeker » 3. Feb 2016, 15:52

Wir wissen es noch nicht, was DM ist.
Wir wissen noch nicht mal zu 100%, ob es überhaupt DM gibt.

Was wir wissen:
Entweder gibt es Masse im Universum, die wir nicht sehen können oder die bekannten Naturgesetze sind unvollständig (das betrifft insbes. die ART).
Inzwischen spricht mehr dafür, dass es wohl eher das Erstere sein wird.
Falls es also DM gibt, dann geht man davon aus, dass sie Materie-artig ist. D.h., es müsste sich in dem Fall um Teilchen handeln.
Teilchen, nicht "DM-Atomkerne", um die "DM-Elektronen" herumschwirren und die "DM-Atome" bilden.
Diese Teilchen müssen schwer und langsam sein (also keine Neutrinos) und nur oder fast nur Wechselwirkung per Gravitation machen.

Es gibt allerdings auch Anzeichen, dass DM zumindest unter sich etwas mehr WW machen könnte als nur gravitativ, aber auch das ist noch nicht sicher:
http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-18 ... 04-15.html

Was für Teilchen das sind und ob es nur eine oder mehrere Sorten davon gibt wissen wir nicht. Ob sie wenigstens ein klein wenig miteinander klumpen können (ob also aus einzelnen Teilchen Doppelteilchensysteme usw. entstehen können) wissen wir auch nicht. Über welche Kräfte solche Wechselwirkungen vermittelt würden, so sie denn existieren, wissen wir auch nicht, aber der Elektromagnetismus scheidet aus, denn dann wäre die DM nicht dunkel.

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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von Alberich » 3. Feb 2016, 17:05

seeker hat geschrieben:Entweder gibt es Masse im Universum, die wir nicht sehen können oder die bekannten Naturgesetze sind unvollständig (das betrifft insbes. die ART).
Für mich trifft beides zu.
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von gravi » 3. Feb 2016, 19:17

Viel Neues bietet der Artikel eigentlich nicht: Dass sich Materie und DM gleichzeitig im Universum bildeten nimmt man ja schon lange an. Anfangs wurde die Materie jedoch von Strahlung dominiert, während sich die DM ungehindert davon gravitativ zusammenballen konnte. Entlang dieser Strukturen ordnete sich dann später die Materie (Galaxien, Galaxiencluster) an - ebenfalls durch den gravitativen Einfluss. Derzeit bietet wohl nur der LHC die Chance, Teilchen der DM zu entlarven - falls es überhaupt Teilchen sind. Es bieten sich ja auch noch einige andere Möglichkeiten an...

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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von Frank » 3. Feb 2016, 20:10

gravi hat geschrieben:Viel Neues bietet der Artikel eigentlich nicht: Dass sich Materie und DM gleichzeitig im Universum bildeten nimmt man ja schon lange an. Anfangs wurde die Materie jedoch von Strahlung dominiert, während sich die DM ungehindert davon gravitativ zusammenballen konnte. Entlang dieser Strukturen ordnete sich dann später die Materie (Galaxien, Galaxiencluster) an - ebenfalls durch den gravitativen Einfluss. Derzeit bietet wohl nur der LHC die Chance, Teilchen der DM zu entlarven - falls es überhaupt Teilchen sind. Es bieten sich ja auch noch einige andere Möglichkeiten an...

Gruß
gravi
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von Pippen » 3. Feb 2016, 20:53

seeker hat geschrieben:Wir wissen es noch nicht, was DM ist.
Wir wissen noch nicht mal zu 100%, ob es überhaupt DM gibt.

Was wir wissen:
Entweder gibt es Masse im Universum, die wir nicht sehen können oder die bekannten Naturgesetze sind unvollständig (das betrifft insbes. die ART).
Inzwischen spricht mehr dafür, dass es wohl eher das Erstere sein wird.
Was soll das sein?

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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von seeker » 3. Feb 2016, 22:34

Pippen hat geschrieben:Was soll das sein?
Na ja, wenn's keine zusätzliche Masse ist, müsst es so etwas in der Art wie die modifizierte Newtonsche Dynamik (MOND) sein.
Damit könnte man die Galaxienrotationen auch erklären.
Unter der Bedingung, dass die Naturgesetze überall und jederzeit im Universum gelten, müssten aber MOND-Effekte überall gleichmäßig, d.h. homogen und isotrop wirken.
Es gibt nun aber Hinweise aus der Beobachtung von Galaxien, Galaxienhaufen, Gravitationslinsen, dass dem anscheinend nicht so ist, dass es da z.B. gravitative Effekte gibt, die einer sichtbaren Galaxie hinterherhinken (das sind dann also nicht-homogene Effekte).
Und die Strukturbildung/Verkumpung der sichtbaren Materie in der Entwicklung des Universums kann man durch die DM (als irgendwelche massebehaftete Teilchen) auch leichter erklären.

Aber gravi und Alberich haben schon Recht:
Es könnte auch beides geben oder noch mehr oder keins davon, also im letzteren Fall noch etwas viel Verrückteres als WIMPS oder Susy-Teichen oder Sonstwas-Teilchen, das z.B. irgendwie wie im Universum lokal-inhomogen verteilte Masse wirken täte, ohne wirklich aus Teilchen zu bestehen.
Wer weiß?
Wir müssen abwarten und weiter beobachten, was man noch herausfindet.

Gruß
seeker
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von Skeltek » 4. Feb 2016, 02:05

gravi hat geschrieben: Viel Neues bietet der Artikel eigentlich nicht: Dass sich Materie und DM gleichzeitig im Universum bildeten nimmt man ja schon lange an. Anfangs wurde die Materie jedoch von Strahlung dominiert, während sich die DM ungehindert davon gravitativ zusammenballen konnte. Entlang dieser Strukturen ordnete sich dann später die Materie (Galaxien, Galaxiencluster) an - ebenfalls durch den gravitativen Einfluss.
Ja, es gibt keine andere Erklärung dafür, weshalb sich die gewöhnliche Materie im Universum so zusammenballen und in nur 14 Milliarden Jahren in die bekannten Strukturen hätte zwängen können, wenn sie nicht durch etwas anderes das sich früher zusammengeballt hatte dabei unterstützt worden wäre.
Wir nehmen deshalb eine Materieform an, welche ausschließlich gravitativ in unserem Universum wirkt.
Diese Materieform wechselwirkt mit sich selbst natürlich auch nur gravitativ und ist nicht durch Reibung, Kollisionen oder inelastische Stöße dazu in der Lage abzubremsen oder ähnliches.
Zwar kann so eine dunkle Materieform bei homogener Startverteilung selbst überhaupt keine Klumpen bilden, aber man geht davon aus, dass sie mysteriöserweise entweder schon immer Strukturen und Klumpen hatte oder eine Art magisches Einhorn durchs Universum streifte, welches diese anfangs dann so verteilt hatte wie sie heute wirkt.
Ich bin kein Spezialist auf dem Gebiet, weil ich mich schon immer dagegen sträubte mir diese Fakten durch Lernen zu Eigen zu machen, aber ich denke ein anderer kann sicherlich die Überzeugungen untermauern, welche ich wie oben beschrieben durch hochseriöse Fachliteratur (Nature, Spektrum der Wissenschaft, Bild-Zeitung) in Erfahrung gebracht habe.

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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von gravi » 4. Feb 2016, 19:15

Vom magischen Einhorn würde ich mal absehen. Gäbe es nicht die Klumpenbildung überall im Universum, so würde wahrscheinlich nicht ein einziger Stern leuchten. In jeder Molekülwolke einer Galaxie gibt es diese Klumpenbildung, die irgendwann zu Sternen kondensiert. Daher ist nicht einzusehen, dass DM auch schon von Anfang an klumpte und Strukturen ausbildete. Immerhin war seinerzeit das Universum sehr dicht, entsprechend hoch waren die gravitativen Einflüsse. Irgendwelche Störungen, Inhomogenitäten oder Fluktuationen werden immer irgendwo auftreten. Wäre das nicht so, dann würde höchstwahrscheinlich unser ganzes Universum nicht existieren in der heutigen Form.

Gruß
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von Marcel » 5. Feb 2016, 12:45

Das Ding mit der Dunklen materie ist ja, dass es nicht erwiesen ist, wie bereits gesagt. Was ich im letzten Jahr wegen meiner Arbeit gelesen habe, aber nicht aufgenommen, ich versuche das mal zu memorieren. "Bedenkt mal wie groß der schwarzschildradius des Gesamten universums wäre. So jetzt lassen wir das Universum mal kleiner werden und wie man sieht nähern sich die Physikalischen Eigenschaften und Gesetzmäßigkeiten immer mehr denen in einem schwarzen Loch an. Richtig wir können sie noch nicht wenn überhaupt irgend wann einmal beschreiben. Daher wissen wir nicht wie es in sehr früherzeit im Universum gewesen sein muss. Ob aus dieser ungewissheit die Möglichkeit besteht eine Strukturbildung ohne eine unbekannte Dunkle Materie zu beschreiben, dann könnte es möglich sein das wir nciht die DM brauchen zur erklärung."
Wie das nun zustimmt ist sehr Fragwürdig. Ich schätze mal die Zukunft wird es zeigen. Aber Ich warne nocheinmal davor sich auf die DM zu versteifen, für mich ist und bleibt sie vorerst eine Äther-ähnliche- Theorie ;)
Mit freundlichen Grüßen
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von deltaxp » 5. Feb 2016, 13:38

Die ersten Hinweise auf dunkle Materie gab es 1936 durch Beobachtungen von galaxiehaufen, ich glaune der coma haufen durch den schweizer Astronomen Fritz Zwicky. er stellte fest, dass sich die Galaxien viel zu schnell bewegen als sie durch die masse der sichtbaren Objekte als Sterne zusammengalten werden können. Also entweder irgendwas da sein, was man nicht sieht und masse haben oder das graviationsgesetz sich auf grosse Distanz ändern (zum letzeren zählen die sogenannte MOND-Theorien-MOdified Newtonian Dynamics-, aber daran glaubt der größte teil biseher nicht. Nun war das Intersse im jahr 1936 an diesem etwas verschrobenen Astronom aufgrund der politischen Verhältnisse in Europa aus verständlichen gründen nun nicht gerade hoch, und die Messtechnik damals auch nicht vom feinsten, also geriet das erstmal in Vergessenheit. In den 70gern betrachtet Vera Rubin, eine der wenigen astronminin, dies damals echt schwer hatten gegen die Männer, das rotationsverhalten einzelner Galaxien. mann erwartete ähnlich dem Planetensystem, dass sich weiter aussen liegende Sterne langsamer um das galaxien-Zentrum bewegten als innen liegende. aber das war nicht der fall. Vera Rubin war glaub ich eher ein verfechter der mond-Theorien als das man das durch nicht sichtbare masse erklären könnte. mann kann aus dem verhalten der rotationskurve auch die dichteverteilung der umgebenden dunklen Materie abschätzen und kommt auf sowas wie nen diffuser langsamer 1/r abfall glaub ich. der dritte hinweis waren dann viel viel später die gravitationslinsen Effekte, die die Verteilung der dunklen Materie in Galaxien haufen bestimmbar machte. man kam dann halt auf das massenverhältnis von 5:1 dunkler sichtbare (also elektromagnisch wechselwirkender) Materie. weiter hinweise lieferten dann computersimulationen zur strukturbildung des Universums wom man die anteile dunkle energi, dunkle Materie, baryonische Materie (wie wman die normale nennt). die besten Übereinstimmungen mit den sichtbaren Universum ergaben halt die Aufspaltung von etwa 70% dunle Energie, 25 % dunkle Materie, 5% baryonische Materie.

aber all das macht keine aussage, was dunkle Materie ist. dafür gibt es halt verschiednen Theorien.

die einfachste Theorie: es ist normale Materie, die einfach nicht gross strahlt, wie braune Zwerge, Planeten und schwarze löcher taub, usw. aber da gibt es viele Inkonsistenzen. denn wenn es normale Materie wäre, hätten in der Frühzeit der Universums, wo es noch ein Plasma war der hohe Strahlungsdruck dafür gesorgt dass die inhomogenitäten nach der Inflation (oder anderen auf quanten-Effekten basierenden Modellen) ausgebügelt worden wären und es sich keine Strukturen gebildet hätten. aber dunkle Materie wechselwirkt nicht durch EM-Strahlung sondern im wesentlchen nur gravitativ. die dm hat sich in den Initialen dichteren gebiten angesammelt, während die gewöhnliche Materie noch ping pong gespielt hat, und als die lustige ballerei nach der Rekombination vorbei war, hat Mama dunkle Materie die kleine baryonische Materie zu sich nach hause in die dichteren Regionen durch den Lockruf der Gravitation gerufen. aber auch hier, könnten es zumindest noch viele primordial erzeugte schwarze löcher gewesen sein. die müssten derzeit aber zerstahlen gemäß hawking, zu mindest ein paar wenn es soviele waren, wären frei und hätten sich nicht verbunden oder gross an masse zu gelegt. aber man hat bis heute glaub ich nix gefunden. das nächste Argument gegen dunkle Materie aus baryonischer ist, dass man aus der aalyse der hintergrundstrahlung recht genau weiss wieviel baryonische Teilchen es gibt im sichtbaren Universum. das man weiss dass es 10^9 mal mehr hintergurnd photonen als baryonische Teilchen gibt, und ersteres kann man zählen seit COBE , WMAP und PLANCK usw. kurz: es gibt nicht genügend baryonische Materie um den hohen DM Anteil vollständig zu erklären. ein Großteil, muss anderer Natur sein.

und da kommen denn die Theoretiker ins spiel. könnten es Neutrinos sein ?, von denen man ja nun weiss, dass sie masse haben. 2 Argumente sprechen dagegen, erstens obiges. aber zweitens, und das ist wichtiger. viel zu leicht und zu schnell, klumpt nicht. falls dm aus Teilchen bestht müssen sie schwer und langsam sein, cold dark matter. man fass t sie unter den nedlichen namen WIMPS zusammen (weakly interacting massive particle). aber das ist auch nur ein Name für. ich hab keine Ahnung welche Teilchen das sein sollen. aber man gestattet ihnen eben wenigstes doch eine kleiner schwache radioaktive Wechselwirkung. es gibt hinweise, dass es wimps sein könnten. denn im Gegensatz zur normalen Materie, von denen nur 1 von 10^9 durch die vernichtungsschlacht im frühen Universum von Teilchen und Antiteilchen (den genauen Ursprung woher diese symmetriebrechung von 1:10^9 kommt weiss man noch nicht) aufgrund ihrer heftigen wechselwrikungen, flogen wimps unf antiwimps sozusagen immer anneinander vorbei, da sie nur schwach über die graviation wechselwirkten. also gibt es im wesentlichen genauso viele wimps wie antiwimps. aber ab und an treffen sich doch zwei und zerstrahlen sehr hochenergetisch und erzeugen dabei Elektronen und Positronen. letztere kann man zählen und mit dem Untergrund aus anderen Prozessen vergleichen. die messen deuten darauf hin, dass siech der Positron überschuss durch eben die wimp-anti-wimp Zerstrahlung erklären lässt (kam übrigens auch in einer Episode von big-bang-theory vor). aber da ist auch noch lange nicht das letzte wort gesprochen. wenn man die Theoretiker fragt, was könnten diese wimps sein. haben die gleich nen ganzen sack voll Möglichkeiten. lieblingskandidat wäre das leichteste superysmmetrische Teilchen (LSP), weil es nicht zerfallen kann, zum Beispiel das sogenannte neutralino, ein schwerer superpartner des Neutrinos). darum sucht man am cern händeringend (und aus anderen eher theoretischen gründen) nach supersymmetrischen Teilchen. aber bis jetze gibs da noch nix, bei den gegenwärtigen Energien.

aber die stringtheoretiker haben ne ganz andere Möglichkeit auf lager. nach denen leben wir im 10d-bulk auf einer 3-brane. aller Wechselwirkungen kleben an dieser 3-brane, weil sie offene strings sind, die mit ihren enden daran haften, aber Gravitonen sind geschlossene strings, die brauchen keine Haftung und können sich frei durch den bulk bewegen. es könnte also eine brane nahe bei liegen, mit fett graviationserzeugen Materie was auch immer für eine art und ihre Gravitation durch den bulk auf unsere brane treffen und dort eben "graviationsschatten" der Materie der anderen brane erzeugen, was wir hier als dark matter bezeichen. im letzten fall würde man natürlich nix finden. oder es ist eine Kombination aus allen.

aber nicht vergessen. die alternativen MOND-Theorien, sind auch noch nicht ganz vom tisch, wenn auch unwahrscheinlich. Was die Natur der DM ist, müssen letzlich die Experimentatoren raus finden. die Theoretiker zeigen die Möglichkeiten auf, was es sein könnte.

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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von seeker » 5. Feb 2016, 17:29

deltaxp hat geschrieben:falls dm aus Teilchen bestht müssen sie schwer und langsam sein, cold dark matter.
Dazu ist mir gerade eine Frage in den Sinn gekommen:
Sagt mal, wenn die DM aus Teilchen besteht und diese mit der normalen Materie kurz nach dem Urknall entstanden ist, dann muss sie ja zu Beginn auch sehr sehr heiß gewesen sein. Wie soll sie dann heute kalt/langsam sein können, wenn sie keine Energie/Impuls über EM loswerden kann?

Gruß
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von gravi » 5. Feb 2016, 18:33

Das ist eine mehr als berechtigte Frage! Wenn man darüber nachdenkt, dann müsste die DM ja noch exotischer sein als bisher angenommen.
Es würde also bedeuten, dass sie sich weder schnell bewegte (schnelle Teilchen sind heiß, falls es überhaupt Teilchen sind) und natürlich auch nicht von der (ungeheuren!) Strahlung beeinflusst wurde, wie wir ja annehmen. Ja, hatten denn diese Teilchen überhaupt einen Impuls, einen kinetischen Energieinhalt? Das muss in der Tat ein verflixtes Teufelswerk sein...

Steinhardts 3-Bran- Theorie scheint da wirklich viel eleganter zu sein...

Grübeln wir mal weiter!

Gruß
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von Skeltek » 5. Feb 2016, 19:01

Davon spreche ich ja die ganze Zeit.
Selbst wenn die an einem SL vorbei fliegen, verlieren sie keinen Impuls; die fliegen maximal eliptisch wieder davon.
Die Aufenthaltsdauer solcher Teilchen weitab von gravitativen Töpfen ist in der Regel deutlich größer als während dem schnellen Vorbeiflug im Topf.
Selbst Fluktuationen der Masseverteilung bzw gravitative Schwankungen dürfen nicht dafür sorgen, dass diese sich primär darin sammeln.
Alles natürlich angenommen, dass die Anfangs auch gleichverteilt waren.
Ist das mit der Vorzugsrichtung von Pulsaren eigentlich noch aktuel oder hat sich das als Fehlinterpretation der Messdaten erwiesen?
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von positronium » 5. Feb 2016, 19:08

Beantworten kann ich das auch nicht, aber vielleicht eine Anregung: Erst einmal bedeutet "cold" hier angesichts der fehlenden EM-WW natürlich nur, dass die Teilchen langsam sein sollen, und das müssen sie eigentlich auch sein, weil sie andernfalls durch Gravitation eher nicht eine so unregelmässige Verteilung einnehmen könnten. Hätten sie also hohe kinetische Energien, könnten sie Gravitationszentren leicht entkommen, und wären mehr gleichmässig verteilt - müsste man einmal durchrechnen, welche Massen mit welchen kinetischen Energien nach Newtons Gravitationsgesetz nötig bzw. möglich wären, um das beobachtete Verhalten überhaupt oder beim heutigen Alter des Universums zu zeigen. Auch wäre es interessant zu wissen, ob die Strukturen, welche DM bildet, früher anders, evtl. "weicher", waren.

Ausserdem muss man sich nicht nur die Frage nach der Energieabgabe, sondern auch die Frage stellen, wie solche Teilchen entstehen, weil die initiale kinetische Energie die Restenergie bei der Entstehung von Teilchen ist. Es kommt also auf die Ausgangsteilchen beim Entstehungsprozess und diese selbst an, wie schnell die DM-Teilchen werden.

Lösungen für die aufgeworfene Frage könnten also nicht nur in der Emission von Teilchen welcher Art auch immer, und damit einhergehender Energieabgabe liegen, sondern auch in Besonderheiten bei der Entstehung von DM.
Vielleicht können DM-Teilchen nur ohne kinetische Energie entstehen, weisen also zu diesem Zeitpunkt nur potentielle Energie auf, und nehmen im Lauf der Zeit "Fahrt" auf.
Eine andere, noch spannendere Möglichkeit wäre, dass DM-Teilchen nicht diskrete sondern kontinuierliche Ruhemassen annehmen könnten; auch dann würden sie ohne kinetische Energie entstehen.

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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von deltaxp » 5. Feb 2016, 21:16

sehr, sehr gute frage seeker.

kalt ist relativ. die dunkle matiere wäre schon viel heisser als unsere. daher ist sie ja auch nur diffus geklumpt, nicht so extrem wie unsere. aber zu damalligen Zeiten, als es noch heisser war und nach die supersymmetrie (so es sie denn gibt) noch nicht gebrochen war, haben sie schon sehr stark wechselgewirkt. mit den damaligen supersymmetrischen Kräften, da konnten sie noch Energie abgeben. erst nicht mehr als es zu kalt wurde und die sie keine supersymmetrischen Wechselwirkungen aus energetischen gründen durchführen konnten.

aber das wichtigste kühlinstrument was die Temperatur runterbringt ist die AUSDEHNUNG DES UNIVERSUMS. was passiert mit der gas-Temperatur bei volumenausdehnung ? rtichtig. sie fällt etwa mit 1/r^3, bei Strahlung sogar mit 1/r^4 (wegen der zusätzlicjhen wellelängendehnung. die Ausdehnung des Universums ist der hauptkühlmotor! die kaum wechselwirkenden intergalaktischen Gaswolken sind ja auch keine 3000 k mehr heiss wie direkt nach der Rekombination. mann oh mann. ich glaub ich geh nochmal auif die Grundschule. ich wusste die ganzte zeit dfas was wichtiges in der Erklärung gefehlt hat. ich hoffe nun bist dudamit zufrieden seeker :) die obere Erklärung ist zwar nicht falsch. aber wenn ich tippen würde nen second order Effekt. die hypothetischen dm-teilchen sollten daher in der tat wärmer sein als die normalen Gaswolken, weil sie früher entkoppelten, aber durch die Ausdehnung wie das normale gas weiter abgekühlt sein
Zuletzt geändert von deltaxp am 6. Feb 2016, 16:42, insgesamt 3-mal geändert.

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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von Pippen » 6. Feb 2016, 04:25

seeker hat geschrieben:
Pippen hat geschrieben:Was soll das sein?
Na ja, wenn's keine zusätzliche Masse ist, müsst es so etwas in der Art wie die modifizierte Newtonsche Dynamik (MOND) sein.
Oder die Naturgesetze sind unvollständig oder gelten nicht total. Aus wissenschaftstheoretischer Sicht fände ich es besser, wenn sich die Physik hier seriöser verhalten und solche Dinge als "X-Faktor" benennen würde - und dann wartet bis etwas beobachtbar ist oder eine neue Theorie es beobachtbar macht anstatt so zu tun als wüßte man von Vornherein, dass da Materie/Masse ist.

Solange es keine handfesten Beobachtungen dunkler Materie gibt, gehört sie mE ins leider wachsende Reich der Physitheologie.

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gravi
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von gravi » 6. Feb 2016, 19:00

Eine verrückte Idee kam mir gerade noch in den Sinn: Energie zur Teilchenerzeugung stand ja beim Urknall in reichlichem Maße zur Verfügung.
Was wäre dazu zu sagen, wenn es sich gar nicht um Teilchen handelt, sondern um Schwarze Miniatur- Löcher? Es ist ja noch längst nicht bewiesen, dass die Hawkingstrahlung diese zerstören muss. Ja, ich weiß, wenn sie zu dicht ständen, würden sie sich vereinigen... immerhin aber würden sie mit nichts wechselwirken, lediglich gravitativ wären sie sehr wirksam. Vielleicht sogar eine exotische Form, die wir noch gar nicht in Betracht ziehen?

Möglich wären natürlich auch die ko(s)mischen Strings: Ziemlich lange Gebilde von extremer Energie/Materiedichte, die auch nur über die Gravitation wechselwirken.

Gruß
grübel-gravi
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von Skeltek » 6. Feb 2016, 22:08

Vergesst den Dragging-Effekt nicht.
Wirbel aus DM könnten strukturbildend wirken, auch wenn DM selbst nicht in einem "verklumpten Zustand" vorliegt.
Wobei hier aber gesagt werden muss, dass nicht gesagt werden kann, welches Differetial welcher Grundkräfte diesen verursacht.
Wenn man es rein vom Effekt her betrachtet, stellt jedes Magnetfeld einen Draggingeffekt bezüglich geladener Teilchen dar; für gewöhnlich ist der Effekt bei neutralen Teilchen einfach nur zu klein. Andererseits unterliegen selbst Neutronen dem Effekt der elektromagnetischen Wirkung, wie vor kurzem erst bewiesen wurde (Neutronen wurden mittels Elektromagnetismus kurzfristig auf mehrere Hundert m/s beschleunigt).
Es ist also durchaus auch möglich, dass ein rotierender ungeladener Körper einen elektromagnetisch verursachten Dragging-Effekt auf ein insgesammt neutrales Teilchen ausübt.

ps: Als eine Idee kann man diese Möglichkeit auch auf Teilchen anwenden, welche naiv als Wellenmodel betrachtet in allen Richtungen "gleichzeitig" rotieren - Möglicherweise um Gravitation zu erzeugen.
Aber ich denke mit meinem abgrundtief schlechten physikalischen Wissen werde ich wohl kaum die vier Grundkräfte vereinigen können ^^
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von seeker » 6. Feb 2016, 23:11

Also, ich finde das alles jedenfalls immer noch sehr räselhaft...
deltaxp hat geschrieben:kalt ist relativ. die dunkle matiere wäre schon viel heisser als unsere. daher ist sie ja auch nur diffus geklumpt, nicht so extrem wie unsere. aber zu damalligen Zeiten, als es noch heisser war und nach die supersymmetrie (so es sie denn gibt) noch nicht gebrochen war, haben sie schon sehr stark wechselgewirkt. mit den damaligen supersymmetrischen Kräften, da konnten sie noch Energie abgeben. erst nicht mehr als es zu kalt wurde und die sie keine supersymmetrischen Wechselwirkungen aus energetischen gründen durchführen konnten.
Mag sein. Aber aus dem Bauch heraus würde ich meinen, dass es zum Zeitpunkt dieser Entkopplung immer noch soo heiß gewesen sein muss, dass man immer noch Teichengeschwindigkeiten nahe c erwarten sollte, zu schnell...
deltaxp hat geschrieben:aber das wichtigste kühlinstrument was die Temperatur runterbringt ist die AUSDEHNUNG DES UNIVERSUMS. was passiert mit der gas-Temperatur bei volumenausdehnung ? rtichtig. sie fällt etwa mit 1/r^3, bei Strahlung sogar mit 1/r^4 (wegen der zusätzlicjhen wellelängendehnung. die Ausdehnung des Universums ist der hauptkühlmotor!
Daran habe ich auch schon gedacht.
Aber wir haben hier ja kein Gas mit zwischenmolekularen Kräften vorliegen, wo sich die innere Energie bei Expansion so einfach ändern kann.
Selbst wenn wir annehemen, dass DM-Teilchen untereinander stoßen, so ist doch immer noch anzunehmen, dass sie ja nur vollkommen elastisch stoßen können, also auf diese Weise nicht langsamer werden können.
In dem Sinne ist vielleicht auch die Zuordung einer "Temperatur" zu einem DM-Gas nicht sinnvoll.
Die einzige Energie, die bei Ausdehnung zur Verringerung der DM-Teilchengeschwindigkeiten führen könnte, wäre m. E. gravitative Energie (die zur Expansion einer DM-Wolke entsprechend aufgewendet werden muss -> langsamere DM-Teilchen).
Aber kann das für eine hinreichend starke Abbremsung ausreichen? Ich zweifle daran.

Auswege, die mir einfallen:
Evtl. kann DM "dunkle Strahlung" aussenden und so abkühlen/langsamer werden?
Ich habe aber keine Ahnung, wie sich sowas mit unseren Theorien/Modellen vertagen würde.

Es handelt sich um außerordentlich massive Teilchen: Bei demselben Impuls sind schwerere Teilchen langsamer.
Das könnte zumindet ein wenig helfen da hinzukommen, wo man hin muss.

Evtl. gibt es DM-Zerfälle, die zur Aussendung von Teilchen führt (z.B. Neutrinos oder irgend etwas anderes) und so Impuls fort trägt und so zumindest zu einer Abbremsung eines Teils der DM-Teilchen sorgt (des Teils, der aus schweren Teilchen besteht).

DM wechselwirkt doch in einem gewissen Maße über die bekannten Wege und kann so Impuls abgeben.


Wie gesagt: rätselhaft...


Gruß
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Re: Neue Einblicke in die Dunkle Materie

Beitrag von seeker » 6. Feb 2016, 23:31

Pippen hat geschrieben:Oder die Naturgesetze sind unvollständig oder gelten nicht total. Aus wissenschaftstheoretischer Sicht fände ich es besser, wenn sich die Physik hier seriöser verhalten und solche Dinge als "X-Faktor" benennen würde - und dann wartet bis etwas beobachtbar ist oder eine neue Theorie es beobachtbar macht anstatt so zu tun als wüßte man von Vornherein, dass da Materie/Masse ist.

Solange es keine handfesten Beobachtungen dunkler Materie gibt, gehört sie mE ins leider wachsende Reich der Physitheologie.
Ich glaub, das liegt hier nur in deiner Wahrnehmung der Dinge.
Ich gehe doch sehr schwer davon aus, dass sich die Physik zumindest intern so verhält, wie du einforderst. (Man darf hier keine reißerischen TV-Dokus, Nachrichtenartikel, etc. als Maßstab nehmen. Dort gilt das vielleicht manchmal.)

Ich denke aus wissenschaftstheoretischer Sicht verucht man die Dinge sinnvollerweise erst einmal ganz konform mit Ockham zu erklären, heißt:
Naheliegend ist es zunächt nach unbekannten Teilchen zu suchen, evtl. nach einer Erweiterung der ART (die dann nur noch als Näherung für kleine Abstände zu einer übergeordneten Theorie gelten würde) a la MOND.
Erst wenn das alles nicht helfen sollte, würde man irgendwann in fernerer Zukunft bereit sein ernsthaft über die Grundpfeiler (die Naturgesetze gelten immer und überall, etc.) der Physik nachzudenken.
Das ist sinnvoll. Man darf nicht gleich bei jedem auftauchenden Problem alles über den Haufen werfen: Wenn in einem Haus eine Wand nicht genau im 90°-Winkel steht, reißt man auch nicht gleich das ganze Haus ein.

Gruß
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