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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 30 05. 2020 13:48 #69381

Galaxien mit schnell rotierendem Außenbereich, besitzen nach gängiger Lehrmeinung Dunkle Materie im Zentrum, welche der Zentrifugalkraft die auf den Außenbereich wirkt entgegenwirkt. Zudem befindet sich im Umfeld der Galaxie eine Dunkle Energie die wiederum das auseinanderdriften gegenüber benachbarten Galaxien erklärt.

Beides die dunkle Materie und die dunkle Energie wirken mit ihrem Gravitationsfeld auf den Außenbereich. Ein von dort ausgesendeter Lichtstrahl müsste zur Überwindung dieser Felder rotverschoben werden.

Im Gegensatz dazu gibt es Galaxien ohne Dunkle Materie (und vermutlich damit auch ohne Dunkle Energie im Umfeld) z.B. die Zwerggalaxien NGC 1052-DF2 und NGC1052-DF4.

Vergleicht man nun die Rotverschiebung jeweils im Außenbereich einer Galaxie mit und einer Galaxie ohne Dunkle Materie müsste eine Differenz in der Rotverschiebung feststellbar sein. (Natürlich müssen andere Einflußfaktoren wie Masse der sichtbaren Materie, Planetendrehung, Drehung um die Galaxie, Bewegung der Galaxie zum Beobachter, aus der Rotverschiebung herausgerechnet werden)

Weiß jemand ob so ein Nachweis erbracht wurde?

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 30 05. 2020 14:15 #69382

Weltallgäuer schrieb: Galaxien mit schnell rotierendem Außenbereich, besitzen nach gängiger Lehrmeinung Dunkle Materie im Zentrum, welche der Zentrifugalkraft die auf den Außenbereich wirkt entgegenwirkt. Zudem befindet sich im Umfeld der Galaxie eine Dunkle Energie die wiederum das auseinanderdriften gegenüber benachbarten Galaxien erklärt.

Die DM befindet sich überwiegend ncht im Innenbereich der Galaxien sonden zunehmend an ihrem Randbereich. So wird die im Randbereich erhöhte Rotationsgeschwindigkeit der Sterne erklärt.

Die DE befindet sich nicht vorzugsweise in bestimmten Regionen sondern überall gleichmäßig, daher wird das Vakuum dafür verantwortlich gemacht.

Weltallgäuer schrieb: Ein von dort ausgesendeter Lichtstrahl müsste zur Überwindung dieser Felder rotverschoben werden.

Nach dem Hubble Gesetz wird Licht über große Distanzen rotverschoben, was eben die Expansion erklärt bzw diese erklärt die Rotverschiebung. Im Gegensatz zu einem Feld wirkt diese Rotverschiebung durch die Expansion kumulativ also linear mit der Entfernung, während es bei einem Feld nur auf die Differenz des Potentials zwischen Anfang (Sender) und Ende (Beobachter) ankäme.

Weltallgäuer schrieb: Im Gegensatz dazu gibt es Galaxien ohne Dunkle Materie (und vermutlich damit auch ohne Dunkle Energie im Umfeld) z.B. die Zwerggalaxien NGC 1052-DF2 und NGC1052-DF4.

Ich bin da zwar kein Fachmann, gehe aber davon aus, dass diese Messungen nicht unumstritten sind. Sogar die beschleunigte Expasion ist ja in der Diskussion. Die Interpretation der Messungen ist in der Kosmologie nicht immer eindeutig und von Vorinterpreationen (in erster Linie Entfernungsabschätzung) abhängig.
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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 30 05. 2020 14:53 #69384

Soweit ich weiß, gibt es einige Galaxien, für die diskutiert wird, ob sie Dunkle Materie beinhaltet oder nicht. Entscheidend ist hierbei die genaue Entfernungsbestimmung der Galaxie.

Wichtig ist mir, dass Dunkle Energie offenbar eine großflächige Eigenschaft des Raums ist und nicht mit Dunkler Materie zusammenhängt.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 31 05. 2020 10:03 #69455

ra-raisch schrieb: Die DM befindet sich überwiegend ncht im Innenbereich der Galaxien sonden zunehmend an ihrem Randbereich.


Also durch die Nähe der DM zum Außenbereich müsste dort die gravitative Rotverschiebung der DM besonders stark sein.

ClausS schrieb: Wichtig ist mir, dass Dunkle Energie offenbar eine großflächige Eigenschaft des Raums ist und nicht mit Dunkler Materie zusammenhängt.


Die Rotverschiebung aufgrund der Dunkle Energie läßt also keine Rückschlüsse auf die Dunkle Materie zu. Sie ist folglich für die Betrachtung der Galaxie nur eine Störgröße die herausgerechnet werden muss.

Gibt es bereits eine wissenschaftliche Arbeit über die gravitative Rotverschiebung aufgrund der Dunklen Materie von im Außenbereich der Galaxie ausgesendeter elektrischer Strahlung?

Ich finde die Fragestellung interessant, weil die Antwort darauf die These der Dunklen Materie weiter untermauern oder widerlegen könnte.

Ein alternativer Lösungsweg wäre ein Model von einer real existierenden Galaxie, bei der eine große Menge an DM vermutet wird, zu erstellen und die errechnete Rotverschiebung mit der gemessenen Rotverschiebung zu vergleichen.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 31 05. 2020 10:21 #69457

Weltallgäuer schrieb: Also durch die Nähe der DM zum Außenbereich müsste dort die gravitative Rotverschiebung der DM besonders stark sein.

Ja, gute Idee. Allerdings ist die DM rein volumenmäßig so mächtig, von der Dichte her ist sie niedriger als das Innere der Galaxie.

Die Gravitation im inneren ist immer schwer vorstellbar. Bereits in einer homogenen Kugel steigt die Gravitation mit dem Abstand. Bei einem Dichteverlauf wird das ganz schnell unübersichtlich. Bei der Scheibe wird das Ganze noch unintuitiver. Bereits eine homogene Scheibe entspricht einer inhomogenen exzentrischen Kugel. Und dabei können Potential Φ und Gravitation g=∇Φ unterschiedlich verlaufen.

Letztlich muss es also immer eine geringfügige Blauverschiebung sein, da wir uns im Inneren der Galaxie befinden. Und vor allem können wir ja nicht die "unverfälschte" Rotverschiebung messen, wenn die DM nicht dort wäre. Das Problem ist natürlich zusätzlich, dass jede Lichtquelle ein eigenes Potential besitzt, das deutlich stärker wirkt als Effekte der DM.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 31 05. 2020 11:01 #69461

Weltallgäuer schrieb: Die Rotverschiebung aufgrund der Dunkle Energie läßt also keine Rückschlüsse auf die Dunkle Materie zu. Sie ist folglich für die Betrachtung der Galaxie nur eine Störgröße die herausgerechnet werden muss.


Innerhalb einer Galaxie konnte bislang kein Effekt der Dunklen Energie nachgewiesen werden. Sie hat nur auf viel größeren Entfernungen messbare Auswirkungen.

Bei entfernten Galaxien trägt die Dunkle Energie zur Relativgeschwindigkeit der Galaxie zu uns bei. Je weiter die Galaxie von uns entfernt ist, desto größer ist ihr Anteil daran.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 31 05. 2020 15:38 #69482

Moin,
ich hätte da etwas dazu beizutragen. Wenn ichs richtig verstanden habe, wird angenommen die DM liegt sphärisch symmetrisch um jede Galaxie herum verteilt.
Ich stelle mir dabei einfach eine Kugel aus DM vor. Das wird man wohl so berechnet haben, um die Drehgeschwindigkeit der außen befindlichen Massen in einer Galaxie wieder stimmig werden zu lassen.
Bei der Rotverschiebung müsste das dann bedeuten, daß jedes Photon das uns erreicht 2 mal durch diese DM hindurch müsste. Einmal wenn sie ihre Galaxie verlässt und zum anderen wenn sie in unsere Galaxie eintritt.
Wieviel der Rotverschiebung man jetzt diesen beiden DM-Anziehungkräften in der Physik zuschreibt, weiß ich allerdings nicht. Ob die DM so weiträumig verteilt ist, daß es kaum Auswirkungen hat. Da ja nur dichten Masseansammlungen einen messbaren Effekt auf das Photon haben. Hier muss man eventuell bedenken, daß das Photon ja auch erst angezogen wird und erst beim Austritt die Rotverschiebung erfährt. Inwiefern sich das ausgleicht kann ich nicht sagen.
Die dunkle Energie hat einen gegenteiligen Effekt wie die Dunkle Materie, diese soll die Drift der Galaxien weg von uns begründen. Wirkt also abstoßend.
Je nachdem wie die Wissenschaft die Anziehung der DM nun auslegt, könnte man ein mögliches Szenario daraus ableiten, aus der man den Anteil der Rotverschiebung herausrechnen kann, den die DM trägt.
Klar ist aber der Anteil des emittierenden Sterns. Je größer seine Gravitation, desto stärker die Rotverschiebung, da das Photon Energie aufbringen muss, um sich dem Schwerefeld des Sternes zu entziehen.

Grüße

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 31 05. 2020 16:48 #69488

Falsifikator schrieb: Wenn ichs richtig verstanden habe, wird angenommen die DM liegt sphärisch symmetrisch um jede Galaxie herum verteilt.


Leider ist die DM-Verteilung anders, sie ist keine Kugelschale. Die zu einer Galaxie gehörende DM gibt es innerhalb einer Kugel um den Galaxiekern, deren Radius größer ist als der Radius der sichtbaren Galaxie. Innerhalb der Kugel sind DM-Teilchen im Schnitt weiter außen wie die sichtbare Materie. So sind weiter außen mehr gravitativ wechelwirkende Objekte, was die Rotationsgeschwindigkeits-Kurve innerhalb der Galaxie erklären kann.

Das Gravitationspotential innerhalb einer Galaxie kann man anhand der jeweiligen Rotationsgeschwindigkeit um den Galaxiekern ermitteln. Es muss ja stets gelten Gravitationskraft = Fliehkraft. Aus dem Gravitationspotential innerhalb einer Galaxie ergibt sich dann die gravitative Rotverschiebung von eintreffenden Photonen.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 31 05. 2020 17:00 #69490

ClausS schrieb:

Falsifikator schrieb: Wenn ichs richtig verstanden habe, wird angenommen die DM liegt sphärisch symmetrisch um jede Galaxie herum verteilt.


Leider ist die DM-Verteilung anders, sie ist keine Kugelschale. Die zu einer Galaxie gehörende DM gibt es innerhalb einer Kugel um den Galaxiekern, deren Radius größer ist als der Radius der sichtbaren Galaxie. Innerhalb der Kugel sind DM-Teilchen im Schnitt weiter außen wie die sichtbare Materie. So sind weiter außen mehr gravitativ wechelwirkende Objekte, was die Rotationsgeschwindigkeits-Kurve innerhalb der Galaxie erklären kann.

Das Gravitationspotential innerhalb einer Galaxie kann man anhand der jeweiligen Rotationsgeschwindigkeit um den Galaxiekern ermitteln. Es muss ja stets gelten Gravitationskraft = Fliehkraft. Aus dem Gravitationspotential innerhalb einer Galaxie ergibt sich dann die gravitative Rotverschiebung von eintreffenden Photonen.

Danke für die Richtigstellung. Du schreibst aber auch weiter oben, daß innerhalb der Galaxie kein Effekt der DM nachgewiesen werden konnte.
Warum geht man dann trotzdem davon aus, dass da DM vorhanden sein müsste? Klingt für mich nicht schlüssig. Wir können doch nur etwas annehmen, daß es da sein müsste, wenn wir dessen Effekte sehen?
Ich weiß wieder, warum ich das Konzept der DM nicht mag...

Gruß

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 31 05. 2020 17:12 #69493

Falsifikator schrieb: Du schreibst aber auch weiter oben, daß innerhalb der Galaxie kein Effekt der DM nachgewiesen werden konnte.
Warum geht man dann trotzdem davon aus, dass da DM vorhanden sein müsste? Klingt für mich nicht schlüssig. Wir können doch nur etwas annehmen, daß es da sein müsste, wenn wir dessen Effekte sehen?
Ich weiß wieder, warum ich das Konzept der DM nicht mag...


Glücklicherweise hat du mich falsch gelesen, ich bin gerade erschrocken. Ich habe zum Glück nämlich geschrieben (das entscheidende habe ich fett markiert:
ClausS schrieb: Innerhalb einer Galaxie konnte bislang kein Effekt der Dunklen Energie nachgewiesen werden. Sie hat nur auf viel größeren Entfernungen messbare Auswirkungen.


PS: Mögen muss man das Konzept der DM nicht, es gibt Spitzenphysiker, die das auch nicht tun und sich Alternativen überlegen. Diese wurden hier auch schon in einigen Threads diskutiert.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 31 05. 2020 17:25 #69496

Sorry ClausS, hab ich falsch gelesen.
Bin froh über jeden, der gleicher Meinung ist :-)

Gruß

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 31 05. 2020 21:59 #69522

Falsifikator schrieb: Wieviel der Rotverschiebung man jetzt diesen beiden DM-Anziehungkräften in der Physik zuschreibt,

Man sieht es dem Licht nicht an, welche Potentiale es auf seinem Weg durchquert hat. Das einzige was zählt ist Anfang und Ende der Reise....naja die Expansion hinterlässt auch ihre Spuren.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 02 06. 2020 08:52 #69644

Danke für die Antworten. Ich habe meinen Beitrag nochmal überarbeitet:

Wenn man zunächst die gravitative Rotverschiebung aus dem Zentrum bestimmt, erhält man einen guten Anhaltspunkt für die Gesamtmasse der Galaxie, mit eventueller Dunkler Materie da sich diese in etwa symetrisch gleichverteilt um das Zentrum anlagert.

Am Rand der Galaxie hin zum weiten leeren kräftefreien Raum fällt die Gravitation:
- Nach der MOND Theorie linear mit dem Abstand.
Blickt man auf den Rand der Galaxie müsste die dortige gravitative Rotverschiebung relativ gering sein, da der weitere Anstieg auf Null nur linear erfolgt.

- Nach der Newtonschen Theorie quadratisch mit dem Abstand.
Die gravitative Rotverschiebung müsste relativ stark sein, da die Quadratische Kurve sich stärker einkerbt als die lineare.

- Nach der DM Theorie quadratisch mit dem Abstand.
Die Rotverschiebung müsste noch stärker als die Newtonsche sein, da man sich am Galaxierand noch etwas innerhalb der DM "Wolke" befindet

- Oder man erhält eine ganz andere Rotverschiebung zu der man dann eine andere Theorie braucht


Die gravitative Rotverschiebung wurde in Galaxienhaufen bereits nachgewiesen (Universität Copenhagen 2011)
Forschern gelingt erste Messung der Gravitations-Rotverschiebung in kosmischem Maßstab
Diese Untersuchungen müssten noch verfeinert werden auf einzelne Galaxien.
Vielleicht ist aber die Technik dazu noch nicht soweit und wir müssen noch warten ...

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 02 06. 2020 11:19 #69649

Weltallgäuer schrieb: Wenn man zunächst die gravitative Rotverschiebung aus dem Zentrum bestimmt, erhält man einen guten Anhaltspunkt für die Gesamtmasse der Galaxie, mit eventueller Dunkler Materie da sich diese in etwa symetrisch gleichverteilt um das Zentrum anlagert.

So einfach ist das nicht.

Das Potential Φ im Zentrum setzt sich aus dem Potential des GC und der weiter draußen befindlichen Materie zusammen. Die weiter draußen befindliche Materie geht aber mit ihrem jeweiligen Abstand 1/r in die Rechnung ein. Es kommt also sehr auf die Dichteverteilung an.

Bei einer Scheibe mit homogener Dichte bekommst Du mit jedem Ring einen Zuwachs bei Φ von 2rπ/r=2π, die Masse steigt dabei bei gleicher Dichte mit der Entfernung mit dem Faktor r an. Änderst Du die Dichte im Zentrum ein kleines bisschen, verändert sich die Masse in größerer Entfernung dramatisch.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 02 06. 2020 11:34 #69650

Das habe ich auch gerade gemerkt, sorry. Deshalb noch ein paar wichtige Ergänzungen zu meiner letzten Aussage:

Zu jeder Theorie wird ein Model gebildet, welche das Rotationsverhalten der Galaxie erklärt.
Erst dann kann die erwartete Rotverschiebung am Galaxierand berechnet werden.

Die Gesamtmasse der Galaxie kann natürlich nicht alleine aus der gravitativen Rotverschiebung im Zentrum berechnet werden,
doch das jeweilige Model muß so angepasst werden, daß sich im Zentrum diese Rotverschiebung ergibt.
Ist eine Anpassung nicht möglich, ist die Theorie fehlerhaft.

Dann noch eine Fehlerkorrektur zur DM:
Würde sich alle DM innerhalb der Galaxie befinden hätte man den Abfall nach Newtonscher Theorie.
Je weiter der Rand in der DM-"Wolke" ist desto geringer ist der Abfall, was die Unterscheidbarkeit von der MOND-Theorie schwerer macht.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 02 06. 2020 11:37 #69651

So ist es, bzw könnte man DM im Zentrum gar nicht vom GC unterscheiden. Und wenn sich DM genauso verteilt wie die helle Materie, würde man dieser höhere Werte zuschreiben. Es ist die abweichende Verteilung, die die DM auffällig macht.

Nachdem ich ja erst vor ein paar Tagen auf die schier unvorstellbare Winzigkeit von Neutronensternen hingewiesen habe, und dabei ist es auch egal, ob daraus ein SL geworden ist, das wäre nur noch ein bisschen kleiner, stellt sich mir doch wieder die Frage, wie man derartige (erkaltete) Sternleichen als DM ausschließen will, außer die Menge und vielleicht die Zeitskala.

Doch was ist denn die gewagtere Theorie: eine neue unbekannte Materieform oder eine uerklärliche Anzahl an Sternleichen? Das Fehlen von Flares etc sagt ja eigentlich nicht viel, wenn es dort fast nichts gibt als ein wenig Staub. Ich bin mir nicht sicher, ob die Klarheit der Bilder dagegen spricht. Die Lichtablenkung wäre auch nicht größer als bei normalen Sternen, eher geringer bei nur ca 1,5 Sonnenmassen, was in etwa auch der durchschnittlichen Sonnengröße in der Milchstraße entspricht, wenn man Daumen mal pi durch Daumen mal pi rechnet.
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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 02 06. 2020 15:49 #69668

Die Zeitskala spielt hier denke ich eine entscheidende Rolle. Wenn die flachen Rotationskurven schon bei ganz frühen Galaxien waren, dann müssten ja dort schon die selbe Menge an Schwarzen Löchern vorhanden sein.

Ein anderes Argument ist das Fehlen entsprechender Beobachtungen. Man nehme etwa planetare Nebel. Gäbe es in den entsprechenden Regionen Schwarze Löcher, würden wir die deutlich bemerken. Kann es Zufall sein, dass ausgerechnet diese Regionen SL frei sind und andere Gegenden davon wimmeln müssen?

Ich bin davon überzeugt, dass die Forscher DM erst wirklich ins Auge gefasst haben, nachdem sie die bekannten Objekte als Quellen ausgeschlossen haben.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 03 06. 2020 14:24 #69786

Hier mal ein kurzes Fazit:

Aus möglichst vielen Bildern und allen Messdaten über eine Galaxie, kann zu jeder Gravitationstheorie ein Galaxienmodel (ohne Angaben zu Bahnkurven) erstellt werden, und mit den Parametern der Theorie so optimiert werden, daß es die beobachtete Rotation bestmöglich beschreibt ohne dabei die Datengrundlage zu verfälschen. Idealerweise liefert die Theorie genau diese Bahnkurven oder suboptimal eine entsprechende kleinst mögliche Abweichung.

- Die DM Theorie (oder die Annahme von SL) ist so anpassbar, daß sie fast immer dem Ideal entspricht. Da müsste schon die Rotverschiebung (aufgrund der Galaxiegravitation) im Außenbereich so gering sein, daß es den Spielraum an zusätzlicher DM (oder SL) derart einschränkt, daß die Rotationskurven nicht mehr gut genug abgebildet werden können.

- Die MOND Theorie könnte am ehesten Widerlegt werden, da sie weniger Variationsmöglichkeiten hat

Vielleicht ist die Technik in einigen Jahren soweit, daß sie die geringen Rotverschiebungswerte (bezogen auf den von der Gravitation der Galaxie verursachten Anteil, also unabhängig von allem anderen z.B. der lokalen Sternmasse, dem Galaxiehaufen, unserem Sonnensystem und der Erde) oder noch andere aufschlußreiche Daten der Galaxie besser messen kann, so daß das Model zumindest das Potential hat eine der genannten oder anderen Gravitationstheorien auszuschließen.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 03 06. 2020 18:47 #69817

Weltallgäuer schrieb: - Die MOND Theorie könnte am ehesten Widerlegt werden, da sie weniger Variationsmöglichkeiten hat


Ja, wobei es soweit ich weiß schon eine Reihe verschiedener MOND-Hypothesen gibt.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 03 06. 2020 19:11 #69819

Weltallgäuer schrieb: - Die DM Theorie (oder die Annahme von SL) ist so anpassbar, daß sie fast immer dem Ideal entspricht.

Solange keine DM konkret gefunden wird, bleibt es eine reine Hypothese, dass es sich um eine unbekannte Teilchenart handelt.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 03 06. 2020 20:07 #69820

Hierzu gibt es verschiedene Meinungen: urknall-weltall-leben.de/component/k2/it...l-und-das-leben.html

Harald Lesch sieht z.B. DM als Tatsache.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 03 06. 2020 20:29 #69821

ClausS schrieb: Harald Lesch sieht z.B. DM als Tatsache.

Das Phänomen sicher.
Und es deutet auch viel auf Teilchen hin.
Für eine Theorie sind die Details aber zu mager.

Es gibt natürlich unterschiedliche Bedeutungen des Wortes

Duden:
Bedeutungen
1) System wissenschaftlich begründeter Aussagen zur Erklärung bestimmter Tatsachen oder Erscheinungen und der ihnen zugrunde liegenden Gesetzlichkeiten
2) Lehre über die allgemeinen Begriffe, Gesetze, Prinzipien eines bestimmten Bereichs der Wissenschaft, Kunst, Technik
3) rein begriffliche, abstrakte [nicht praxisorientierte oder -bezogene] Betrachtung[sweise], Erfassung von etwas
4) wirklichkeitsfremde Vorstellung; bloße Vermutung

Ich würde aber doch bei Bedeutung 1) bleiben wollen.

wiki:
In der Wissenschaft bezeichnet Theorie abweichend ein System wissenschaftlich begründeter Aussagen, das dazu dient, Ausschnitte der Realität und die zugrundeliegenden Gesetzmäßigkeiten zu erklären[2] und Prognosen über die Zukunft zu erstellen

Ich denke, dass Hypothese besser passt

Duden:
Bedeutungen
1) unbewiesene Annahme, Unterstellung
2) von Widersprüchen freie, aber zunächst unbewiesene Aussage, Annahme (von Gesetzlichkeiten oder Tatsachen) als Hilfsmittel für wissenschaftliche Erkenntnisse

wiki:
Eine Hypothese (von altgriechisch ὑπόθεσις hypóthesis → spätlateinisch hypothesis, wörtlich ‚Unterstellung‘) ist eine in Form einer logischen Aussage formulierte Annahme, deren Gültigkeit man zwar für möglich hält, die aber bisher nicht bewiesen bzw. verifiziert ist.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 04 06. 2020 20:55 #69906

ClausS schrieb: Hierzu gibt es verschiedene Meinungen: - Videolink -
Harald Lesch sieht z.B. DM als Tatsache.


Nach dem Video und ein paar Recherchen, habe ich gelesen, daß die Gesamtmasse, inklusive etwaiger DM (oder SL), der Galaxie aufgrund ihrer Gravitationslinsenwirkung berechnet werden kann. Dies würde im Galaxienmodel den Spielraum von DM (oder SL) nur noch auf ihre Verteilung innerhalb der Galaxie einschränken, was das Potential die DM (oder SL) zu widerlegen erhöht.

DM als Tatsache - Was macht die Wissenschaft in der Annahme so sicher?

Gut - die Relativitätstheorie ist sehr fundiert, so kann davon ausgegangen werden, daß es sich bei der Gravitationslinse um eine verkrümmte Raumzeit handelt.
d.h. Die Zeit im Zentrum der Galaxie läuft langsamer als am Rand.

Jetzt sagt man das einzige was den Raum krümmen kann ist die Anwesenheit von Energie bzw. deren Masse.
Aber so ganz richtig ist das nicht, denn es kommt noch auf eine andere Größe an, den Zeitlauf.

Beispiel: Auf derselben Waage sind zwei Gewichte im Abstand von 1 Meter. Sie werden so geeicht daß sie jedes Gewicht exakt 1 Tonne wiegt, zusammen 2 Tonnen. Jetzt ziehen sich die beiden Gewichte gegenseitig gravitativ an bis sie aufeinander prallen. Die beim Aufprall freigewordene Energie wird als Lichtblitz in die Umgebung abgegeben. Dieser Lichtstrahl wiegt 0,00...001 Gramm genau dieses Gewicht fehlt nun den beiden Gewichten auf der Waage und die Waage zeigt nur noch 1,99999999 Tonnen an, obwohl kein einziges Atom den Gewichten entnommen wurde. Aber der Zeitlauf am Ort der Gewichte hat sich minimal verlangsamt und hat den Raum lokal etwas entkrümmt, was die Waage entlastet.
Es kommt also nicht nur auf die Masse an, sondern auch auf den Zeitlauf am Ort der Masse.

Gut man kann argumentieren das dieser Effekt ja auch nur durch die Masse entsteht.
Trotzdem bleibt ein Zweifel: Woher wissen wir, daß der Zeitlauf neben dem Einfluß der Masse nicht durch unbekannte Effekte in der Galaxie manipuliert wird oder wurde? z.B. durch die dunkle Energie.

Genau das könnte man mit einer experimentellen Überprüfung (der gravitativen Rotverschiebungen in der Galaxie) ausschließen.

Allerdings in dem Moment wo man die Masse als alleinigen Gravitationsverursacher in Zweifel zieht, kann man für den Beweis nicht mehr aus der Gravitationslinse die Gesamtmasse der Galaxie berechnen, weil die Annahme die man bestätigen möchte die Voraussetzung dazu wäre.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 04 06. 2020 22:11 #69912

Weltallgäuer schrieb: Aber so ganz richtig ist das nicht, denn es kommt noch auf eine andere Größe an, den Zeitlauf.

Beispiel: Auf derselben Waage sind zwei Gewichte im Abstand von 1 Meter. Sie werden so geeicht daß sie jedes Gewicht exakt 1 Tonne wiegt, zusammen 2 Tonnen. Jetzt ziehen sich die beiden Gewichte gegenseitig gravitativ an bis sie aufeinander prallen. Die beim Aufprall freigewordene Energie wird als Lichtblitz in die Umgebung abgegeben. Dieser Lichtstrahl wiegt 0,00...001 Gramm genau dieses Gewicht fehlt nun den beiden Gewichten auf der Waage und die Waage zeigt nur noch 1,99999999 Tonnen an, obwohl kein einziges Atom den Gewichten entnommen wurde. Aber der Zeitlauf am Ort der Gewichte hat sich minimal verlangsamt und hat den Raum lokal etwas entkrümmt, was die Waage entlastet.

Du hast es verdreht.
Die Raumzeitkrümmung beinhaltet eine Verlangsamung der Zeit. Nach dem Lichtblitz vergeht die Zeit ein bisschen schneller, weil die Raumzeit weniger gekrümmt ist.

Weltallgäuer schrieb: Es kommt also nicht nur auf die Masse an, sondern auch auf den Zeitlauf am Ort der Masse.

Natürlich spielt die Zeit die große Rolle, sie ist es sozusagen, die die meisten Wirkungen ausmacht. Aber die Masse ist es, die dies verursacht. Nicht die Zeit krümmt den Raum, sondern die Raumzeitkrümmung erfasst auch die Zeit.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 05 06. 2020 12:06 #69956

ra-raisch schrieb: Du hast es verdreht.
Die Raumzeitkrümmung beinhaltet eine Verlangsamung der Zeit. Nach dem Lichtblitz vergeht die Zeit ein bisschen schneller, weil die Raumzeit weniger gekrümmt ist.


Es gibt hier zwei Effekte, zum einen läuft die Zeit langsamer, wenn die Gewichte sich nähern, jedes Gewicht taucht in das Gravitationsfeld des anderen ein.
Dann wiederum schneller wenn der Lichtblitz abgegeben wird. Wobei hier denke ich der Effekt der Verlangsamung dominiert.

Das sieht man an einem anderen Beispiel:
Im Weltall (leer und kräftefrei) sei ein Eisenring mit 100 km Durchmesser. An einer Stelle ist eine Seilrolle montiert und an der gegenüberliegenden Seite auch.
An den Enden der Seile hängen Gewichte mit je einer Tonne, die ins Zentrum "hinab" gelassen werden. Beide Massen ziehen sich gegenseitig an, aber erst so richtig wenn sie sich auf wenige Meter nahe kommen (w.g. der quadratischen Abhängigkeit vom Abstand). Das Gewicht des Seils soll mal vernachlässigt werden. An den Seiltrommeln wird die Beschleunigungsenergie entnommen und damit eine Batterie geladen. Der Eisenring, die Seiltrommel und die Batterie sind soweit vom Zentrum entfernt, daß auch diese vernachlässigt werden können (inkl. Trägheitskräfte). Je näher sich die Massen kommen desto langsamer wird nun der Zeitlauf am Ort der Massen, obwohl Energie entnommen und in der Batterie gespeichert wird. (Zur Berechnung der Energie müsste, bei 100% Wirkungsgrad, die Newtonsche Formel für Arbeit im Gravitationsfeld gelten).

Kommen wir zurück zu dem Beispiel mit den 2 Gewichten auf der Waage, hier habe ich noch eine bessere Veranschaulichung gefunden:
Der Zeitlangsamlauf durch Annäherung der Gewichte (ohne daß sich die Gewichte dabei der Erde genähert haben) bewirkt, daß die Gewichte (z.B. vorgestellt als in Strings kreisende Photonen) sich weniger schnell in der Raumkrümmung bewegen und damit eine niedrigere Gewichtskraft erfahren.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 05 06. 2020 13:13 #69961

Ja so ist das schon richtig, wobei die radiale Raumdehnung vernachlässigt wurde, die gleich groß (Faktor) ist wie die Zeitdehnung. Aber diese wirkt sich nicht auf das Potential aus (Feldliniendichte) sondern nur auf die Abstandmessung und somit auf die Geschwindigkeit.

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 07 06. 2020 15:13 #70196

Forscher der Universität Oxford sind bereits an der Arbeit ein alternatives Modell für die DM Hypothese, wahrscheinlich mit einem neuen Radioteleskop, dem Square Kilometre Array (geplante Inbetriebnahme in 2020), zu prüfen:

DM + DE = Flüssigkeit mit negativer Masse?


Hier gehen sie davon aus, daß die positive (sichtbare) Masse unseres Universums auf einem riesigen See aus negativer Masse schwimmt. Die Dunkle Energie wäre also eine negative Masse. Wenn man nun gedanklich von einer positiven Masse hin zur negative Masse geht, läuft die Zeit im Tal zunächst langsam, auf dem Berg schneller, im leeren Raum dann maximal schnell (nach ART) und dann bei Annäherung an die negative Masse muß weiter Arbeit aufgewendet werden und als Ausgleich läuft die Zeit noch schneller. Im leeren Raum, wo nur die negative Energie läge, liefe die Zeit also überschnell.

Wenn man also an das Raumzeit-Gummituch denkt, in dem die Galaxie eingedellt ist, ist das Tuch insgesamt höher gespannt. Damit wäre die Gravitationslinsenwirkung der Galaxie stärker als es die in ihr vorhandene Masse erlaubt und man käme zu dem Trugschluss, daß eine zusätzliche Dunkle Materie existieren muß.

Die schnellere Drehung im Außenbereich würde sich ebenfalls durch das höher gespannte Tuch erklären bzw. der abstoßenden Wirkung der negativen Energie und nicht durch die Anwesenheit von DM.

Bei der gravitativen Rotverschiebung würden wir den schnelleren Zeitlauf der DE nicht merken, da eine zusätzliche Rotverschiebung zwar beim Eintreten in die DE auftritt aber beim Verlassen wieder aufgehoben wird.

Doch würden wir das nicht Vorhandensein der Dunklen Materie merken, wenn wir eine Art photographisches Abbild der gravitativen Rotverschiebung über die gesamte Galaxie erstellen und feststellen, daß sie im Außenbereich zu wenig rotverschoben ist. Damit wäre die DM Hypothese widerlegt, was aber noch lange nicht bedeutet, daß die "flüssig negativ Massen" Hypothese damit bestätigt wäre.

Es darf gespannt auf das Square Kilometre Array Projekt und die hoffentlich bald vorliegenden Ergebnisse der geplanten Untersuchungen der Oxford Physiker geschaut werden…

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 07 06. 2020 16:37 #70201

Weltallgäuer schrieb: Forscher der Universität Oxford sind bereits an der Arbeit ein alternatives Modell für die DM Hypothese, wahrscheinlich mit einem neuen Radioteleskop, dem Square Kilometre Array (geplante Inbetriebnahme in 2020), zu prüfen:
...
Hier gehen sie davon aus, daß die positive (sichtbare) Masse unseres Universums auf einem riesigen See aus negativer Masse schwimmt. Die Dunkle Energie wäre also eine negative Masse.

Ich dachte, Du sprichst von etwas Neuem. Genau dies ist die DE nämlich: negative Energie. Die Eigenschaft einer Masse wäre Definitionsfrage ohne jede Auswirkung insoweit.

Dies hat übrigens überhaupt nichts mit der DM zu tun, die im Gegensatz zur DE ungleichmäßig verteilt ist.
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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 08 06. 2020 13:43 #70301

Es wird versucht die beiden Konzepte DM und DE in einer Hypothese der "flüssigen negativen Masse" zur vereinen. In dem Artikel heißt es dazu:
"Physiker der Universität Oxford ... vereint Dunkle Materie und Dunkle Energie zu einem neuen Stoff, der die Eigenschaften einer Flüssigkeit mit negativer Masse besitzt und deshalb auch eine negative Gravitationswirkung erzeugt, also alles um ihn herum abstößt."
ra-raisch schrieb: Ich dachte, Du sprichst von etwas Neuem. Genau dies ist die DE nämlich: negative Energie.

Danke für den Hinweis, das war mir so noch nicht klar. Aber dann müsste man bereits berücksichtigen, daß die DE durch ihre gravitativ abstoßende Wirkung den Außenbereich der Galaxie von außen her Richtung Zentrum drückt. Damit bräuchte man weniger DM als Erklärung für die schnelle Rotation. Wird das schon berücksichtigt?

In dem Artikel wird sogar davon ausgegangen, gar keine DM mehr dafür zu benötigen.
Zitat: "Gleichzeitig würde die negative Masse jedoch auch die in der Praxis beobachtete Galaxienrotation erzeugen und damit die Dunkle Materie ersetzen"

Bei der Berechnung der Galaxiemasse inklusive DM über die Gravitationslinsenwirkung, den verstärkenden Effekt der DE abziehen. Wird dies schon gemacht? Wenn nicht, ob dann noch eine DM übrigbliebe?

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Rotverschiebung im Außenbereich von Galaxien 08 06. 2020 13:57 #70304

Weltallgäuer schrieb:

ra-raisch schrieb: Ich dachte, Du sprichst von etwas Neuem. Genau dies ist die DE nämlich: negative Energie.

Danke für den Hinweis, das war mir so noch nicht klar. Aber dann müsste man bereits berücksichtigen, daß die DE durch ihre gravitativ abstoßende Wirkung den Außenbereich der Galaxie von außen her Richtung Zentrum drückt. Damit bräuchte man weniger DM als Erklärung für die schnelle Rotation. Wird das schon berücksichtigt?


Naja, sie stößt ja nicht von außen, sondern höchstens von innen. Der negative Druck lässt alles auseinanderstreben, von jedem Punkt aus. Allerdings ist der Effekt dermaßen klein, dass er in gravitativ gebundenen Systemen wie einer Galaxie keine relevanten Auswirkungen hat. Selbst die Lokale Gruppe wird voraussichtlich nicht beeinflusst werden. (Zu dem im Artikel erwähnten Modell kann man diesbzgl. leider nichts sagen, es wird ja nicht beschrieben.)

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