Ausdehnung des Universums / Dopplereffekt

[nordenskioeld]

wenig DM im Schwarzen Loch, selbst bildet die DM keine Schwarzen Löcher, da die Reibung fehlt (diese nicht elektromagnetisch interagiert) ist das ungefähr richtig?
Im von Dgoe verlinkten Thread finde ich die Aussage von "Ich" über die DM -> "..der interessante Teil ist aber ihr negativer Druck, der gravitativ abstoßend wirkt.." und Herr Senf schreibt von der DM -> "...wird ins Halo gedrängt..."
Ich dachte, der einzig beobachtbare Effekt der DM sei ihre gravitative Wirkung. Ist der Teil, den ich nicht verstehe sehr kompliziert zu erklären? oder überhaupt bereits bekannt?

freundliche Grüsse
nordenskioeld

 

[Ich]

die Aussage von "Ich" über die DM -> "..der interessante Teil ist aber ihr negativer Druck, der gravitativ abstoßend wirkt.."

Das ist DE, nicht DM.

 

[Dgoe]

Also ich hab mich mittlerweile durch zig Artikel und Threads durchgelesen.

Mit dem Halo einer Galaxie ist der kugelförmige Bereich um den Mittelpunkt einer Galaxie gemeint mit einem Radius +/- dem der Scheibe, sofern Scheibengalaxie.

Die Verteilung der Kugelsternhaufen (im Halo) sieht einem Kugelsternhaufen selber ähnlich. Innerhalb des halben Radius die meisten, nach außen verflüchtigend. Von daher ist die Begrenzung wohl eh eher willkürlich, so mein Eindruck.

Im Zentrum (kugelförmigen Zentralbereich unabhänig der Bulges-Form oder visuellen galaktischen Zentrums) sollte auch genügend DM sein, um die Rotationskurven/Orbits zu erklären, die aus Messungen berechnet wurden.

Andererseits haben ja manche auch wiederum keine DM aus Beobachtungen berechnet. Der Haupt-Link zum Artikel im oben verlinkten Thread führt ins Leere mittlerweile. Andere sind noch übrig:
http://arxiv.org/abs/1204.5176
http://www.spektrum.de/news/keine-anzeichen-fuer-dunkle-materie/1149475 (letzterer nur ergänzend)

Auf jeden Fall ist der Halo kein schalenförmiges Gebilde, wie manche Grafik suggerieren könnte (der Text klärt das natürlich auf, top), und auch kein Donut/Torus oder dergleichen.

Es ist trotzdem seltsam, oder ich habe das Gelesene immer falsch interpretiert, wenn vom Halo die Rede war, dann nicht in der Galaxie, der Scheibe. (von Trennung war doch auch mal die Rede?)

Die wichtigste gemeinsame Schnittmenge zwischen Galaxie (Scheibe) und Halo ist aber genau das komplette galaktische Zentrum und somit der wichtigste Teil der Galaxie mitten im Halo drin, bzw. umgekehrt auch der zentrale Bereich des Halos mitten im galaktischen Zentrum.

Das muss man erst mal verstanden haben. Hoffe ich irre mich nicht immernoch...

Gruß,
Dgoe

P.S.: @nordenskioeld: DE = Dunkle Energie
P.P.S.: Ich vermute manche meinen mit Halo dennoch die Sphäre, den kugelförmigen Inhalt exklusive der Scheibe und Bulge. Das ist haarsträubend, wenn.

 

[Dgoe]

Ich vermute manche meinen mit Halo dennoch die Sphäre, den kugelförmigen Inhalt exklusive der Scheibe ...

Das war z.B. bei Wikipedia der Fall:
https://de.wikipedia.org/wiki/Milchstraße

Umgeben ist die Galaxis vom kugelförmigen galaktischen Halo mit einem Durchmesser von etwa 165.000 Lichtjahren (50 kpc), einer Art von galaktischer „Atmosphäre“.
(...)
Anders als die galaktische Scheibe ist der Halo weitgehend staubfrei ...
(...)
Der Großteil der Sterne innerhalb der Galaxis ist annähernd gleichmäßig auf die galaktische Scheibe verteilt. Sie enthält im Gegensatz zum Halo vor allem Sterne der Population I, ...

Womit der Halo wieder schalenförmig wäre, ein Deckel oben, einer unten. Die 1 Billionen Sonnenmassen DM hören also genau an der Grenze zur Scheibe und des Kerns auf, oder was?

Ich glaub ich lass das Thema, ....


Vor 10 Jahren standen in Wikipedia offenbar noch 500 Milliarden Sonnenmassen an 'normaler' Materie mehr drin, mehr als das Doppelte zu heute:

In der Wikipedia stehen noch eine Menge interessanter Angaben:

http://de.wikipedia.org/wiki/Milchstraße

Z.B. stehen hier 300 Milliarden Sterne, aber eine totale Masse von 1.9 Billionen Sonnenmassen - ich nehme an, das beinhaltet die DM (1 Billion Sonnenmassen gemäss dem Text zum "Halo").

Gruß,
Dgoe

 

[Bernhard]

Aus der englischen Wikipedia:

Da hat ein WP-Autor scheinbar mal wieder die Quelle nicht genau genug oder gar nicht gelesen. Ich habe es korrigiert .

 

[Bernhard]

Hallo Dgoe,

Vor 10 Jahren standen in Wikipedia offenbar noch 500 Milliarden Sonnenmassen an 'normaler' Materie mehr drin, mehr als das Doppelte zu heute:

die WP ist (leider) keine wissenschaftliche Zeitschrift. Du bist nicht der Einzige, dem deren partielle Unzuverlässigkeit auffällt.

EDIT: Darüberhinaus ist bei schwierigen Messungen natürlich immer eine gewisse Vorsicht geboten. Von wem stammt das Ergebnis? Wie wurde es erstellt? usw. Solche Fragen sind oftmals durchaus berechtigt.

 

[Dgoe]

Hallo Bernhard,

na, immerhin steht da auch:

die Anzahl der Sterne und damit auch die Gesamtmasse der Milchstraße kann auf Basis von Berechnungen und Beobachtungen nur geschätzt werden, woraus sich der große Toleranzbereich der Zahlen ergibt

Aber Du hast recht, verstehe schon. Nur an dem Halo beißt man sich die Zähne aus. Zum Vergleich sollte ich noch die Links sammeln, wo sich das ganz anders liest.

Gruß,
Dgoe

 

[Bernhard]

Nur an dem Halo beißt man sich die Zähne aus.

Kein Wunder. Die Erforschung der DM bleibt eben zu einem großen Anteil den Profis vorbehalten und sogar die Wissen nicht immer alles.

 

[nordenskioeld]

hallo Dgoe
vielen Dank für die interessanten Links.

Entschuldige "Ich", dass ich Dich falsch zitiert habe.
Basiert die angenommene Existenz der DE nur aufgrund der beschleunigten Expansion des Universums oder lässt sich deren Effekt auch innerhalb unserer Milchstrasse messen?
Oder wird angenommen, dass sie sich eher in Regionen geringer materieller Dichte aufhält?

Es scheint auch zur DM und deren Verteilung mehrere Hypothesen zu geben. Es wird auch versucht, das Rotationsverhalten von Galaxien auf andere Ursachen zurückzuführen, wie seriös ist das?
Als wie gesichert wird die existenz der DM und DE in wissenschaftlichen Kreisen denn überhaupt angesehen?
Intuitiv gefällt mir die Idee, dass die Raumzeit durch die Rotation der Galaxie in eine Art Strudel gerät, welcher die äusseren Sterne quasi mitzieht, aber das ist wohl Laiengeschwafel.

Ist Raum und Zeit in einem fundamentalen, physikalischen Sinne eigentlich dasselbe?

freundliche Grüsse
nordenskioeld

 

[Bernhard]

Intuitiv gefällt mir die Idee, dass die Raumzeit durch die Rotation der Galaxie in eine Art Strudel gerät, welcher die äusseren Sterne quasi mitzieht, aber das ist wohl Laiengeschwafel.

Warum nicht? Du favorisierst also vermutlich eine leichte Modifikation der allgemeinen Relativitätstheorie. Auch dieser Ansatz lässt sich nicht zu 100% ausschließen, allerdings hat dieser Ansatz seit den ersten zwei direkten Nachweisen von Gravitationswellen noch etwas mehr "Schräglage" bekommen, zumindest meiner Meinung nach.

Ist Raum und Zeit in einem fundamentalen, physikalischen Sinne eigentlich dasselbe?

Die stehen in der theoretischen Physik schon sehr, sehr gleichberechtigt da.

 

[ralfkannenberg]

Ich vermute manche meinen mit Halo dennoch die Sphäre, den kugelförmigen Inhalt exklusive der Scheibe und Bulge. Das ist haarsträubend, wenn.

Hallo Dgoe,

ich sehe Dein Probem nicht: im Bulge findest Du vor allem Population I Sterne und im Halo Population II Sterne. Ist also schon nicht ganz dasselbe und man kann diese auch ganz gut unterscheiden.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[Dgoe]

@Bernhard: Danke, Du hast mich dazu gebracht über mich selber zu lachen. Nun, ein Schuh wurde bei meiner Recherche nicht daraus, ein einheitliches Bild zu gewinnen gar nicht so einfach. Ich belasse es vorerst dabei, iwann gibt es vielleicht auch Neuigkeiten.

@nordenskioeld: Gerne. Die DE ist überall gleich verteilt, wie schon gesagt wurde und nur über große intergalaktische Distanzen messbar bzw. von Bedeutung.

@Ralf: Es ging mir um die Definition des Halo. Ist im galaktischen Zentrum DM u.a.?

Gruß,
Dgoe

 

[ralfkannenberg]

Ist Raum und Zeit in einem fundamentalen, physikalischen Sinne eigentlich dasselbe?

Hallo nordenskioeld,

Du meinst das richtige, schreibst es aber falsch auf: es gibt ja 3 Raumdimensionen und nur 1 Zeitdimension. Jede der Raumdimensionen sind also im "physikalischen Sinne" dasselbe, man merkt das nur deswegen nicht, weil die Lihtgeschwindigkeit so riesig gross ist. Wäre die Lichtgeschwindigkeit nur 3.6 km/h, das ist 1 m/s, so würde man sofort sehen, dass es sich bei der Zeitdimension und jeder der 3 Raumdimensionen physikalisch um dasselbe handelt, zumal die Alltagswelt dann auch voller relativistischer Effekte wäre, die wir dann auch als völlig normal ansehen würden.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[Ich]

Womit der Halo wieder schalenförmig wäre, ein Deckel oben, einer unten. Die 1 Billionen Sonnenmassen DM hören also genau an der Grenze zur Scheibe und des Kerns auf, oder was?

Halo bezeichnet meistens nicht einen Raumbereich, sondern verschiedene Strukturen, was in der englischen Wikipedia deutlich besser dargestellt ist. Sowohl DM als auch Halosterne finden sich notwendigerweise auch in der Scheibe, das geht gar nicht anders. Du musst den Kontext beachten.

 

[Ich]

Basiert die angenommene Existenz der DE nur aufgrund der beschleunigten Expansion des Universums oder lässt sich deren Effekt auch innerhalb unserer Milchstrasse messen?
Oder wird angenommen, dass sie sich eher in Regionen geringer materieller Dichte aufhält?

Wir haben die beschleunigte Expansion, damit zusammenhängend die Art der Strukturbildung im Kosmos, und außerdem noch die mittlere Energiedichte im Kosmos, die nur mit DE erklärt werden kann. I Maßstab von Galaxien spielt sie keine Rolle, zu schwach und zu gleichverteilt.

Es scheint auch zur DM und deren Verteilung mehrere Hypothesen zu geben. Es wird auch versucht, das Rotationsverhalten von Galaxien auf andere Ursachen zurückzuführen, wie seriös ist das?

Das reicht von Humbug bis seriös. Die seriösen Seite ist mittlerweile zu dem Schluss gekommen, dass man damit die DM nicht komplett wegerklären kann. Modelle können immer nur einzelne Beobachtungen erklären, aber nicht das Gesamtbild.

Als wie gesichert wird die existenz der DM und DE in wissenschaftlichen Kreisen denn überhaupt angesehen?

Sehr.

Intuitiv gefällt mir die Idee, dass die Raumzeit durch die Rotation der Galaxie in eine Art Strudel gerät, welcher die äusseren Sterne quasi mitzieht, aber das ist wohl Laiengeschwafel.

Oh, so Geschwafel gibt es auch von Profis. Die ART gibt das aber nicht her, und alternative Modelle - siehe oben.

Ist Raum und Zeit in einem fundamentalen, physikalischen Sinne eigentlich dasselbe?

Wenn "in einem fundamentalen, physikalischen Sinne" bedeuten soll: "nicht genau dasselbe, aber schon irgendwie", dann scheint es tatsächlich so zu sein.

 

[nordenskioeld]

Hallo zusammen

Dank Bernhard für deinen Hinweis bezüglich Strudel und Gravitationswellen.
Danke Dgoe, Ralf und "Ich" für die Aufklärungen! Bezüglich Expansion, Urknall, DE und DM habe ich dadurch ein für mich klareres Bild vom aktuellen Wissenstand bekommen.

Ralf, meinst Du das so, dass die Zeit eine vierte Dimension darstellt gegenüber den drei Raumdimensionen?
Vom Gefühl her (ist in diesem Zusammenhang wohl fehl am Platz), stelle ich mir die Raumzeit als EIN etwas vor, der Raum und die Zeit wie zwei Aspekte derselben Sache. RaumRaumRaumZeit passt für mich irgendwie nicht .

freundliche Grüsse
nordenskioeld

 

[Dgoe]

..., was in der englischen Wikipedia deutlich besser dargestellt ist. Sowohl DM als auch Halosterne finden sich notwendigerweise auch in der Scheibe, das geht gar nicht anders. ...

Das war aus dem Kontext der deutschen Wikipedia nicht so klar für mich, Danke für den Hinweis. Bingo.

stelle ich mir die Raumzeit als EIN etwas vor, ...

deshab ja die Schreibweise, wegen genau dieser Idee dahinter.

... der Raum und die Zeit wie zwei Aspekte derselben Sache.

Ja genau, wie die 1, die man mit verschiedenen Vorzeichen bestücken kann: + oder -.

RaumRaumRaumZeit passt für mich irgendwie nicht .

Verstehe sehr gut was Du meinst, genauer wäre vielleicht RäumlicheRäumlicheRäumlicheZeit - Dimension(en). Die ersten 3 aufeinander aufbauend von Gerade zu Fläche und schlussendlich Raum (3 zueinander orthogonale Geraden). Jedoch ist die Zeit eher ein Strahl, anders halt.

Und just passend zu oben verteilt man die Vorzeichen entsprechend, je nach Gusto bzw. unterschiedlicher Konvention:
(+, +, +, -) oder (-, -, -, +) oder
man setzt die Zeit nach vorne
(-, +, +, +) bzw. (+, -, -, -).

Willkommen in der Mathematik dazu, Minkowski und Bilinearformen, etc.
Ich fand Deinen Post genial (dafür), musste ich so loswerden, nur als Zwischenschub.

Gruß,
Dgoe

 

[Dgoe]

Doppelpost

 

[nordenskioeld]

Hallo Dgoe

Besten Dank für deine Hinweise.
Jetzt stecke ich fest im Versuch, zu verstehen was die Unterschiede vom Minkowski-Raum und dem Euklidischen Raum sind.
Bezüglich der Mathematik fehlt es mir an sehr viel Grundwissen (nur schon um den Syntax der Formelbeschreibungen zu verstehen).
Mal schauen, wie ich da weiterkomme...

freundliche Grüsse
nordenskioeld

 

[ralfkannenberg]

Jetzt stecke ich fest im Versuch, zu verstehen was die Unterschiede vom Minkowski-Raum und dem Euklidischen Raum sind.

Hallo nordenskioeld,

auf den verschiedenen Vektorräumen - sowohl der dreidimensionale Raum als auch die vierdimensionale Raumzeit sind solche Vektorräume - kann man Abstands- und Winkelmessungen definieren. Der mathematische Grundbegriff hierzu ist die Bilinearform, die Du aber als allerersten Einstieg nicht benötigst. Üblicherweise benutzt man einen sehr einfachen Spezialfall dieser Bilinearform, nämlich das "Standard-Skalarprodukt"; mit dessen Hilfe kann man in der ebenen Geometrie Winkel und Abstände sehr einfach und sehr elegant darstellen.

Eine ganz wesentliche Eigenschaft solcher Skalarprodukte ist die, dass zwei Punkte, die einen "Abstand" 0 haben, gleich sind, wobei ich hier den Abstandsbegriff ganz allgemein als "Wert der zugehörigen Bilinearform" verwende und dies auch nur zur besseren Veranschaulichung tue.

Vorsicht noch: die umgekehrte Aussage, dass zwei gleiche Punkte den "Abstand" 0 haben, ist selbstverständlich in jeder Bilinearform erfüllt.


Im Euklidischen Raum ist diese Bedingung erfüllt, im Minkowski-Raum - genauer: der Minkowski-Raumzeit - ist sie nicht erfüllt. Die von Dir verwendete Notation "Minkowski-Raum" ist übrigens korrekt, denn sie soll nicht ausdrücken, dass es keine zeitlichen Dimensionen gäbe, sondern sie soll ausdrücken, dass ein Vektorraum zugrundeliegt.


Freundliche Grüsse, Ralf