Galaxienkollisionen: Wo bleibt die mysteriöse Dunkle Materie?

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  • quelle: wissenschaft-aktuell.de


    Die Analyse von Zusammenstößen liefert Hinweise auf die Eigenschaften der schwer messbaren Materieform


    Kollidierende Galaxien liefern spektakuläre Bilder aus den Tiefen des Alls. Ein internationales Team von Astronomen hat sich solche Aufnahmen nun zunutze gemacht, um dabei etwas zu vermessen, das man zunächst gar nicht sieht: Dunkle Materie. Diese sonderbare Materieform macht nach den kosmologischen Modellen sehr viel mehr Masse in unserem Universum aus als unsere gewöhnliche Materie, aus der wir gemacht sind. Sie tritt mit gewöhnlicher Materie aber nur über die Schwerkraft in Wechselwirkung. Dunkle Materie lässt sich deshalb nur dadurch nachweisen, dass sie wegen ihrer enormen Masse Galaxien schneller rotieren lässt oder über den sogenannten Gravitationslinseneffekt Licht ablenkt. Die Astronomen haben deshalb eine spezielle Methode entwickelt, um aus Galaxienkollisionen Rückschlüsse auf die Eigenschaften Dunkler Materie zu ziehen. Dies berichten die Forscher im Fachblatt „Science“.


    „Wir haben mit Hilfe der Weltraumteleskope Chandra und Hubble insgesamt 72 Galaxienkollisionen untersucht, sowohl kleinere als auch größere“, berichtet Erstautor David Harvey von der École Polytechnique Fédérale de Lausanne im schweizerischen Versoix. Dabei mussten sie drei Arten von Objekten auseinander halten. Einerseits leuchtende Sterne wie unsere Sonne, dann das interstellare Gas und die Dunkle Materie. Die allermeisten Sterne fliegen bei solchen Kollisionen aufgrund der gigantischen Abstände im Weltraum in großer Entfernung aneinander vorbei; nur selten wird einer aus der Bahn geworfen. Das Gas hingegen wird aufgestaut und gebremst, wobei es sich stark aufheizt. Dadurch trennen sich Sterne und Gas.


    Die Dunkle Materie konnten die Forscher nur mit Hilfe des Gravitationslinseneffekts nachweisen, weil sie das Licht von weiter entfernt liegenden Galaxien ablenkt. Nach den galaktischen Kollisionen sammelte sich die Dunkle Materie anscheinend zwischen den Sternen und dem Gas. Mit Hilfe ihrer statistischen Modelle können die Wissenschaftler damit bereits einige theoretische Modelle zur Dunklen Materie ausschließen. In Zukunft, wenn mehr und schärfere Bilder von Galaxienkollisionen verfügbar sind, hoffen sie, noch wesentlich engere Grenzen ziehen zu können.


    „Es scheint immer wahrscheinlicher, dass es keine Familie Dunkler Teilchen gibt, die gewissermaßen schwere Gegenstücke zur bekannten Materie sind“, sagt Harvey. Einige Modelle, die von bestimmten strukturellen Symmetrien zwischen gewöhnlicher und Dunkler Materie ausgehen, wären damit aus dem Spiel.


    Aber nicht nur in den Tiefen des Alls, auch unter der Erde sind diese Messungen von Belang: Auch am Europäischen Kernforschungszentrums CERN suchen Physiker nach Effekten, die von Dunkler Materie herrühren könnten. Nach einer längeren Umrüstphase läuft der weltgrößte Teilchenbeschleuniger LHC dieses Jahr bei fast doppelter Energie wieder an und erlaubt damit bislang unerreichte Einblicke in die Welt des Kleinsten. Mit den Daten von den Galaxienkollisionen können die CERN-Forscher ihre Suche besser eingrenzen.

  • Vor einigen Jahren hat ein deutscher Astrologe einen Beitrag veröffentlicht, dass seiner Meinung nach es gar keine dunkle Materie an sich gibt, dass die beobachtete Wirkung (jetzt mal stark verkürzt und vereinfacht gesagt) durch Quantenschaum entsteht.
    Persönlich finde ich das sehr überzeugend, kann man sich doch vieles damit erklären, und das auch noch so, dass man es geistig halbwegs nachvollziehen kann.
    Unterstellt man dies als richtig, kann es keine Familie von dunklen Teilen geben, was die Ergebnisse, von denen Walter berichtet, bestätigen würde. Und wenn ich auf der einen Seite Sterne, Planeten etc. habe, auf der anderen Seite Gas, in der Mitte Vakuum, wo würde also Quantenschaum entstehen, bzw. wo wären seine Gravitationswirkungen meßbar - richtig, im Vakuum - zwischen fester Materie und Gas.
    M.E. wäre diese Hypthese eigentlich leicht dadurch zu überprüfen, in dem man überprüft, ob die Gravitationswirkung, die man dunkler Materie zuschreibt, in den letzten Jahrmilliarden ständig stärker wurde, denn nur dann kann dies zutreffen. Wenn ja, wäre das zwar auch kein endgültiger Beweis, aber zumindest eine Bestätigung.


    Grüße
    Pflaume

  • M.E. wäre diese Hypthese eigentlich leicht dadurch zu überprüfen, in dem man überprüft, ob die Gravitationswirkung, die man dunkler Materie zuschreibt, in den letzten Jahrmilliarden ständig stärker wurde, denn nur dann kann dies zutreffen.

    Lt. einem Beitrag in einem Wissenschaftsmagazin scheint es nachgewiesen zu sein, dass die Gravitationsauswirkungen der dunklen Materie in den letzten Jahrmilliarden stark angestiegen sind.


    Dies würde bedeuten, dass, falls es diese gibt, davon ständig gewaltige Mengen zusätzlich entstehen, stellt sich die Frage dann wie oder wodurch, weshalb?
    Ein englischer Wissenschaftler schlug vor, es gäbe keine dunkle Materie, sondern wir würden lediglich die Gravitation aus Materie in einer höheren Dimension messen.
    Nun verlangt zwar z.B. die Stringtheorie (bei aller Plausibilität und Schönheit dieser Theorie - eine Theorie, die, soweit ich das bisher nachvollziehen kann, nicht bewiesen werden kann, da jegliche Messung mit veränderlichen Werten aus dieser Theorie erklärt werden kann - hat doch einen gewaltigen Haken) einen mindestens elfdimensionalen Raum, womit dies ja durchaus sein könnte-
    aber auch dann stünde die Frage im Raum, woher kommt dieser gewaltige Zuwachs an Masse in der x-ten Dimension?
    Da liegt doch die Erklärung mit dem Quantenschaum nicht nur auf der Hand, sie benötigt auch weder weitere Dimensionen (die wir höchstens mathematisch nachvollziehen können), noch dortige für uns unerklärliche Vorkommnisse.


    Grüße
    Pflaume

  • Hallo,
    ...ich habe jetzt schon gefühlte Jahrzehnte das Wissenschaftsmagazin "Spektrum der Wissenschaft" im Abo.
    Da werde ich u.a. laufend mit den aktuellen kosmischen Theorien und Erkenntnissen beglückt.
    Manche Dinge lösen ein AHA aus, andere wie z.B. die Stringtheorie eher ein resigniertes Kopfschütteln.
    Und dann sage ich mir jedes Mal den Satz vor, den ich irgendwo mal gelesen habe:
    "Astrophysicists are always in error, but never in doubt".
    "Die Astrophysiker befinden sich mitunter im Irrtum, haben aber niemals Zweifel daran".


    Als Hubble 1929 aus der Rotverschiebung entfernter Galaxien auf die Expansion des Universums schloss,
    gab es auch eine Gegentheorie von Zwicky, die eine Dissipation des Lichts vorschlug.
    http://de.wikipedia.org/wiki/Lichterm%C3%BCdung
    Letztere wird und wurde immer vehement abgelehnt, da mindestens 4 Befunde "eindeutig" dagegen sprechen.


    Aktuell wird krampfhaft nach allen möglichen Modellen gesucht, die den Urknall und den Bewegungszustand des Universums erklären könnten.
    Was mir immer wieder auffällt, ist dass man zwar schon beim Higgs-Boson und ähnlich kleinen Teilchen angelangt ist,
    aber noch nicht ums Verrecken erklären kann, worüber Licht und Schwerkraft genau agieren.
    Bei allen mechanischen Wellenausbreitungen (Fluid, Schall, Seismik...) kennen wir das Phänomen der Abschwächung
    (Dissipation) über die Laufzeit oder -länge. Nur Licht scheint sich von einem Ende des Universums zum anderen
    (worüber eigentlich???) ohne irgendwelche bisher erkannten Verluste zu bewegen.
    Wenn dieses astrophysikalische Phänomen mal einen Knacks bekommen sollte,
    dann wackeln auch noch ein paar andere, bislang in Stein gemeißelte Theorien.
    mfG Max

    HVS25LC / 3100l Puffer / 300l WW / 10m²SolarFK
    UVR1611 / Fubo ca. 180m² / Wahei 16m²
    Eigenbau Keramikventuridüse mit SekLuft-Spalt
    als Kesselsteuerung anstatt AK3000:
    UVR1611E NM/DE + CMI + MTX-Lambdamodul + LSU4.2

  • Aktuell wird krampfhaft nach allen möglichen Modellen gesucht, die den Urknall und den Bewegungszustand des Universums erklären könnten.

    Wozu denn? In unserem Universum ist es eben Standard, dass wenn etwas explodiert, das Zeug dann auseinanderfliegt (als kleines Modell siehe z.B. den Krebsnebel, dessen Explosion damals schon die Chinesen notierten). Und dass es einmal einen großen Knall gab, beweist das Echo des Urknalls, das heute noch zu hören ist.
    Ein Universum, bei dem nicht die Teile hinterher nach einer Explosion auseinander fliegen, gibt es natürlich auch nicht, denn da bleibt alle Energie in einem Punkt zusammen, womit keine Materie und kein Raum entstehen kann.

    nicht ums Verrecken erklären kann, worüber Licht und Schwerkraft genau agieren.

    Was verstehst Du darunter?

    Bei allen mechanischen Wellenausbreitungen (Fluid, Schall, Seismik...) kennen wir das Phänomen der Abschwächung

    Logisch, weil hier die entsprechende Schallwelle, Bodenschwingung etc. an ein Medium gebunden ist (Luft, Boden), mit diesem interagiert, wobei Wärme entsteht, die dafür benötigte Energie muß ja irgendwoher kommen.

    Nur Licht scheint sich von einem Ende des Universums zum anderen
    (worüber eigentlich???) ohne irgendwelche bisher erkannten Verluste zu bewegen.

    Weil Licht an kein Trägermedium gebunden ist (Welle-Teilchen-Dualismus) - ein Teilchen kann (muß) durch einen leeren Raum fliegen, wo nichts im Weg ist, gibt es keine Wechselwirkung, somit auch keine dabei freiwerdende Wärme, somit keine Abschwächung - bis es auf die Erdatmosphäre trifft, wo energiereiche Strahlung dann wechselwirkt und sich in Wärme oder abgeschwächter Strahlung auflöst. Das ist ja das Problem von jeglichen Messeinrichtungen auf der Erde, dass, je nach Wellenfrequenz, gar nichts oder nur ein Teil auf der Erdoberfläche ankommt, weshalb natürlich solche Teile im All wesentlich mehr bringen, aber natürlich teuer sind, und von der Wartung, Handhabung etc. her problematisch.


    Grüße
    Pflaume

  • Hallo,
    ....Wikipedia auf die Schnelle oder die gültigen Standardtexte mühsam zu erlesen ist sozusagen Stand der Technik.
    Betrachtet man aber die Geschichte der physikalischen Erkenntnisse, wird klar, dass immer was Besseres nachkommt,
    und damit des Guten Feind wird.
    "Weil Licht an kein Trägermedium gebunden ist (Welle-Teilchen-Dualismus)"
    Genau daran hoffe ich, dass ehestmöglich gekratzt wird.
    Es ging ja weiter oben um die bislang "unsichtbare" Dunkle Materie.
    Im Teilchenzoo ist bestimmt noch der eine oder andere Kandidat verfügbar,
    der noch etwas kleiner ist als z.B. ein Elektron und sich an Ort und Stelle hin und her schubsen lässt.
    Was letztendlich zu der Energieübertragung/-fortpflanzung führt, die wir gemeinhin als
    "Welle" in verschiedensten Systemen physikalisch erkannt haben.
    mfG Max

    HVS25LC / 3100l Puffer / 300l WW / 10m²SolarFK
    UVR1611 / Fubo ca. 180m² / Wahei 16m²
    Eigenbau Keramikventuridüse mit SekLuft-Spalt
    als Kesselsteuerung anstatt AK3000:
    UVR1611E NM/DE + CMI + MTX-Lambdamodul + LSU4.2

  • Weil Licht an kein Trägermedium gebunden ist (Welle-Teilchen-Dualismus)"
    Genau daran hoffe ich, dass ehestmöglich gekratzt wird.

    Gerade weil wir auf der Erde gewöhnt sind, dass alles an ein Trägermedium gebunden ist, konnten sich die Physiker in der Vergangenheit nicht vorstellen, dass Licht nicht darauf angewiesen ist, weshalb man ein imaginäres Medium erfand - was sich dann bekanntlich als Fehler herausstellte, als man die Wirkung von Licht genauer untersuchte. Da die Physiker, die dieser These anhingen, alles versucht haben, ihr falsches Weltbild aufrecht zu erhalten, darf wohl davon ausgegangen werden, dass Deine Hoffnung weiterhin enttäuscht wird.

    Im Teilchenzoo ist bestimmt noch der eine oder andere Kandidat verfügbar,
    der noch etwas kleiner ist als z.B. ein Elektron und sich an Ort und Stelle hin und her schubsen lässt.

    Es gibt bekanntlich jede Menge Teilchen, die kleiner sind als ein Elektron, die meisten davon kommen aber nicht alleine vor, und wenn doch, wie z.B. die drei Neutrinos bzw. Antineutrinos, dann ist ihre Wechselwirkung mit Materie oder Licht gegen Null (insofern sind sie eine Art schwarze Materie, genau so wie solare Axionen, falls es die nicht nur theoretisch gibt, ist eben schwer etwas nachzuweisen, das so gut wie keine Wechselwirkung hat), und wenn doch, so gibt es dadurch keine Rotverschiebung im sichtbaren Spektrum.
    Das ist ja gerade der Witz an der Sache, hat etwas eine Wechselwirkung, so ist es auch leicht nachzuweisen, was in der Praxis keine Wechselwirkung hat, ist entsprechend schwierig nachzuweisen, hat aber dafür dann auch keinen Einfluß auf für uns sichtbare Dinge.


    Grüße
    Pflaume

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