Die ultra-diffuse Galaxie NGC 1052-DF; die um sie kreisenden Kugelsternhaufen sind mit mit Zahlen markiert, siehe Text. Bild: [1]
Die ultra-diffuse Galaxie NGC 1052-DF; die um sie kreisenden Kugelsternhaufen sind mit mit Zahlen markiert, siehe Text. Bild: [1]

Neulich ging eine Meldung durch die Presse, dass eine Galaxie (fast) ohne Dunkle Materie gefunden worden sei. Während die wesentlichen Schlussfolgerungen anderswo schon gezogen wurden, möchte ich hier ein wenig näher auf die zugrunde liegende Arbeit eingehen und erläutern, was da eigentlich wie gemessen wurde.

 

Worum geht es?

Am 27.03.2018 veröffentlichte eine Gruppe um den an der Yale-Universität lehrenden niederländischen Astronomen Pieter van Dokkum eine Arbeit über die Galaxie NGC 1052-DF2, die sich in der Nähe der elliptischen Galaxie NGC 1052 im Sternbild Walfisch befindet. Sie war vorher schon bekannt aber bisher noch nicht auf ihre Masse hin untersucht worden. NGC 1052-DF2 zählt zu den ultra-diffusen Galaxien (UDGs), die verhältnismäßig groß sind (über 1,5 kpc = 4900 LJ Radius) aber dabei trotzdem sehr lichtschwach (mehr als 24. Größenklasse pro Quadrat-Bogensekunde). NGC 1052-DF2 hat einen Halbmesser von 7700 LJ gemessen bis zu dem Radius, bei dem die Helligkeit auf den Wert 1/e der zentralen Helligkeit abgenommen hat, und hat in diesem Radius im Mittel eine Helligkeit von 24,4 Größenklassen je Quadrat-Bogensekunde. Sie ähnelt damit anderen UDGs. UDGs sind deswegen so lichtschwach, weil sie nur rund 1/1000 der Sterndichte enthalten wie etwa die Milchstraße als typischer Vertreter von Spiralgalaxien. Eine solche Galaxie von Milchstraßengröße hat nur in der Größenordnung von 108 (100 Millionen) Sonnenleuchtkräften, die Milchstraße hingegen ca. 2*1010 (20 Milliarden).

Eine aktuelle Theorie besagt, dass solche Galaxien zunächst wie ganz gewöhnliche Galaxien aus kollabierendem Gas und Dunkler Materie entstehen. Dunkle Materie (s.u.) soll gemäß der heutigen Theorien bei der Galaxienentstehung eine zentrale Rolle spielen, weil sie (im Schnitt) in vierfacher Menge der gewöhnlichen Materie im All vorkommt, ihre Verdichtung die gewöhnliche Materie mit sich zieht und den Entstehungsprozess beschleunigt. Die Galaxien bilden bei der Entstehung in Abhängigkeit von der Menge des verfügbaren Gases eine Zahl von Kugelsternhaufen aus, die deswegen alle ungefähr so alt wie die Galaxie selbst sind. Auch die UDGs bildeten Kugelsternhaufen aus, die auf eine große anfängliche Masse von Gas schließen lassen, verloren jedoch während der Entstehung irgendwie einen Großteil dieses Gases, etwa durch Supernovae. Aufgrund des Mangels an Gas wurde die Sternentstehung früh unterbunden und es entstand nur ein Bruchteil der Sterne im Vergleich zu anderen Galaxien mit ähnlicher Anfangsmasse – es blieb im Wesentlichen nur die Dunkle Materie übrig. UDGs wären demnach fehlgeschlagene Galaxien.

In der Vergangenheit wurden dementsprechend nur UDGs gefunden, die einen sehr hohen Anteil an Dunkler Materie haben, ja teilweise geradezu nur aus Dunkler Materie bestehen. Die von van Dokkum in Kooperation mit Roberto Abraham, University of Toronto, gefundene Galaxie Dragonfly 44 (benannt nach dem Dragonfly Telephoto Array, mit dem sie entdeckt wurde, siehe Bild) enthält beispielsweise 99,9% Dunkle Materie und hat nur 240 Millionen Sonnenleuchtkräfte bei annähernd gleicher Masse wie unsere Milchstraße, 1012 (= 1 Billion) Sonnenmassen.

Das Dragonfly Telephoto Array der University of Toronto, Kanada, mit Team (ganz links: Roberto Abraham, ganz rechts: Pieter van Dokkum). Das Gerät besteht aus einer Batterie von Kameras mit 400-mm-Canon-Teleobjektiven und erinnert an ein Insektenauge – daher der Name (dragonfly = engl. Libelle). Bild: © <a href="http://www.dunlap.utoronto.ca/instrumentation/dragonfly/">University of Toronto</a>, mit freundlicher Genehmigung.

Das Dragonfly Telephoto Array der University of Toronto, Kanada, mit Team (ganz links: Roberto Abraham, ganz rechts: Pieter van Dokkum). Das Gerät besteht aus einer Batterie von Kameras mit 400-mm-Canon-Teleobjektiven und erinnert an ein Insektenauge – daher der Name (dragonfly = engl. Libelle). Bild: © University of Toronto, mit freundlicher Genehmigung.

Und nun hat das Team um Dokkum festgestellt, dass NGC 1052-DF2 so gut wie gar keine Dunkle Materie enthält.

 

Die dunkle Seite der Materie

Dunkle Materie ist bekanntlich das, was Galaxien und Galaxienhaufen offenbar zusammenhält. Misst man die Geschwindigkeiten der Rotation von Spiralgalaxien  oder wie schnell sich Galaxien in Galaxienhaufen umeinander bewegen, dann sind sie viel schneller unterwegs, als es die sichtbare Materie eigentlich zuließe. Wenn man die sichtbare Masse bestimmt, stellt man fest, dass weniger als 20% der Masse zu sehen sind, die nötig wären, um die Objekte bei den beobachteten Geschwindigkeiten zusammen zu halten. Sie sind schneller als mit der Fluchtgeschwindigkeit der sichtbaren Materie unterwegs und sollten eigentlich in alle Richtungen davon fliegen. Daher haben Jan Henrik Oort und Fritz Zwicky bereits in den Jahren 1932 bzw. 1933 vemutet, dass es in der Milchstraße und im Coma-Galaxienhaufen eine nicht sichtbare Materie geben muss, die die fehlenden 80% ausmacht und das Ganze zusammen hält. Sie muss sich dabei so wie ein ideales Gas niedriger Temperatur verhalten – sie stößt mit nichts zusammen, sie bewegt sich langsamer als die Fluchtgeschwindigkeit ihrer eigenen Masse und spürt die Gravitation, und sie sendet keinerlei Licht oder andere elektromagnetische Strahlung aus, weder eigene, noch reflektierte. Bis heute wissen wir nicht, was die Dunkle Materie ist. Nur was sie nicht sein kann:

  • Sterne – würden sich durch ihre Leuchtkraft verraten, sie wären nicht dunkel.
  • Gas – würde von den Sternen zum Leuchten angeregt oder erwärmt und somit messbare Strahlung (Licht, Infrarot, Radiostrahlung) aussenden und wäre also auch nicht dunkel. In der Durchsicht in Galaxienhaufen verrät es sich, indem es Absorptionslinien mit anderer Rotverschiebung im Licht von weiter entfernten Hintergrundobjekten verursacht. Das Gas in der gesamten Milchstraße kann mit Radioteleskopen direkt beobachtet werden. Beides reicht bei weitem nicht aus für die Dunkle Materie.
  • Staub – blockiert das Licht dahinter liegender Sterne und verrät sich in der Durchsicht (wo Sternenlicht noch durchdringt) durch eine Rotverfärbung des Lichts (NICHT Rotverschiebung, es verändern sich keine Wellenlängen, sondern der blaue Teil des Lichts wird stärker vom Staub verschluckt als der rote) und wie Gas durch Radiostrahlung. Auch der Staub reicht nicht, er macht nur einen kleinen Teil der Materie aus und spielt zwischen den Galaxien, wo noch hautpsächlich das ursprüngliche, metallarme Gas des Urknalls herum hängt, keine Rolle.
  • Planeten, Planemos, Braune Zwerge, Neutronensterne, stellare Schwarze Löcher – nach solchen Objekten (Massive Compact Halo Objects – MACHOs) hat man mit statistischen Methoden gesucht, denn sie würden sich durch Graviationslinsenereignisse im Licht entfernterer Sterne verraten. Solche wurden auch beobachtet, aber viel zu wenige.
  • Überhaupt “normale” baryonische Materie – Baryonen sind Teilchen aus 3 Quarks, also insbesondere Protonen und Neutronen in den Atomkernen, die 99,95% der Masse der Materie ausmachen, aus denen alles um uns herum und wir selbst bestehen. Den Baryonenanteil an der Gesamtmasse kann man aus dem Leistungsspektrum der kosmischen Hintergrundstrahlung und der Zusammensetzung des beim Urknall entstandenen Gases abschätzen. Man kommt so nur auf 20% der benötigten Materiedichte – eben die sichtbare, baryonische.
  • Diverse hypothetische “schwach wechselwirkende massive Teilchen” (Weakly Interacting Massive Particles, WIMPs; wimp = engl. “Schwächling” – der Kontrast zu den o.g. MACHOs war durchaus beabsichtigt!). Zahlreiche Experimente wie etwa XENON konnten viele Massen und Größen (“Wirkungsquerschnitt”) solcher Teilchen ausschließen. Es gibt natürlich immer noch einen Bereich besonders kleiner oder massiver Teilchen, der nicht ausgelotet wurde.
  • Auch mutmaßliche supersymmetrische Partnerteilchen der normalen Materie wurden bisher nicht aufgespürt, eine der Aufgaben, die der LHC am CERN lösen sollte. Man hofft aber immer noch darauf, etwa den mutmaßlichen supersymmetrischen Partner des Top-Quarks (das STOP) bald zu finden. Der LHC läuft mit voller Kollisionsenergie und sucht.

Es gibt auch noch andere valide Kandidaten wie das hypothetische Axion oder sterile Neutrinos, eventuell gar während des Urknalls entstandene (“primordiale”) Schwarze Löcher (anderer Masse als diejenigen, die aus Sternen entstanden), aber gefunden hat man, so viel steht jedenfalls fest, noch nichts.

Dennoch muss da irgendetwas sein. Die Dunkle Materie verrät sich durch die Wirkung ihrer Schwerkraft auf Galaxien und Galaxienhaufen. Man kann ihre Schwerkraft mit modernster Computertechnik aus den leicht verzerrten Bildern von Galaxien rekonstruieren und ihre Verteilung in Galaxienhaufen und um Galaxien herum sichtbar machen. Ohne Dunkle Materie ließe sich weder die flache Geometrie des Universums noch die Entstehung  der Strukturen im Universum erklären. Ethan Siegel hat das in einem aktuellen Artikel schön zusammengefasst.

Ich kann an dieser Stelle das Thema “Dunkle Materie” nur anreißen. Manchem mögen die oben genannten Begriffe wie katalanische Dorfnamen vorkommen, zu jedem der Punkte oben könnte ich einen ganzen Artikel schreiben. Werde ich irgendwann auch einmal tun, bis dahin verweise ich auf Florian Freistetters umfassende Blog-Serie über Dunkle Materie.

 

Wie wiegt man eine Galaxie?

Zurück zu van Dokkums Arbeit. Wie kann man überhaupt die Masse einer Galaxie bestimmen? Wenn man auf der Erde etwas fallen lässt, hat es eine bestimmte Fallbeschleunigung. Abgesehen vom Luftwiderstand fallen alle Objekte gleich schnell. Auf dem Mond mit seiner kleineren Schwerkraft fallen Objekte ebenfalls gleich schnell (hier gibt’s auch keinen Ärger mit dem Luftwiderstand), nur deutlich langsamer als bei uns, wie der Astronaut David Scott einst bei der Apollo-15-Mission demonstriert hat. Die Schwerebeschleunigung des Mondes ist an seiner Oberfläche nur 1/6 derjenigen der Erde. Das liegt daran, dass der Mond nur 1/81 der Erdmasse hat und man sich außerdem auf seiner Oberfläche näher am Schwerpunkt des Mondes befindet, denn die Schwerkraft hängt natürlich auch vom Abstand zum Objekt ab. Im Abstand des Erdradius vom Mondmittelpunkt herrscht tatsächlich nur 1/81 der Erdschwerebeschleunigung.

Man kann also aus der Schwerebeschleunigung auf die Masse eines Himmelskörpers schließen. Statt Objekte auf ihn fallen zu lassen, was insbesondere bei fernen Galaxien nicht ganz einfach ist, kann man sich alternativ anschauen, wie schnell vorhandene Objekte um den Himmelskörper kreisen, denn auch eine Umlaufbahn ist “freier Fall” und wird von der Schwerebeschleunigung und damit der Masse des Himmelskörpers beeinflusst: je größer die Masse, desto schneller muss ein Objekt bei gegebenem Abstand um die Masse kreisen, um nicht herunter zu fallen. Aus der Umlaufzeit des Mondes um die Erde kann man beispielsweise die Masse der Erde berechnen (und aus derjenigen der Erde um die Sonne deren Masse, siehe gleichen Link, unten).

Das funktioniert hervorragend bei Objekten, deren Umlauf man wenigstens ein Stück weit beobachten kann wie etwa bei Doppelsternen – so werden Sternmassen bestimmt, ein paar Jahre Wartezeit reichen gemeinhin. Galaxien werden von Kugelsternhaufen umkreist, so auch NGC 1052-DF2. Das Problem ist nur, dass die Umlaufzeit in Jahrmillionen gemessen wird, da kann man buchstäblich lange darauf warten, ein noch so kleines Stückchen vom Orbit zu sehen.

Glücklicherweise liefert einem die Spektroskopie jedoch wenigstens eine Geschwindigkeit sofort, nämlich die radiale Komponente, auf den Beobachter zu oder von ihm weg. Diese alleine für nur ein einzelnes Objekt im Orbit hilft einem zwar nicht wirklich weiter – der Kugelsternhaufen könnte rasend schnell von Nord nach Süd über den Himmel sausen, und wir bemerkten es nicht. Wenn man aber mehrere Objekte betrachten kann, dann kann man mit Statistik an die Sache heran gehen. So kann man beispielsweise bei zufälliger Verteilung und Positionen von Galaxien in einem Galaxienhaufen den Virialsatz über die Verteilung von kinetischer und potenzieller Energie anwenden und aus diesem eine Beziehung zwischen der Streuung (Dispersion) der Radialgeschwindigkeiten und der Massensumme der Galaxien herleiten. Man muss also nur genug Radialgeschwindigkeiten messen und kann daraus die Masse des Haufens bestimmen.

Die Autoren des van-Dokkum-Papers haben genau diese Streuung der Geschwindigkeiten für 10 identifizierte Kugelsternhaufen von NGC 1052-DF2 anhand des Dopplereffekts auf ein Triplett von Kalzium-Spektrallinien gemessen. Sie ermittelten eine Streuung der Radialgeschwindigkeiten von 8,4 km/s und schließen daraus unter Berücksichtigung von Messfehlern auf eine Streuung der realen Raumgeschwindigkeiten von nur 3,52 +5,5/-3,2 km/s, mit 90% Sicherheit aber weniger als 10,5 km/s. Die Autoren verwendeten nicht die oben verlinkte einfachen Virialsatz-Beziehung, sondern eine vom Prinzip her ähnliche Massenabschätzung gemäß einer Arbeit, die speziell den Fall von Satellitengalaxien betrachtet, die um eine große Zentralmasse kreisen (nämlich Satelliten der Milchstraße und großen Andromeda-Galaxie). Mit dieser Methode ermittelten van Dokkum & Co. die Masse für zwei Radien der Kugelhaufenorbits (dem mittleren Abstand der Kugelhaufen zur Galaxie von ca. 10.000 LJ und dem des fernsten Kugelhaufens von knapp 25.000 LJ) und kamen auf 320 bzw. 340 Millionen Sonnenmassen. In der Lokalen Gruppe, d.h. der Gruppe von Galaxien, zu der die Milchstraße und die  Andromedagalaxie gehören, haben nur solche Kugelhaufen so geringe Geschwindigkeitsdispersionen, die Zwerggalaxien von gerade mal 600 Lichtjahren Durchmesser und höchstens 2 bis 3 Millionen Sonnenmassen an leuchtender Materie umkreisen – die aber eben auch eine im Verhältnis große Menge an Dunkler Materie beinhalten, welche in Galaxien weitaus stärker im Vergleich zur sichtbaren Materie konzentriert sein kann, als im mittleren Mix des intergalaktischen Raums.

Spektren der 10 Kugelsternhaufen. Die Geschwindigkeiten cz wurden gemessen, Δv sind die Geschwindigkeitsdifferenzen zur Muttergalaxie (1803 km/s).

Spektren der 10 Kugelsternhaufen. Die Geschwindigkeiten cz wurden gemessen, Δv sind die Geschwindigkeitsdifferenzen zur Muttergalaxie (1803 km/s). Bild: [1]

Theoretisch besteht die Möglichkeit, dass die Kugelsternhaufen von NGC 1052-DF2 nicht gleichmäßig verteilt sind, sondern beispielsweise alle in einer Ebene kreisen, was den Ansatz zur Massenabschätzung konterkarikieren würde – wenn man von oben auf die Ebene blickte, sähe man nur geringe Radialgeschwindigkeiten. Daran haben die Autoren gedacht und die Geschwindigkeiten in Abhängigkeit vom Abstand in vertikaler und horizontaler Richtung zum Massenzentrum aufgetragen. Sie fanden jedoch nicht den für diesen Fall zu erwartenden Trend.

Die Geschwindigkeiten der Kugelhaufen in Abhängigkeit vom Abstand zum Zentrum in zwei Achsen. Es ist kein rechts-links- oder oben-unten-Trend erkennbar, wie er zu erwarten wäre, wenn die Kugelhaufen in einer Ebene kreisen würden. Bild: [1]

Wieviel leuchtet da?

Die Galaxie ist also leicht und lichtschwach, das ist noch nicht sonderlich bemerkenswert. Es fehlt noch die Abschätzung der leuchtenden Masse. Dazu braucht man zunächst die Entfernung. Diese wurde auf zwei unabhängige Weisen bestimmt, einmal durch die kosmologische Rotverschiebung vermindert um die Beschleunigung durch umliegende Galaxienhaufen, 66,5±3,3 MLJ, und einmal aus statistischen Schwankungen der Flächenhelligkeit (surface brightness fluctuations, SBF) durch verschiedene Zahl von Riesensternen pro Pixel, 62±5,5 MLJ – was es nicht alles gibt!

Die leuchtende Masse haben die Autoren nun auf zwei voneinander unabhängige Weisen bestimmt. Eine einfache Methode schätzt die Masse einfach aus der beobachteten Helligkeit ab. Für Kugelsternhaufen (ähnlich alt, ähnlich lange keine Sterne mehr gebildet wie die Galaxie, also ähnliche Sternenpopulation) ist bekannt, dass zwei Sonnenmassen etwa eine Sonnenleuchtkraft haben (M/Lv=2,0).  Mit der ermittelten Entfernung kann man die Leuchtkraft aus der scheinbaren Helligkeit berechnen und kommt auf 110 Millionen Sonnenleuchtkräfte. Macht also mit der obigen simplen Masse-Leuchtkraft-Beziehung für Kugelsternhaufen 220 Millionen Sonnenmassen an leuchtender Materie.

Die andere Methode zur Schätzung der leuchtenden Masse verwendet ein Computermodell, das eine im Abstand von 20 Mpc =  65,2 MLJ modellierte Galaxie mit der gleichen Morphologie, Helligkeit, Farbe, SBF, Metallgehalt und Alter aus einer initialen Massenfunktion (IMF) nach Kroupa (übrigens einem Gegner der Dunklen Materie) erzeugt. Die initiale Massenfunktion sagt aus, wieviele Sterne welcher jeweiligen Masse aus einer kollabierenden Gaswolke entstehen; nach den modellierten 11 Milliarden Jahren Alter sind die massivsten Vertreter dann zu massiven Sternenleichen (Neutronensterne, Schwarze Löcher) geworden und Sterne von Sonnenmasse sind gerade Rote Riesen. Wenn man alles korrekt abstimmt, kommt man auf eine Modellhelligkeit pro Sternenmasse und kann aus der tatsächlich beobachteten Helligkeit auf die Masse zurück schließen. Und auch hier ergaben sich etwa 200 Millionen Sonnenmassen an leuchtender Materie.

 

Und was heißt das jetzt?

340 Millionen Sonnenmassen gravitativer Masse stehen also 200 Millionen Sonnenmassen leuchtender Materie gegenüber. Das ist vergleichsweise wenig für eine UDG – bei Dragonfly 44 waren es 240 Millionen Sonnenleuchtkräfte, also bei entsprechender Masse-Leuchtkraft-Beziehung M/Lv=2,0 knapp 500 Millionen Sonnenmassen im Gegensatz zu 1 Billion Sonnenmassen an gravitativer Masse – ein Verhältnis von 1:2000! Selbst normale Galaxien mit 200 Millionen Sonnenmassen leuchtender Materie haben Halos von Dunkler Materie in der Größenordnung von 60 Milliarden Sonnenmassen, ca. 400-mal mehr als die 150 Millionen Sonnenmassen, die von den Autoren als obere Schranke für die Halomasse aus der Bewegung des entferntesten Kugelhaufens geschlossen wurden. Das beste Ergebnis erzielten sie gar für eine Halomasse von 0.

Die Galaxie NGC 1052-DF2 im Vergleich zur lokalen Gruppe. Auf der X-Achse der Halbmesser in Parsec (1 pc = 3,26 LJ), auf der y-Achse die Geschwindigkeitsdispersion der Kugelhaufen und die Größe der Kreise gibt die Masse an (Zahlen rechts sind Zehnerpotenzen der Sonnenmassen, also 10 ≘ 1010 = 10 Milliarden Sonnenmassen.

Die Galaxie NGC 1052-DF2 im Vergleich zur lokalen Gruppe. Auf der X-Achse der Galaxien-Halbmesser in Parsec (1 pc = 3,26 LJ), auf der y-Achse die Geschwindigkeitsdispersion der Kugelhaufen und die Größe der Kreise gibt die Masse an (Zahlen rechts sind Zehnerpotenzen der Sonnenmassen, also 10 ≘ 1010 = 10 Milliarden Sonnenmassen). NGC 1052-DF2 (schwarz) liegt abgeschlagen in einer einsamen Ecke. Bild: [1]

NGC 1052-DF2 ist mithin keine gewöhnliche UDG. Sie passt nicht ins Schema einer sternarmen Galaxie, die frühzeitig ihr Gas eingebüßt hat. Sie ist einfach nur dünn mit Sternen besetzt. Eine normale Galaxie entsteht, nach allem was wir wissen, aus einer kollabierenden Wolke Dunkler Materie, die sichtbare Materie mit sich zieht. Wie soll eine Galaxie entstehen, die (fast) keine Dunkle Materie besitzt? Autor van Dokkum äußerte sich in einem Interview ratlos:

Keine Theorie hat diese Art von Galaxien vorhergesagt. Die Galaxie ist ein totales Mysterium, an ihr ist alles ungewöhnlich. Wie man so ein Ding erzeugt, ist vollkommen unbekannt.

Ethan Siegel hat einen eigenen Artikel darüber geschrieben und gleich 5 Möglichkeiten aufgezählt, wie man so ein Ding dann doch erzeugen könnte. Hier nur ganz kurz aufgezählt:

  1. Das Gas der Galaxie kann mit Gas im intergalaktischen Raum kollidiert und abgebremst worden sein, während die DM davon nichts gemerkt hat und weiter geflogen ist; solche Fälle kennt man z.B. vom Bullet Cluster. Aus dem ausgebremsten Gas kann dann die ausgedünnte Galaxie entstanden sein.
  2. Bei Kollisionen von Galaxien kann Gas weggeschleudert werden, aus dem eine baryonische Galaxie entstehen könnte.
  3. Die von Quasaren – das sind Galaxien in deren Zentrum einer supermassereiches Schwarzes Loch gerade supermassiv gefüttert wird – ausgestoßenen Jets können zu kleinen Galaxien werden. Da diese von den Magnetfeldern um das Schwarze Loch beschleunigt werden, sollten sie keine Dunkle Materie mehr enthalten, die Elektromagnetismus nicht spürt.
  4. Es wurde vor ein paar Jahren entdeckt, dass manche Galaxien von Wolken aus ionisiertem Gas begleitet werden (Prototyp war Hanny’s Voorwerp), aus denen später eigene Galaxien werden könnten.
  5. Dunkle Materie existiert nicht und verschiedene Galaxien haben einfach verschiedene Zusammensetzungen (hmm, eher nicht).

 

Und was bedeutet das für MOND?

Die beliebteste alternative Erklärung von Gegnern der Dunklen Materie ist eine Modifizierung der entfernungsabhängigen Schwerkraft, genannt “MOdifizierte Newtonsche Dynamik”, kurz MOND. Damit möchte man die Rotationskurven von Galaxien erklären. Auch die Bewegung von Galaxien in Galaxienhaufen. Aber die Theorie berücksichtigt in fast allen Varianten nicht die Relativitätstheorie (sie verletzt sogar die starke Äquivalenz von träger und schwerer Masse) und die einzige Variante, die relativistisch ausgelegt war, ging neulich mit dem Nachweis, dass Gravitationswellen sich genau so schnell fortpflanzen wie elektromagnetische Wellen, den Bach runter. Über die Entstehung primordialen Gases oder das Leistungsspektrum der Hintergrundstrahlung kann MOND im Gegensatz zur Dunklen Materie gar nichts aussagen. Die Dunkle Materie ist einfach viel erklärungsmächtiger, deshalb wird sie von der Mehrheit der Astrophysiker und Kosmologen nicht so leicht aufgegeben.

Was bedeutet NGC 1052-DF2 nun für MOND? Nichts Gutes. Was man daran merkt, dass manche MOND-Anhänger wütend werden und manche versuchen, das Problem wegzulachen bzw. ins Lächerliche zu ziehen. Wenn von “Religion” der anderen Seite die Rede ist, muss der Frustrationslevel schon sehr hoch sein. Die Argumentation von van Dokkum ist natürlich nicht “ich sehe nichts, also existiert es”.

Sondern: leuchtende Materie und dunkle gravitative Masse sind zweierlei separate Dinge, die in beliebigem Mischungsverhältnis auftreten können.

Mal als “Dark Matter Galaxy”, mal als gewöhnliche mit großem DM-Halo, und jetzt mal als fast reine leuchtende Materie, die ganz wunderbar nach unMOdifizierter Newtonscher Dynamik funktioniert. Egal, wie sie entstanden ist. Und deshalb muss es beide geben. Denn wenn die Schwerkraft, wie auch immer ihre entfernungs- und masseabhängige Formel lauten möge, nur an der leuchtenden Masse und ihrer Verteilung hängen würde, dann könnten die UDGs nicht so verschieden sein wie NGS 1052-DF2 und Dragonfly 44.

Und zu den Kritikpunkten aus dem Osterhasen-Artikel:

  • Dass die Kugelhaufen alle in einer Ebene kreisen, haben van Dokkum et al. untersucht und widerlegt, s.o.
  • Das Problem mit den zu hellen Kugelhaufen haben die Autoren ebenfalls erwähnt und ein separates Paper daraus gemacht, deswegen haben sie zwei unabhängige alternative Entfernungsmessmethoden verwendet, die übereinstimmende Ergebnisse liefern. Wenn die Galaxie tatsächlich um mehr als die Hälfte näher wäre und die Kugelhaufen normal hell, wäre sie schwerer, aber nicht um einen signifikanten Faktor, der den Mangel an der 400-fachen Halo-Materie wett machen könnte. Dafür wäre sie dann gemäß ihrer Rotverschiebung mit einer Eigengeschwindigkeit von 1200 km/s unterwegs, was ziemlich ungewöhnlich wäre.
  • Wenn der “externe Feldeffekt” durch die nahe elliptische Galaxie NGC 1052 eine Rolle spielen soll, dann müsste das vorgerechnet werden, um zu überzeugen.
  • Und wenn’s wirklich ein Messfehler wäre: van Dokkum hat versprochen, weitere solche Galaxien zu suchen. Wenn’s bei nur einer bliebe, wäre die Kritik möglicherweise gerechtfertigt, aber wenn noch weitere gefunden werden, dann hat MOND ein echtes Problem. Wir werden sehen.

 

Referenzen

[1] Pieter van Dokkum et al. “A Galaxy Lacking Dark Matter.” Nature. March 29, 2018; arXiv:1803.10237.

Kommentare (50)

  1. #1 Karl Mistelberger
    5. April 2018

    It doesn’t matter how beautiful your theory is, it doesn’t matter how smart you are. If it doesn’t agree with experiment, it’s wrong.

    Das gilt nicht nur für schöne Theorien sondern auch auch für schiache wie MOND.

  2. #2 Oliver Gabath
    5. April 2018

    So schief kam mir MOND an sich nie vor. Ist halt ein alternativer Ansatz und die Zeit wird’s zeigen. Man kann ja auch nicht gerade behaupten, dass die wichtigsten Proponenten ausgewiesene Cranks seien. Aber ich habe bisher nicht verstanden, wie der Effekt physikalisch motiviert wird, wenn nicht durch Wirkung von Masse.

    Eine Form von Materie, die nicht elektromagnetisch wechselwirkt, aber gravitativ? Warum nicht. Erklärt ja auch eine Menge.

    Wodurch wird in MOND die Modifikation des Gravitationsgesetzes motiviert? Reicht Anpassung des bisherigen Wissens oder brauchte man eine fünfte Kraft?

    • #3 Alderamin
      5. April 2018

      Man kann ja auch nicht gerade behaupten, dass die wichtigsten Proponenten ausgewiesene Cranks seien.

      Sicher nicht. Die Idee an sich ist ja nahe liegend und auch nicht schräger, als Dunkle Materie oder gar Dunkle Energie. Es ist nur eben eine Frage, welche Theorie die besseren Vorhersagen macht und die Beobachtungen am besten beschreibt (vielleicht sind ja auch beide falsch? Gibt ja auch noch Verlinde). Da sucht jetzt jede Seite die Datenpunkte, um die andere zu falsifizieren. So geht Wissenschaft und das ist gut so!

      Aber ich habe bisher nicht verstanden, wie der Effekt physikalisch motiviert wird, wenn nicht durch Wirkung von Masse.

      Genau durch Masse, eben wie bei Newton, nur mit anderer Entfernungsformel.

      Eine Form von Materie, die nicht elektromagnetisch wechselwirkt, aber gravitativ? Warum nicht. Erklärt ja auch eine Menge.

      Wie die Neutrinos. Aber die sind zu schnell (heiß) und zu wenige/zu leicht. Jedenfalls die gewöhnlichen Elektron-, Myon- und Tauon-Neutrinos. Heiße Teilchen können sich nicht zu Galaxien-Gerüsten verdichten, sondern fliegen nur wild durch die Gegend.

      Wodurch wird in MOND die Modifikation des Gravitationsgesetzes motiviert? Reicht Anpassung des bisherigen Wissens oder brauchte man eine fünfte Kraft?

      Durch nichts physikalisches, das ist einfach ein Fit auf die Rotationskurven der Galaxien. Von einer fünften Kraft ist hier nicht die Rede. Die sogenannte Quintessenz ist(war) einer der Kandidaten für die Dunkle Energie, aber mittlerweile favorisiert man da ja die von der ART abgedeckte kosmologische Konstante.

  3. #4 Karl Mistelberger
    5. April 2018

    However, while MOND does a good job explaining the observations, it has the unappealing property of requiring an “interpolation function”. This function is necessary to get a smooth transition from the regime in which gravity is modified (at low acceleration) to the normal gravity regime, which must be reproduced at high acceleration to fit observations in the solar system. In the literature one can find various choices for this interpolation function.

    http://backreaction.blogspot.co.at/2018/03/modified-gravity-and-radial.html

    • #5 Alderamin
      5. April 2018

      Verlinde, sag’ ich ja. Wobei der mir (bis jetzt) noch zu hoch ist. Vielleicht schreibt mal einer einen verständlichen Artikel darüber.

      Galaxienrotationskurven erklären ist einfach. Aber die Peaks in der Hintergrundstrahlung, die großräumige Struktur des kosmischen Netzes und die Häufigkeiten der Elemente im primordialen Gas müssen auch erklärt werden. So viel ich weiß kann das bisher nur die Dunkle Materie.

  4. #6 stone1
    5. April 2018

    Oh ja, Verlinde: Schwerkraft als emergentes Phänomen im Gegensatz zu einer fundamentalen Grundkraft. In die Richtung haben wir bei Joseph Kuhn spekuliert, weil man über “Gott” nicht wirklich sinnvoll reden konnte. Ein Artikel darüber wäre sehr willkommen.

    Dass es für MOND schlecht aussieht wundert mich nicht, diese Theorie war mir von Anfang an nicht wirklich geheuer. Ist wohl nur eine Frage der Zeit, bis man weitere derart DM-arme oder gar DM-lose Galaxien findet.

    Aber was war nun eigentlich mit dem “Osterhasen-Artikel” gemeint? Eh die Arbeit von van Dokkum oder hab ich was verpasst?

  5. #8 Mars
    5. April 2018

    ein sehr schöner beitrag, du kommst immer gut auf eine noch überschaubare länge und schneidest dennoch so viel an – toll!
    vorallem, weil du auch auf die alternativen thesen eingehst, auch wenn man spürt …. nicht immer ganz objektiv – aber das ist hier, denke ich, ok.

    in dem Osterhasen-link hab ich folgendes gefunden:
    “” Die Leuchtkraft zu messen ist einfach, aber wie messen wir genau die Masse? Dafür beobachten wir die Bewegung der Objekte innerhalb der Galaxie, z. B. der Sterne oder des Gases. Wir sehen, wie sich ein Objekt bewegt, und mittels Netwonschem Gravitationsgesetz leiten wir die Masse her.””

    und genau da gibt es doch ein problem, wenn wie bei MOND angenommen wird, dass die Gravitation irgendwann nur noch 1/r abnimmt
    wenn man das annimmt, dann würden doch die ganzen massen (die man ja aufgrund Newton misst) nicht stimmen, und so das konzept wieder durcheinander bringen
    aber wie könn(t)en wir denn sonst die Gravitation in einer sehr weiten entfernung prüfen und mit der vergleichen, die direkt in der nähe messbar sind ???

    oh, da dreht sich wieder alles um und in meinem kopf
    das schwarze – nicht direkt nachweissbare – zeugs macht mich immer ganz dusselig …..
    trotzdem gerne mehr.

    • #9 Alderamin
      5. April 2018

      weil du auch auf die alternativen thesen eingehst, auch wenn man spürt …. nicht immer ganz objektiv

      So gut ich sie verstanden habe, aber natürlich kenne ich mich mit DM weitaus besser aus als mit MOND, über DM habe ich ja viel mehr gelesen. Ich bin aber nicht derjenige, der am Ende entscheidet, welche Theorie die bessere ist, ich kann nur die Punkte für und wider die jeweilige Theorie aufzählen. Die lange Ausschlussliste für die DM habe ich ja auch oben angeführt.

      und genau da gibt es doch ein problem, wenn wie bei MOND angenommen wird, dass die Gravitation irgendwann nur noch 1/r abnimmt
      wenn man das annimmt, dann würden doch die ganzen massen (die man ja aufgrund Newton misst) nicht stimmen, und so das konzept wieder durcheinander bringen
      aber wie könn(t)en wir denn sonst die Gravitation in einer sehr weiten entfernung prüfen und mit der vergleichen, die direkt in der nähe messbar sind ???

      Gar nicht nach MOND, denn da stecken ja Konstanten drin, die aus der beobachteten Bewegung abgeleitet werden, das ist ein Daten-Fit. MOND trifft einfach die Annahme, dass die leuchtende Masse gleich der gravitativen ist. Die leuchtende ist relativ leicht zu messen (über die Masse-Leuchtkraft-Funktion). Ich weiß auch gar nicht, ob unter MOND noch gilt, dass man ein kugelförmiges Objekt auf seine gesamte Masse im Schwerpunkt vereint reduzieren darf, wenn man sich außerhalb seines Radius befindet. Ich denke, das gilt unter MOND nicht mehr, und eine große Hohlkugel wäre innen auch nicht mehr kräftefrei.

      Wie kann man MOND überprüfen? Ich habe dazu ein 10 Jahre altes Papier gefunden, anscheinend von MOND-Proponenten. Sollte man wirklich mal ausprobieren. Wäre was für Falcon Heavy 1 gewesen.

      Ansonsten kann man eben nur Fälle vergleichen, bei denen die leuchtende Materie offenbar von gleicher Größenordnung ist, aber die Gravitation verschieden, und genau das tut van Dokkum in der hier betrachteten Arbeit. Wenn er keinem Messfehler unterliegt, hat er, denke ich, MOND widerlegt. Schon Dragonfly 44 hat das im anderen Extrem getan, und da gibt’s keinen mutmaßlichen externen Feldeffekt durch eine nahe Nachbargalaxie.

      Aber auch wenn MOND widerlegt sein sollte, heißt das nicht, dass DM zwingendermaßen richtig ist.

      trotzdem gerne mehr.

      Es kommen noch zwei Sternbild-Artikel, um das Wintersechseck abzuhaken, und dann habe ich schon ein, zwei neue Forschungsartikel im Kopf. Und danach kommt was gaaanz anderes. Nicht einmal Astronomie. So geht ungefähr der Plan, aber es kann ja immer was aktuelles dazwischen kommen.

  6. #10 Mars
    5. April 2018

    … jetzt hast du mich aber fast noch mehr ins trudeln gebracht ..

    bei MOND geht man doch davon aus, dass sich mit einem bestimmten abstand die gravitation nicht mehr – wie im nahen bereich – mit 1/r² sondern eben nur noch mit 1/r abnimmt.

    dabei würden doch – wenn man die schlüsse aus Mond nutzt – eben doch andere massen berechnet werden.
    denn ich hab (noch) keine andere rechnungsgrundlagen gefunden, die eben weit entfernte systeme massemässig erfassen – ausser durch deren bewegung.
    wenn aber die Gravitation ab einem gewissen mass anders in die rechnung einzusetzen wäre …. ja dann …

    ja, bleibt ein spannendes thema in 25 jahren wissen wir hoffentlich mehr.
    aber ich freu mich auch auf den rest der wintersternbilder.
    danke

    • #11 Alderamin
      5. April 2018

      bei MOND geht man doch davon aus, dass sich mit einem bestimmten abstand die gravitation nicht mehr – wie im nahen bereich – mit 1/r² sondern eben nur noch mit 1/r abnimmt.

      So ähnlich, aber doch anders. Da stecken zwei Stellknöpfe drin, a0 und die µ-Funktion. Die geben einem die Freiheit, die Formel an die Beobachtungen anzupassen.

      dabei würden doch – wenn man die schlüsse aus Mond nutzt – eben doch andere massen berechnet werden.

      Sicher kann man mit der Formel (gegeben bestimmte a0 und µ(x)) eine Masse aus der Bewegung eines beobachteten Objekts bestimmen, aber wenn da was gänzlich anderes als die leuchtende Masse rauskäme, hätte MOND sich ja selbst falsifiziert. Bzw. würde man dann als MOND-Anhänger vermutlich die Masse-Leuchtkraft-Funktion anzweifeln, denn die hängt von der Zusammensetzung der Sternenpopulation ab. Noch mehr Stellknöpfe.

  7. #12 stone1
    5. April 2018

    @Alderamin

    Aha, ja der Blog Prosa der Physik scheint von O. Müller zu sein, aber ganz klar wird das dort nicht.

    Ja, aber nicht von mir…

    Wieso denn jetzt wieder nicht von dir, da stand doch in Kommentar #5 …oops verlesen, da steht tatsächlich schreibt mal einer

    Ich bin ohnehin auf der Suche nach einem Thema für den nächsten Schreibwettbewerb, bis jetzt hab ich nur das Exciton, dass sich zwar vom Namen her “aufregend” anhört, aber doch eher nur in eine sehr kleine Nische passt. ; )
    Hmm ich will nichts versprechen, aber nachdem ich mich für das Thema selbst sehr interessiere, such ich vielleicht ein paar Infos zu Verlindes Theorie zusammen. Eventuell kann ich das sogar bis zum Sommer (wo vermutlich der nächste Schreibbewerb bei Florian stattfindet) in Artikelform gießen, sofern ich das überhaupt ansatzweise verstehen kann. Mal sehen.

  8. #13 rolak
    5. April 2018

    ganz klar wird das dort nicht

    Ach herrjeh, ich hab schon wieder derart reale Hallus .-.-. nee, da isses doch. Das ‘Über‘, unter dem ‘Auf mseiner Uni Webseite’ gelandet werden kann.

    • #14 Alderamin
      5. April 2018

      Uiii, Boxen und Karate kann er. Da muss ich ja vorsichtig mit Kritik sein… 😀

      Nee, Quatsch, in den Kommentaren zu seinem Artikel im Schreibwettbewerb fand ich ihn ganz umgänglich, und großen Respekt für seine Veröffentlichung in Science. Bin gespannt, wann er hier vorbei schaut und mich an die Wand argumentiert.

  9. #15 Captain E.
    5. April 2018

    Tja, Oliver Müller ist halt sehr von dieser Hypothese überzeugt. Ich glaube, ich nenne ihn ab sofort “Dr. MOND”. 😉

    Der Vorwurf, die Anhänger der Dunklen Materie würden Annahmen treffen, wie es ihnen in den Kram passt, ist aber leider auch der Hauptvorwurf an MOND. “Wir gehen davon aus, dass die Gravitation genau so funktioniert, dass sie mit der leuchtenden Materie genau zu den beobachteten Bewegungen führt.” Ja, ich weiß, es ist ein wenig komplizierter, aber letzten Endes läuft es genau darauf hinaus.

    • #16 Alderamin
      5. April 2018

      Tja, Oliver Müller ist halt sehr von dieser Hypothese überzeugt.

      Wäre er das nicht, dann wäre er auch der Falsche für das Thema (und es ist gut, dass sich auch damit Forscher auseinander setzen).

      “Wir gehen davon aus, dass die Gravitation genau so funktioniert, dass sie mit der leuchtenden Materie genau zu den beobachteten Bewegungen führt.”

      Es gab da mal jemand, der hat gesagt, tun wir doch einfach mal so als wenn die Lichtgeschwindigkeit für jeden bewegten Beobachter gleich groß erscheint. Und hat Erfolg damit gehabt. Von einer Annahme ausgehen und sie dann zu verifizieren oder falsifizieren zu versuchen ist so verkehrt ja nicht. Man muss nur mitbekommen, ob das Pferd noch lebt, das man gerade reitet. 😉

  10. #17 stone1
    5. April 2018

    @rolak
    Ahja, diesen Link zu seiner Baseler Uniwebsite hatte ich übersehen. Scheint mir heute öfters zu passieren, muss die Fönwetterlage sein die meine Konzentration beeinträchtigt.

  11. #18 Karl Mistelberger
    5. April 2018

    > #16 Alderamin, 5. April 2018
    > Man muss nur mitbekommen, ob das Pferd noch lebt, das man gerade reitet.

    Muss man eben nicht unbedingt. Nach der Meinung einiger versucht sich unter anderen die Politik in der Kunst, auf toten Pferden zu reiten.

  12. #19 Oliver Müller
    Canberra
    6. April 2018

    Dr. MOND hier. 😛 Oder wie wäre es mit Captain MOND?
    Sorry, ich bin gerade im Stress, da ich meine Dissertation in einem Monat abgebe und derzeit in Australien bin, deshalb wollte ich eigentlich nicht auf diesen Artikel eingehen (aber da ich hier jetzt ein paar Mal erwähnt worden bin, fühle ich mich doch ein wenig verpflichtet).

    Zu deinen Kritikpunkten an meinem Artikel (sehr kurz, sorry):
    Punkt 1: Die Rotation der Kugelsternhaufen kann man nur beobachten, falls sie entlang der Sichtlinie ist. Ist diese aber z.B. senkrecht zur Sichtlinie, werden wir diese nicht messen können, also ist Punkt 1 von dir nicht korrekt, da van Dokkum und co. dies gar nicht erst messen können, wie sollen sie es da widerlegt haben?

    Punkt 2: Die Surface Brightness Fluctuation Methode ist extrem ungenau, wenn man nicht die Stellarpopulation der Galaxie kennt. z.B. gibt es ein Paper von meinem Doktorvater (der diese Methode im übrigen mitentwickelt hat), in der die Abweichung zur genaueren TRGB Methode 50% war (Jerjen & Rejkuba 2001, https://arxiv.org/abs/astro-ph/0105144). Die andere Messmethode im Artikel ist über den Hubblefluss (also die Geschwindigkeit der Galaxie), was auch sehr ungenau ist. z.B. wenn du mein Paper hier anschaust (https://arxiv.org/abs/1802.08657, letzte beiden Tabellen), siehst du, dass Geschwindigkeit und Distanz teilweise überhaupt nicht übereinstimmen. Das kommt durch Eigengeschwindigkeiten zustande.

    Punkt 3: Ich habe ja geschrieben, dass wir die Rechnung in ein Fachjournal (also in Nature) eingereicht haben. Mal schauen ob sie den Fehler im Paper also korrigieren. Ich denke aber nicht, dass Nature daran Interesse hat. Wir waren mit van Dokkum in Kontakt, und er hat zugegeben, falsche Annahmen getroffen zu haben, als er die MOND Vorhersage berechnete. Das ist natürlich sofern blöd, da es jetzt in Nature steht, und alle dies als MOND Falsifizierung herannehmen. Aber so oder so, ein Fachartikel zur genauen Berechnung wird noch veröffentlicht, so lange müsst ihr mir glauben, dass es konform ist. Ich denke es ist aber wissenschaftlicher, wenn es zuerst in einem Fachartikel erscheint, und erst nachträglich auf einem Blog.

    Punkt 4: Ja genau, “Extraordinary claims need extraordinary evidence”, was hier nicht der Fall ist. Das Problem ist, dass die vielen UDGs bisher alle Dunkle Materie reich waren, warum also genau dieser eine keine Dunkle Materie hat, ist wirklich fraglich. Vorallem wenn er keine DM hat, wie kann er stabil sein? So wurde ja DM ursprünglich (Ostriker und co.) herangezogen: Falls Galaxien nur Newtonsch wären (also ohne dieses DM Halo), wären sie nicht stabil und würden ausseinandergerissen.

    Du zitierst mich ja auch und sagst, ich verstehe es falsch, dass van Dokkum nicht gesagt hat, “Dunkle Materie existiert.” Das ist aber genau ein Zitat von ihm: “Here, “the absence of dark matter is evidence of its existence,” van Dokkum says. “There is no way around it. It can be in a galaxy or not in a galaxy, but it is not a field, or some alternative thing that manifests itself rather than being a substance.”” (https://www.scientificamerican.com/article/astronomers-boggle-at-a-distant-galaxy-devoid-of-dark-matter/). Ich denke meine Osterhasenanalogie passt also doch ganz gut. :-)

    Du schreibst auch, dass es nur eine einzige Möglichkeit der relativistischen MOND gibt und diese den Bach runterging. Es gibt mehrere relativistische MOND Theorien, und nicht jede wurde durch GW widerlegt.
    Auch eine Variante, MOND und DM in Einklang zu bringen ist Superfluid Dark Matter (http://backreaction.blogspot.com.au/2018/01/superfluid-dark-matter-gets-seriously.html). Hier ist aber der falsche Ort für so eine Diskussion.

    Da hier in den Kommentarspalten Verwirrung über den Externe Feld Effekt und MOND allgemein herrscht: MOND kommt nur zur Anwendung, wenn man bei kleinen Beschleunigungen ist, das nennt man das “deep-MOND Regime”. Setzt man nun eine solche Galaxie neben eine massive Galaxie wie NGC1052, so hebt das Gravitationspotential der grossen Galaxie die Beschleunigung ins “nicht-MOND Regime” an, also ins Newtonsche, was ja gerade gemessen wurde! Sprich, eigentlich ist NGC1052-DF2 gerade eine Bestätigung für MOND. Wer hätte das gedacht? Wenn Interesse besteht, kann ich mal etwas für Nicht-Experten zum EFE schreiben, dies aber sicher erst nach meiner Diss.

    Warum gerade die Kritik kommt, das MOND einen fit an Galaxien darstellt, ist mir schleierhaft. Hat man die MOND Konstante einmal gemessen (also bei einer Galaxie), ist sie für immer fix. Eine Abweichung der MOND Konstante in einer anderen Galaxie würde MOND widerlegen. Das ist also kein Fit. Hingegen wird ein fit bei jeder Galaxie ja genau mit DM gemacht. Man misst die Masse die man sieht, die Masse die erwartet wird, und füllt die Diskrepanz mit DM auf.

    Ups, eigentlich wollte ich nicht so viel schreiben, und wie gesagt, bin ich wohl mehr ab als anwesend.

    Vielleicht hat mein Blogwettbewerb Artikel ein falsches Bild von mir erzeugt: zu 99% arbeite ich auf Dunkler Materie und nicht MOND (ich selbst habe noch nie ein MOND Paper veröffentlicht). Ich sehe mich einfach sehr offen gegenüber alternativen Theorien und meiner Meinung nach sollten vernünftige Theorien parallel studiert werden.

    • #20 Alderamin
      6. April 2018

      Sorry, ich bin gerade im Stress, da ich meine Dissertation in einem Monat abgebe und derzeit in Australien bin, deshalb wollte ich eigentlich nicht auf diesen Artikel eingehen (aber da ich hier jetzt ein paar Mal erwähnt worden bin, fühle ich mich doch ein wenig verpflichtet).

      Schön, dass Du die Zeit gefunden hast, mal reinzuschauen!

      Zu deinen Kritikpunkten an meinem Artikel (sehr kurz, sorry):
      Punkt 1: Die Rotation der Kugelsternhaufen kann man nur beobachten, falls sie entlang der Sichtlinie ist. Ist diese aber z.B. senkrecht zur Sichtlinie, werden wir diese nicht messen können, also ist Punkt 1 von dir nicht korrekt, da van Dokkum und co. dies gar nicht erst messen können, wie sollen sie es da widerlegt haben?

      Ich schreib’s mal so, dass es alle verstehen: man kann von der Raumgeschwindigkeit der Kugelhaufen nur diejenige messen, die entlang der Sichtlinie verläuft (Radialgeschwindigkeit, auf den Beobachter zu oder von ihm weg). Habe ich oben auch erwähnt. Nur im Falle, dass die Bewegung vollkommen senkrecht zur Blickrichtung erfolgt, sieht man gar keine Radialgeschwindigkeit, also etwa, wenn man exakt senkrecht von oben auf eine gemeinsame Bahnebene aller Kugelhaufen schauen würde, was statistisch ziemlich unwahrscheinlich ist. Besteht ein Winkel der Bahnebene (Inklination i) ungleich 90° zur Sichtlinie, dann sieht man die Geschwindigkeit um den Faktor sin(i) verkleinert. Das ist soweit klar, auch van Dokkum.

      Die Analyse der Geschwindigkeitsdispersion geht von zufällig verteilten Bahnen und Inklinationen aus. Nicht zufällig wäre aber, da hast Du Recht, eine gemeinsame Bahnebene aller Kugelhaufen, die Du (wenn ich das recht verstanden habe) bei der Galaxie Centaurus A gemessen hast (gibt’s das Science-Paper auf arXiv? Oder magst Du hier mal einen Gastartikel darüber schreiben?). Auch für die Milchstraße behauptest Du dies in Deinem “Osterhasen-Artikel”, gibt’s da auch eine Arbeit zu? Nach allem, was ich gelernt habe, sind die Umlaufbahnen der Kugelhaufen der Milchstraße zufällig und unsortiert, sie umschwirren das Milchstraßenzentrum wie ein Bienenschwarm auf unabhängigen elliptischen Umlaufbahnen. Obwohl eine bevorzugte Bahnebene nicht völlig verwunderlich wäre, die Milchstraße ist ja eine scheibenförmige Galaxie. Wie gesagt, kenne ich nur anders, kann aber auf altem Wissensstand sein.

      Jedenfalls hat van Dokkum eine Bewegung messen können, die Inklination ist also < 90°, wir schauen schlimmstenfalls auf eine leicht gegen die Senkrechte verkippte mutmaßliche gemeinsame Bahnebene. Was er oben im vorletzten Bild geplottet hat, sind die Geschwindigkeiten der Kugelhaufen mit ihren Orten (oder sagt man hier auch Örtern?) rechts und links bzw. oben und unten der Galaxie. Wenn eine gemeinsame Bahn vorläge, würden alle Kugelhaufen in der gleichen Ebene und im gleichen Drehsinn kreisen, dann wäre die Geschwindigkeit auf einer Seite der Galaxie eher positiv (von uns weg) und auf der anderen eher negativ (auf uns zu). Das gibt der Plot aber nicht her. Folglich kann man eine gemeinsame Ebene hier ausschließen.

      Punkt 2: Die Surface Brightness Fluctuation Methode ist extrem ungenau, wenn man nicht die Stellarpopulation der Galaxie kennt.

      Das ist klar, aber das Alter der Galaxie kann man doch aus der Farbe abschätzen und daraus, dass sie kein nennenswertes Gas enthält, aus dem nach der Entstehung noch Sterne hätten hervorgehen können (wie elliptische Galaxien). Der Farbindex war, glaube ich, im Paper vermerkt.

      Das Ergebnis hat auch in der Tat eine größere Fehlerabweichung als das mit der Rotverschiebung gemessene, aber die beiden Ergebnisse liegen in gemeinsamen Fehlerbalken, das stützt die Entfernungsmessung. Und wie gesagt, die Kugelhaufenhelligkeit liefert mit nur 8 Mpc ein Ergebnis, das eine unsinnig hohe Eigenbewegung der Galaxie impliziert, weil ein Großteil der Rotverschiebung dann nicht kosmologisch wäre. Daher sind die sich wechselseitig stützenden Entfernungsbestimmungen mit der SRB-Methode und dem kosmologischen Doppler plausibler. Und wie gesagt, selbst wenn die Galaxie 3mal näher wäre, machte dies nicht den um einen Faktor 400 zu kleinen Wert der Halo-Materie wett. Dann wäre man immer noch 2 Größenordnungen drunter.

      Punkt 3: Ich habe ja geschrieben, dass wir die Rechnung in ein Fachjournal (also in Nature) eingereicht haben. Mal schauen ob sie den Fehler im Paper also korrigieren.

      Kannst sie ja auf jeden Fall auf arXiv legen.

      Ich denke aber nicht, dass Nature daran Interesse hat. Wir waren mit van Dokkum in Kontakt, und er hat zugegeben, falsche Annahmen getroffen zu haben, als er die MOND Vorhersage berechnete.

      Dann bitte ihn doch, das Statement öffentlich zu wiederholen oder dass Du den Austausch (Mail?) veröffentlichen darfst. Was genau hat er denn zugegeben falsch vorausgesetzt zu haben?

      Punkt 4: Ja genau, “Extraordinary claims need extraordinary evidence”, was hier nicht der Fall ist. Das Problem ist, dass die vielen UDGs bisher alle Dunkle Materie reich waren, warum also genau dieser eine keine Dunkle Materie hat, ist wirklich fraglich. Vorallem wenn er keine DM hat, wie kann er stabil sein? So wurde ja DM ursprünglich (Ostriker und co.) herangezogen: Falls Galaxien nur Newtonsch wären (also ohne dieses DM Halo), wären sie nicht stabil und würden ausseinandergerissen.

      Dazu müsste man mal die Geschwindigkeitsdispersion der Sterne selbst messen, da müsste der Virialsatz doch perfekt greifen, sind ja viele Sterne. Dass 10 Kugelhaufen keine tolle statistische Basis bieten, ist ja unzweifelhaft, aber das sind halt die, die man hat. Frage mich, warum er das (Sterne vermessen) nicht schon gemacht hat.

      Du zitierst mich ja auch und sagst, ich verstehe es falsch, dass van Dokkum nicht gesagt hat, “Dunkle Materie existiert.” Das ist aber genau ein Zitat von ihm: “Here, “the absence of dark matter is evidence of its existence,” van Dokkum says. “There is no way around it. It can be in a galaxy or not in a galaxy, but it is not a field, or some alternative thing that manifests itself rather than being a substance.”” (https://www.scientificamerican.com/article/astronomers-boggle-at-a-distant-galaxy-devoid-of-dark-matter/). Ich denke meine Osterhasenanalogie passt also doch ganz gut. :-)

      Nein, weil das Statement von van Dokkum nur Sinn macht im Zusammenhang damit, dass die DM, also der Osterhase, in anderen Galaxien sehr wohl seine Anwesenheit verrät. In Sky & Telescope stand, wenn man sonst nur Tassen mit Kaffee kannte, hat man jetzt den Kaffee alleine gefunden, was beweist, dass die Tasse ein eigenständiges Objekt ist.

      Du schreibst auch, dass es nur eine einzige Möglichkeit der relativistischen MOND gibt und diese den Bach runterging. Es gibt mehrere relativistische MOND Theorien, und nicht jede wurde durch GW widerlegt.

      Hattte mal irgendwo gelesen, dass nur TeVes relativistisch sei.

      Auch eine Variante, MOND und DM in Einklang zu bringen ist Superfluid Dark Matter (http://backreaction.blogspot.com.au/2018/01/superfluid-dark-matter-gets-seriously.html). Hier ist aber der falsche Ort für so eine Diskussion.

      Sagt die denn voraus, dass Licht und Gravitationswellen gleich schnell sein sollen? Ist dafür nicht gerade die Verletzung des starken Äqivalenzprinzips das Problem?

      Da hier in den Kommentarspalten Verwirrung über den Externe Feld Effekt und MOND allgemein herrscht: MOND kommt nur zur Anwendung, wenn man bei kleinen Beschleunigungen ist, das nennt man das “deep-MOND Regime”.

      Ja, zwischen Newton und MOND gibt’s dann über die µ-Funktion eine Interpolation. Das Blöde ist, µ ist wieder so ein Fit, den man passend machen kann. Es wäre erst zu zeigen, dass die anderweitig kalibrierte Funktion hier exakt das gewünschte Ergebnis liefert. Problem ist aber auch, dass Dragonfly 44 extrem viel offenbar dunkle Masse hat, wie bekommt man die beiden unter den gleichen Hut? Sie sehen von außen sehr ähnlich aus, DF44 ist etwas größer.

      Setzt man nun eine solche Galaxie neben eine massive Galaxie wie NGC1052, so hebt das Gravitationspotential der grossen Galaxie die Beschleunigung ins “nicht-MOND Regime” an

      Wieso das, -DF2 ist doch im freien Fall. Sogar das von mir in #9 verlinkte Paper nimmt an, dass man die abweichend MOND-Gravitationsbschleunigung messen kann, wenn man eine Sonde mit dem Experiment im freien Fall oberhalb des Sonnensystems aussetzt, oder in einem der Lagrangepunkte, wo sich die Schwerkraft von Erde und Sonne aufheben. Nach Deiner Argumentation störte dann ja die Gravitation von Sonne und Milchstraße.

      Wenn Interesse besteht, kann ich mal etwas für Nicht-Experten zum EFE schreiben, dies aber sicher erst nach meiner Diss.

      Sehr gerne! Würde mich über einen Gastartikel freuen.

      Warum gerade die Kritik kommt, das MOND einen fit an Galaxien darstellt, ist mir schleierhaft. Hat man die MOND Konstante einmal gemessen (also bei einer Galaxie), ist sie für immer fix. Eine Abweichung der MOND Konstante in einer anderen Galaxie würde MOND widerlegen. Das ist also kein Fit.

      Mit der Interpolationsfunktion hast Du schon zwei Stellschrauben, was einen Fit für mehrere Galaxienarten erlaubt (so wie 3 Linsen in einem Apochromaten 3 Farben an den gleichen Ort fokussieren können, während 2 Linsen im Achromaten das nur für 2 Farben können, mal als ein praktisches Beispiel eines Fits) und da elliptische Galaxien und Kugelhaufen mehr oder weniger kugelförmig sind und Spiralgalaxien einen kugelförmigen DM-Halo haben sollen, sollten die durch DM bestimmten Geschwindigkeiten relativ ähnlich sein, da passt dann aber auch der gleiche Fit einigermaßen. Die Nagelprobe wäre hingegen eine Anwendung auf eine Galaxie wie Dragonfly 44 und im Vergleich auf NGC 1052-DF2, siehe oben.

      Hingegen wird ein fit bei jeder Galaxie ja genau mit DM gemacht. Man misst die Masse die man sieht, die Masse die erwartet wird, und füllt die Diskrepanz mit DM auf.

      Man ordnet gemessener Bewegung (Sterne, Kugelhaufen) die Masse zu, die Newton da sehen möchte. Oder Einstein, wenn’s um Gravitationslinsen geht. Das ist kein Fit, sondern ein Rückschluss gemäß vollkommen unabhängig gemessener und verifizierter Gesetze, Newton und ART. Und dann fehlt eben die sichtbare Materie zu der Masse, die Differenz nennt man “dunkel” und weiß nicht, was es ist. Ein Fit ist hingegen, das Bewegungsgesetz aus der gleichen Beobachtung abzuleiten, die man damit beschreiben will.

      Vielleicht hat mein Blogwettbewerb Artikel ein falsches Bild von mir erzeugt: zu 99% arbeite ich auf Dunkler Materie und nicht MOND (ich selbst habe noch nie ein MOND Paper veröffentlicht). Ich sehe mich einfach sehr offen gegenüber alternativen Theorien und meiner Meinung nach sollten vernünftige Theorien parallel studiert werden.

      Ist ja gut, wenn man noch ein zweites Pferd im Stall hat, falls das erste sich das Bein bricht und erschossen werden muss, oder falls es verhungert. Aber jedenfalls kommst Du nicht ganz “impartial” rüber (ich aber anscheinend auch nicht, siehe #8). Ich halte mich halt an die Mehrheitsmeinung. Der “Mainstream” liegt meistens richtig. Millionen Fliegen können sich nicht irren 😉 Als zuschauender Amateur kann ich mich aber entspannt zurücklehnen und mit Popcorn genießen, wie Ihr Profis das untereinander ausfechtet.

  13. #21 Captain E.
    6. April 2018

    @Oliver Müller:

    Tja, der (noch nicht ganz) Dr. MOND höchstpersönlich! Dir fällt aber schon auf, dass du zumindest in deinen Blogbeiträgen die sattsam bekannte Linie von Einstein-Leugnern und ähnlichen Dunning-Krugers fährst, ja? Deine eigenen Argumente sind eindeutig und unwiderlegbar/unwiderlegt, aber die der Gegenseite sind immer nur Scheinargumente. Das macht deine Position nicht wirklich glaubwürdig. Aber veröffentlich ruhig deine(n) Fachartikel – dann sehen wir ja weiter. Vielleicht kannst du den einen oder anderen Kollegen überzeugen. So oder so, dumme Fachartikel sind trotz Peer-Review schon zuhauf veröffentlicht worden, und das wird auch weiterhin geschehen – und das gilt für jede mögliche Hypothese.

    Aber vielleicht geschieht es am Ende doch so, dass MOND nur eine andere Schreibweise dafür ist, wie Dunkle Materie den Raum krümmt. In der frühen Quantentheorie hat es so etwas doch schon gegeben, oder? Man hat sich heftigst gestritten, welche von zwei Hypothesen wohl die richtige sei, und am Ende kam heraus: Beide!

    Übrigens, um auf meinen “Lieblingsaspekt” bei diesem Thema zurück zu kommen, an alle und vor allem den Hausherren die Frage: Sehe ich das richtig, dass man zurzeit davon ausgeht, dass Neutrinos ihre Energie und Geschwindigkeit nicht verlieren können, ohne dabei zerstört zu werden? Tun sie es aber nicht, können sie ja auch keinen signifikanten Anteil an der Dunklen Materie darstellen. Was wäre aber, wenn es einen bislang völlig unbekannten Effekt gäbe, der Neutrinos die Energie zerstörungsfrei entzöge? Es könnte dann viel mehr geben als bislang angenommen, und es könnte dann für die Dunkle Materie reichen. Das Problem: Wie wollte man kalte Neutrinos nachweisen, falls es sie gäbe? Der Nachweis gelingt ja nur dadurch, dass sie schwach mit anderer Materie wechselwirken und dabei die in ihnen enthaltene Energie einbringen.

    • #22 Alderamin
      6. April 2018

      So oder so, dumme Fachartikel sind trotz Peer-Review schon zuhauf veröffentlicht worden, und das wird auch weiterhin geschehen – und das gilt für jede mögliche Hypothese.

      Bitte freundlich bleiben. :-) Bin gerade ein wenig im Stress, ich antworte gleich auf Oliver und auch auf Deine Mail.

    • #23 Alderamin
      6. April 2018

      Sehe ich das richtig, dass man zurzeit davon ausgeht, dass Neutrinos ihre Energie und Geschwindigkeit nicht verlieren können, ohne dabei zerstört zu werden? Tun sie es aber nicht, können sie ja auch keinen signifikanten Anteil an der Dunklen Materie darstellen.

      Die Theorie besagt anscheinend nicht, dass sie nicht abgebremst werden können, sie besagt nur, dass man sie in abgebremstem Zustand nicht mehr nachweisen kann, weil sie nur mit fast c mit Materie hin und wieder wechselwirken.

      Das Problem ist vielmehr, dass ihre Ruhmasse unter (und keiner weiß wieviel) 3eV liegt, und damit kommt man in der Theorie nicht auf genug Neutrinos als DM-Kandidaten. Jedenfalls was die bekannten Elektron-/Myon-/Tau-Flavors betrifft (“sterile Neutrinos” sind hingegen ein Kandidat).

  14. #24 Oliver Müller
    6. April 2018

    @Captain E
    Hast du dir meinen Blog auch wirklich angeschaut?

    Hier schreibe ich über Ram-Pressure Stripping durch Dunkle Materie https://prosaderphysik.wordpress.com/2017/07/15/ram-pressure-stripping-belaestigung-am-galaktischen-arbeitsplatz/,

    hier wie man Dunkle Materie vermisst https://prosaderphysik.wordpress.com/2017/10/01/die-vermessung-der-welt-aka-der-dunkler-materie/,

    hier wie ein Sternhaufen entdeckt wurde
    https://prosaderphysik.wordpress.com/2018/02/24/die-entdeckung-von-gaia-i-oder-wenn-der-baum-den-wald-verdeckt/

    hier über Zwerggalaxien und Dunkle Materie
    https://prosaderphysik.wordpress.com/2014/02/09/zwerggalaxien-gleich-und-gleich-gesellt-sich-gern/

    Das ist alles fachlich fundiert und nach Standardmodell.

    Im Artikel “Ist das kosmologische Prinzip widerlegt?”
    https://prosaderphysik.wordpress.com/2017/01/04/ist-das-kosmologische-prinzip-widerlegt/
    (auf der ja die ART basiert) relativiere ich ja genau die (/meine) Argumente und sage, dass die Analyse wohl auf einem Fehler im Katalog zurückzuführen ist. Also so eindeutig/unwiderlegbar schreibe ich ja wirklich nicht, wie du mich darstellen willst.

    Ich weiss echt nicht, warum du mich hier die ganze Zeit angreifen und diffamieren willst. Bitte lass das doch in Zukunft sein.

    Was sagen die anderen Kommentatoren hier dazu, ist das ein angemessener Umgang?

    • #25 Alderamin
      6. April 2018

      Was sagen die anderen Kommentatoren hier dazu, ist das ein angemessener Umgang?

      Mag ich auch nicht, der Ton auf Scienceblogs ist mir mitunter auch zu rau. Aber Captain E. sagte ja schon, dass es nicht persönlich gegen Dich gerichtet war. Wer in Science das Titelbild erobert hat, ist über jeden Vorwurf des Cranktums kpc-weit erhaben.

  15. #26 Captain E.
    6. April 2018

    @Alderamin:

    Bitte freundlich bleiben. :-) Bin gerade ein wenig im Stress, ich antworte gleich auf Oliver und auch auf Deine Mail.

    Ich sagte ja, dass das für jede mögliche Hypothese gilt. Wenn Pieter van Dokkum jetzt tatsächlich bereits zugegeben hat, einen Fehler gemacht zu haben, der den Prüfern auch nicht aufgefallen ist, dann wäre das genau so ein Fall.

  16. #27 Captain E.
    6. April 2018

    @Alderamin:

    Die Theorie besagt anscheinend nicht, dass sie nicht abgebremst werden können, sie besagt nur, dass man sie in abgebremstem Zustand nicht mehr nachweisen kann, weil sie nur mit fast c mit Materie hin und wieder wechselwirken.

    Interessant, aber einen möglichen Wirkmechanismus hat man dafür auch noch nicht, oder?

    Meine Vermutung, dass hypothetische kalte Neutrinos noch weniger wechselwirken als die normalen heißen und daher wesentlich schlechter nachgewiesen werden können, war also schon mal nicht so schlecht.

    Das Problem ist vielmehr, dass ihre Ruhmasse unter (und keiner weiß wieviel) 3eV liegt, und damit kommt man in der Theorie nicht auf genug Neutrinos als DM-Kandidaten. Jedenfalls was die bekannten Elektron-/Myon-/Tau-Flavors betrifft (“sterile Neutrinos” sind hingegen ein Kandidat).

    Von denen man leider absolut nicht sagen kann, ob es sie überhaupt gibt. Tja, die Neutrinos sind halt im Grunde ein guter Kandidat für Dunkle Materie, nur sind sie zu leicht, zu wenige und zu energiereich. Abbremsen ist prinzipiell möglich, nur wie soll das vonstatten gehen?

    Noch eine Überlegung: Die Effizienz einer möglichen Neutrinokühlung (= -bremsung) bestimmt logischerweise, wieviele von ihnen “überleben”. Langsame halten länger durch als schnelle, auf unserem Zeitrahmen betrachtet, weil sie noch weniger mit normaler Materie wechselwirken. Was schneller abkühlt, koppelt sich früher von der baryonischen Materie und der Gefahr der zerstörenden Wechselwirkung ab. Gibt es eigentlich eine Abschätzung, wieviele davon in den berühmten ersten drei Minuten des Universums entstanden sein müssten?

    Aber damit erst einmal Schluss – ist ja sowieso nur wildes Spekulieren! :-)

    • #28 Alderamin
      6. April 2018

      Interessant, aber einen möglichen Wirkmechanismus hat man dafür auch noch nicht, oder?

      Was meinst Du, wie sie bei c mit Materie wechselwirken? Na, genau umgekehrt, wie sie erzeugt werden (Beta-Zerfall), inverser Beta-Zerfall.

      Von denen man leider absolut nicht sagen kann, ob es sie überhaupt gibt.

      Wie bei allen anderen DM-Kandidaten auch.

      Abbremsen ist prinzipiell möglich, nur wie soll das vonstatten gehen?

      Nee, da habe ich mich schlecht ausgedrückt, abbremsen ist schon schwierig machbar (wenn überhaupt), aber Neutrinos dürften nach der Antwort in dem Link (wusste ich vorher auch nicht) langsam sein können. Die müssten dann halt schon langsam entstanden sein, kurz nach dem Urknall, steht in der Antwort auf physics.stackexchange.com.

      Gibt es eigentlich eine Abschätzung, wieviele davon in den berühmten ersten drei Minuten des Universums entstanden sein müssten?

      Wovon, langsame Neutrinos? Im Link auf physics.stackexchange.com steht etwas von der 50-fachen Menge der solaren Neutrinos (das sind wieder viel, viel mehr als der Durchschnitt im Universum insgesamt, aber frag’ mich nicht, wie hoch der ist). Und hier steht was über den Neutrino-Hintergrund und seine Temperatur. So oder so, selbst die 50-fache Menge der Sonnenneutrinos reicht sicher nicht für die DM, Neutrinos sind ein Hauch von Nichts.

  17. #29 Captain E.
    6. April 2018

    @Alderamin:

    Mag ich auch nicht, der Ton auf Scienceblogs ist mir mitunter auch zu rau. Aber Captain E. sagte ja schon, dass es nicht persönlich gegen Dich gerichtet war. Wer in Science das Titelbild erobert hat, ist über jeden Vorwurf des Cranktums kpc-weit erhaben.

    Wohl wahr, und der braucht dann auch keine Verschwörungstheorien zu spinnen, man (der Mainstream”) wolle ihn mundtot machen. Aber natürlich stimmen nicht immer alle Fakten in so einem Artikel, und selbst wenn, müssen die gezogenen Schlussfolgerungen nicht allgemeine Anerkennung finden. Davor schützt auch das an und für sich bewährte Peer-Review-Verfahren nicht.

    Ein Fachartikel in einem angesehenen Magazin kann ja auch niemals das Ende sein, sondern höchstens das Ende des Anfangs. Man hat etwas geschaffen, das für wert befunden wurde, veröffentlicht zu werden, und stellt es hiermit aller (Fach-) Welt zur Verfügung. Ob es falsch, schlecht oder gut ist, wird danach entschieden. Millionen Fliegen…

  18. #30 Captain E.
    6. April 2018

    @Alderamin:

    Was meinst Du, wie sie bei c mit Materie wechselwirken? Na, genau umgekehrt, wie sie erzeugt werden (Beta-Zerfall), inverser Beta-Zerfall.

    Oder beinahe c? Sie scheinen ja eine Ruhemasse zu haben, wenngleich sie auch sehr, sehr, …, sehr klein ist.

    Ich bin dir aber gerade nicht ganz sicher. Passiert das wirklich? Bei beiden Betazerfällen werden Elektronen und Neutrinos abgestrahlt bzw. ihre Antiteilchen (oder die Neutrinos sind ihre eigenen Antiteilchen). Kann dieser Vorgang durch die Wechselwirkung eines Neutrinos mit einem Neutron oder Proton angeregt werden? Nun ja, vielleicht schon. Durch die Wechselwirkung beispielweise eines Neutrons mit einem Neutrino könnte eines der beiden Down-Quarks in ein Up-Quark, ein Elektron und ein (virtuelles?) Antineutrino umgewandelt werden, das mit dem Neutrino zu einem Photon zerstrahlt. Das dürfte aber nicht sein, was man seinerzeit beim Betazerfall beobachtet hat. Die EM-Strahlung hätte man beobachten können, aber so war es nicht. Stattdessen kam man darauf, dass ein nicht detektierbares Teilchen entstehen und die fehlende Energiedifferenz davontragen müsse.

    Was ich mir aber eher vorstelle, ist die Entstehung von Teilchen wie Myonen, Pionen, Kaonen usw., die dann umgehend weiter zerfallen. Obwohl, kommt dabei am Ende irgendetwas stabiles heraus außer EM-Strahlung?

    […]

    Nee, da habe ich mich schlecht ausgedrückt, abbremsen ist schon schwierig machbar (wenn überhaupt), aber Neutrinos dürften nach der Antwort in dem Link (wusste ich vorher auch nicht) langsam sein können. Die müssten dann halt schon langsam entstanden sein, kurz nach dem Urknall, steht in der Antwort auf physics.stackexchange.com.

    Ich verstehe! Neutrinos entstehen mit einer bestimmten Geschwindigkeit und behalten diese bis zu ihrer Zerstörung. Bekannt ist nur, dass diese ziemlich dicht bei c liegt. Langsamere sind niemals entdeckt worden, aber es könnte sie halt geben.

    Wovon, langsame Neutrinos?

    Eben jene.

    Im Link auf physics.stackexchange.com steht etwas von der 50-fachen Menge der solaren Neutrinos (das sind wieder viel, viel mehr als der Durchschnitt im Universum insgesamt, aber frag’ mich nicht, wie hoch der ist). Und hier steht was über den Neutrino-Hintergrund und seine Temperatur. So oder so, selbst die 50-fache Menge der Sonnenneutrinos reicht sicher nicht für die DM, Neutrinos sind ein Hauch von Nichts.

    Definitiv! Da müsste es schon zehn hoch ziemlich viele geben, damit es hinhaut. Aber gut, da man ja nicht weiß, was die Dunkle Materie ist und wieviel es davon gibt, ist das nicht so einfach. Wenn man nicht gerade MOND bevorzugt, muss zu einem ziemlich frühen Zeitpunkt im Universum eine Riesenmenge an merkwürdigen Sachen entstanden sein. (Es gibt da die Überlegung, dass die baryonische Materie in die von der Dunklen Materie zuvor gebildeten Schwerkrafttöpfe hineingeflossen ist und somit die ersten Galaxien gebildet hat.) Welcher Prozess hat da was erzeugt? Vielleicht das 50fache der Sonnenneutrinos, aber was noch darüberhinaus?

    Das einfachste wäre ja, wenn der Prozess tatsächlich erheblich mehr an langsamen Neutrinos erzeugt hätte. Die Dinger kennt man zumindest, jedenfalls mit einer wahnwitzigen Geschwindigkeit von beinahe c. Na, überlassen wir auch das den Profis…

  19. #31 Alderamin
    7. April 2018

    @Captain E.

    Bei beiden Betazerfällen werden Elektronen und Neutrinos abgestrahlt bzw. ihre Antiteilchen (oder die Neutrinos sind ihre eigenen Antiteilchen). Kann dieser Vorgang durch die Wechselwirkung eines Neutrinos mit einem Neutron oder Proton angeregt werden?

    Bin zwar kein Experte für Teilchenreaktion, aber doch ja, so funktioniert doch der Nachweis von Neutrinos in den großen Tanks. Beim inversen Betazerfall wird ein Neutrino von einem Proton eingefangen und unter Aussendung eines Positrons wird es zu einem Neutron. Und die Reaktion benötigt ein Neutrino von mindestens 1,8 MeV/c² kinetischer Energie.

    Was ich mir aber eher vorstelle, ist die Entstehung von Teilchen wie Myonen, Pionen, Kaonen usw., die dann umgehend weiter zerfallen. Obwohl, kommt dabei am Ende irgendetwas stabiles heraus außer EM-Strahlung?

    Irgendwas bleibt immer übrig, Erhaltung der Baryonenzahl, Erhaltung der Ladung (gut, Positronen finden immer ein Elektron zur Paarvernichtung, wären ansonsten aber stabil). Gibt viele Zerfallsketten von Teilchen, das eine oder andere Neutrino wird dabei sicher auch frei, aber das ist nicht mein Metier…

  20. #32 Karl Mistelberger
    7. April 2018

    > #20 Alderamin, 6. April 2018
    > Ja, zwischen Newton und MOND gibt’s dann über die µ-Funktion eine Interpolation. Das Blöde ist, µ ist wieder so ein Fit, den man passend machen kann.

    Hat sich nicht Bine über die “Covariant Emergent Gravity” Gedanken gemacht, wobei ohne weitere Annahmen was dafür heraus kam?

    • #33 Alderamin
      8. April 2018

      Du meinst sicher diesen Artikel. Da schreibt sie, dass ihre Theorie keine Interpolationsfunktion braucht. Was die aus den UDGs macht, wäre dann natürlich die Frage (oder eigentlich nicht, denn zwei gleich aussehende, aber anscheinend vollkommen verschiedene Masse besitzende Galaxien wird man ohne DM wohl in keine gemeinsame Rotationskurvengleichung bekommen – falls Oliver nicht über den EFE was gezaubert bekommt).

  21. #34 Mars
    8. April 2018

    nicht dass ich weiter unruhe in das thema bringen will – dazu ist es viel zu spannend!

    aber in siencXX : http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-22600-2018-04-06.html

    wird über einen galaxiehaufen berichtet, bei dem man annahm – ähnlich dem diskussionswürdigen Bullet-Cluster – dass die dunkle materie abgebremst /materie weiterfliegt (oder andersrum je nach wechselwirkung).

    wenn so ein streitpunkt bisher nun von weiterer seite wieder neues licht erhällt, wird dann nicht die eine odere andere these gestärkt richtung ART oder MOND?
    oder werden beide davon (wieder) profitieren – wird es da überhaupt eine ‘lösung’ geben können?

    … und könnte das einer hier evt nochmal aufnehmen
    denn weiterhin kreist mir dunkle materie im kopf, und sollte nochmal sortiert werden.

    • #35 Alderamin
      8. April 2018

      Sehe ich nicht, dass DM oder MOND davon profitieren, es ist ja erstens nicht so, dass in jedem Galaxienhaufen Materie und DM verschiedene Wege gehen würden, sondern im Regelfall ist das nicht so. Und zweitens gibt es noch mehr Beispiele für kollidierende Galaxienhaufen neben dem Bullet Cluster und Abbell 3827, wo es eben doch der Fall ist. Es fällt halt ein Datenpunkt weg.

      Die im Scinexx-Artikel angesprochene Arbeit ist vielmehr bedeutsam, weil eben jener Galaxienhaufen vor kurzem noch verdächtigt wurde, Annihilierungsstrahlung von DM auszusenden, also die Strahlung die entstehen würde, wenn die DM-Teilchen ihre eigenen Antiteilchen wären und sich gelegentlich bei Kollisionen zu Strahlung paarvernichten würden. Das scheint nun doch nicht der Fall zu sein (was im Scinexx-Artikel darüber steht, dass das Standard-ΛCDM-Modell annehmen würde, dass DM nicht mit sich selbst wechselwirke, würde ich so nicht unterschreiben wollen; vielmehr macht ΛCDM keinerlei Aussage über die Natur der Teilchen überhaupt, außer ihrer Schwerkraft, und berücksichtigt infolgedessen keine Paarvernichtung oder andere Wechselwirkungen, was konkrete Annahmen über die Teilchen voraussetzen würde).

      Die aus dem Zentrum der Milchstraße empfangene Gamma-Strahlung, die als Kandidat für DM-Paarvernichtung galt, könnte nun auch eher auf Pulsare zurückgeführt werden. Es ist halt die Crux, dass man immer nur negative Aussagen über die DM machen kann. Für die WIMP-Theorie sieht es nicht besonders gut aus. Axionen und sterile Neutrinos würden, so viel ich weiß, allerdings keine solche Strahlung verursachen, die Kandidatenkiste ist also noch nicht leer. Der Positivbeweis wurde aber auch noch von keiner Theorie geführt. Es hat halt auch noch niemand ein Experiment wie das oben von mir verlinkte durchgeführt, mit dem man zeigen könnte, dass es eine Abweichung von der Newton-ART-Gravitation gibt. Genauso wenig wie man die mutmaßlichen DM-Partikel gefunden hat. Solange man nur gegenseitig Falsifikationen aufeinander abschießt, wird man das Rätsel nicht endgültig lösen können. Wie gesagt, wenn eine Theorie widerlegt ist, heißt das nicht, dass eine bestimmte andere deswegen notwendigerweise richtig sein muss.

  22. #36 Mars
    9. April 2018

    dank dir für das quantum licht das du in dieses ‘düstere’ thema bringen konntest.

    … dann bleibt es weiter spannend
    und du hast immer wieder ein thema, das du aufgreifen kannst
    supiii

  23. #37 Oliver Müller
    9. April 2018

    Hier ein Statement von van Dokkum persönlich, dass er die MOND Berechnung falsch durchgeführt hat: https://www.pietervandokkum.com/ngc1052-df2

    • #38 Alderamin
      10. April 2018

      Danke für den Link. Dauerte ein wenig, bis ich Zeit hatte, das Statement komplett und in Ruhe zu lesen.

      Na gut, zuerst sagt er, die Dispersion der Geschwindigkeiten habe aufgrund des Outliers GC98 eine zu kleine Streuung, eigentlich sollte man 20 km/s für das 90%-Konfidenzintervall annehmen (was die Masse der Galaxie dann um maximal einen Faktor 2 anheben würde, wenn ich das richtig verstanden habe). Seine Folgerung:

      Now, all this detailed discussion should not detract from the key result of the paper: however you calculate the confidence limits, the dispersion of the globular clusters is way smaller than that of other Local Group galaxies of the same stellar mass, and of the similar-looking ultra-diffuse galaxy Dragonfly 44. There’s just no question about that

      Mit anderen Worten, auch ein Faktor 2 überbrückt nicht den gewaltigen Massenunterschied zwischen DF2 und DF44, die sich in der Leuchtkraftmasse ähneln.

      Dann schiebt er nach, dass GC98 ohnehin das schlechteste Spektrum habe, was den bestimmten Geschwindigkeitswert in Frage stelle und erklären kann, warum er ein Ausreißer ist.

      Danach schreibt er, er habe immer gedacht, dass MOND kein Problem mit isolierten Galaxien mit großem Anteil an scheinbarer Materie hätte und DF2 ein Problem sei. Wenn man nun den EFE durch die nahe Galaxie NGC 1052 mitbetrachte (die, wenn ich mich recht erinnere, nur 70.000 LJ [oder pc?] von DF2 entfernt ist), sollte nach MOND DF2 in den Newtonschen Bereich rutschen und sich Newtonsch verhalten, was dann zu seinen Messungen passen würde.

      In diesem Fall gebe es aber ein Problem mit DF44:

      In any case, getting back to the question whether MOND is able to fit other galaxies than DF2, the closer MOND gets to explaining NGC1052-DF2, the harder it is to explain Dragonfly 44. This galaxy, as discussed in a 2016 paper, is even larger than DF2, has a similar stellar mass, and a velocity dispersion of 47 +- 7 km/s. It lives in the Coma cluster – I imagine the EFE is important there, also, but even if it isn’t, the dispersion is significantly higher than even the isolated MOND prediction. The key issue for alternatives to dark matter is the difference between NGC1052-DF2 and Dragonfly 44, […]. If a theory is able to fit one object, it will have a hard time fitting the other. This is what we should have said more clearly in the paper – my misunderstanding was that I thought MOND could fit Dragonfly 44.

      Er nimmt seine Kritik an MOND also nicht zurück, sondern betont, dass es eben nicht hinhaue, mit MOND zwei (nach DM) so verschieden massive Galaxien wie DF2 und DF44 mit ähnlicher Leuchtkraft unter einen Hut zu bringen (was ich oben auch schon erwähnte).

  24. #39 Captain E.
    10. April 2018

    Ja, aber er schreibt auch, dass wenn man mittels MOND die Galaxis NGC1052-DF2 gut berechnet bekommt, wird es bei Dragonfly 44 zugleich um so schwerer.

    Und das ist meines Erachtens genau das Problem von MOND, dass man eben versucht, mittels beobachtbarer Materie die Regeln der Gravitation neu zu fassen anstelle es dabei zu belassen, dass diese Regeln bereits sehr gut verstanden sind und man nicht immer alles sehen kann (bzw. sogar den überwiegenden Teil).

    In der Mathematik kann man eine Funktion definieren mit jeder Menge Spezialfällen, aber das geht nicht so einfach in der Physik. Wenn MOND NGC1052-DF2 und Dragonfly 44 nicht gleich gut berechnen kann, taugt sie doch mit Sicherheit nichts, oder? Zumindest tut sie das dann nicht in der aktuell angewendeten Form. Es fehlen dann Parameter, und die könnten in der Dunklen Materie begründet liegen.

  25. […] i die unbekannte Neigung der Bahn-Drehachse gegen die Sichtlinie ist (wie wir das schon bei den Kugelsternhaufen von NGC 1052 DF-2 kennengelernt haben). Die Minimummasse von Thestias bei angenommenem i nahe 90° (Kantenblick auf die Bahn) beträgt […]

  26. #41 Oliver Müller
    11. April 2018

    @Alderamin
    Ich frage mich, warum du in meinem Blogartikel kritisierst, dass ich nichts gerechnet habe (dein 3. Punkt), wenn van Dokkum aber schreibt, DF44 ist ein Problem für MOND – was so nie gerechnet und publiziert wurde – du dies sofort glaubst und als Argument aufgreifst. Sehe ich hier den Bias, den ich in meinem berüchtigten Artikel beschrieben habe? :-)
    Meine Erwartung war aber, dass hier genau DF44 aufgegriffen wird, zu köstlich. XD

    Hier eine Analyse, die die Methodik von van Dokkum kritisiert: https://medium.com/@samvaughan01/a-galaxy-without-dark-matter-ae18003b87c

    Mein Punkt bleibt der Gleiche: das Paper ist nicht sauber. Morgen (oder spätestens übermorgen) werden drei Artikel von denen ich weiss ins arxiv gestellt, die das Nature Paper kritisieren, von der Analyse bis zur Interpretation. Zwei Artikel kommen dabei aus dem Dunkle Materie Lager.

    Ich glaube, dass ist ein fundamentales Problem des Wissenschaftsjournalismus. Anstelle, dass Dinge als Hypothesen dargestellt werden, sind sie sofort schwarz oder weiss, richtig oder falsch. Vielleicht erinnert sich noch jemand an die Sensationsmeldung “überlichtschnelle Neutrinos”, dass auf ein Kabelkurzschluss zurückzuführen war. Was dies aber für ein Echo in den Medien (und der Wissenschaftsgemeinde) gab… Ich nehme ja schwer an, dass über solche Gegendarstellungen hier und in anderen populärwissenschaftlichen Foren nicht geschrieben wird.

    • #42 Alderamin
      11. April 2018

      Ich frage mich, warum du in meinem Blogartikel kritisierst, dass ich nichts gerechnet habe (dein 3. Punkt), wenn van Dokkum aber schreibt, DF44 ist ein Problem für MOND – was so nie gerechnet und publiziert wurde – du dies sofort glaubst und als Argument aufgreifst.

      Weil ich den EFE nicht kannte und nicht verstehe – er klingt für mich wie eine aus dem Hut gezauberte Lösung, die sich experimentell ja offenbar nie bestätigen lassen wird, weil wir etwa der Gravitation der Milchstraße nie entkommen können; und freier Fall “rettet” ja anscheinend nicht vor dem Effekt -, aber sehr wohl verstehe, dass zwei Galaxien, die vergleichbar viel leuchtende Masse haben, aber offenbar sehr unterschiedliche gravitative Masse haben, ein Problem für eine Theorie sein müssen, die die Gravitation alleine an der leuchtenden Materie festmachen will.

      Neu ist mir allerdings seit heute morgen, dass Sabine Hossenfelder in ihrer Theorie die Schwerkraft auf Felder zurückführt, die gar nichts mehr mit der vorhandenen leuchtenden Materie zu tun haben müssen. Warum das noch unter MOND läuft, entzieht sich meinem Verständnis. Dunkle Partikel, Dunkle Felder – wo ist da noch der fundamentale Unterschied? Die Partikel kann man ja vielleicht mal finden, aber die Felder?

      Meine Erwartung war aber, dass hier genau DF44 aufgegriffen wird, zu köstlich. XD

      War ja auch offensichtlich, aber weglachen gilt nicht 😛

      Ich glaube, dass ist ein fundamentales Problem des Wissenschaftsjournalismus. Anstelle, dass Dinge als Hypothesen dargestellt werden, sind sie sofort schwarz oder weiss, richtig oder falsch.

      Bin kein Journalismus, nur ein Blog, und versuche den Lesern die Dinge zu erklären, die ich verstanden habe, in dem Fall das Dokkum-Papier und wie er gearbeitet hat (weil ich genau diese Arbeitsweisen in meinem Blog den Lesern näher bringen möchte). Die einzige Replik dazu, von der ich zur Zeit, als ich den Artikel schrieb, wusste, war Deine, und mir ist die Veralberung darin etwas negativ aufgestoßen – enweder hat man gute Argumente, dann braucht’s keinen Zynismus, oder man hat sie nicht und übertüncht das auf diese Weise. Deswegen und weil er bei Florian verlinkt worden war, habe ich den auch aufgegriffen und fand die Argumente für mich nicht alle überzeugend.

      Wenn es berechtigte Kritik gibt, dann darf und soll die auch zu Wort kommen. Ich selbst bin nicht kompetent genug, darüber viel zu schreiben, weil ich keinen Überblick über die MOND-Varianten habe, aber wenn die entsprechenden Leute, die den Durchblick haben, das tun, bin ich der letzte, der ihnen den Mund verbieten würde. Im Gegenteil, ich habe mich mal dagegen empört, dass Ethan Siegel einem Mitarbeiter von Pavel Kroupa (oder ihm selbst, bin nicht mehr sicher) die Veröffentlichung eines MOND-Papers verbieten wollte.

      Vielleicht erinnert sich noch jemand an die Sensationsmeldung “überlichtschnelle Neutrinos”, dass auf ein Kabelkurzschluss zurückzuführen war.

      Was mir damals sofort klar war (nicht, dass es an einem Kabel lag, aber dass die Messung irgendeinen Fehler haben musste).

      Ich nehme ja schwer an, dass über solche Gegendarstellungen hier und in anderen populärwissenschaftlichen Foren nicht geschrieben wird.

      Wie gesagt, ich kann nichts über Dinge schreiben, die ich nicht verstehe und über die ich keinen Überblick habe. Aber ich spreche gerne nochmal meine Einladung aus, wenn Du was darüber schreiben möchtest, würde ich mich über einen Gastartikel freuen. Und wer sich sonst unter den Mitlesern hier berufen und befähigt fühlt, für den gilt das gleiche. Kontrovers diskutieren werden wir das dann am Ende sicher auch. Ich werde mich darum bemühen, dass der Ton der Diskutanten dabei sachlich bleibt.

  27. #43 Oliver Müller
    11. April 2018

    @Alderamin
    Ich habe eine längere Antwort geschrieben, leider ist mir der PC abgestürtzt und alles futsch. Deshalb nur kurz nochmals:

    Die einzige Replik dazu, von der ich zur Zeit, als ich den Artikel schrieb, wusste, war Deine, und mir ist die Veralberung darin etwas negativ aufgestoßen – enweder hat man gute Argumente, dann braucht’s keinen Zynismus, oder man hat sie nicht und übertüncht das auf diese Weise.

    Schwarz-weiss Denken? 😉 Meine Argumente, die 4 Punkte am Schluss, sind alle meiner Meinung nach gute Argumente und zeigen, weshalb der Artikel problematisch sein könnte (Augenmerk hierbei auf könnte). Da habe ich nichts mit Zynismus überdeckt. Auf einem persönlichen Blog nehme ich mir aber das Recht, auch eine persönliche/emotionale Note hinzuzufügen. In der Fachliteratur muss ich genug trocken schreiben. 😛 Nicht jeder mag das, kann ich gut verstehen.

    Ich habe erst jetzt deinen Kommentar #20 gesehen, also du von einer nochmaligen Einladung für einen Artikel geschrieben hast (ich dachte mir, warum schreibst du *nochmals*). Über das plane-of-satellites Paper habe ich jetzt schon auf meinem Blog geschrieben, sorry: https://prosaderphysik.wordpress.com/2018/04/07/das-plane-of-satellites-problem/
    Ich wollte eigentlich noch mehr schreiben, aber die Zeit drängte und ich wollte ihn raushauen. Aber schreibe mir doch eine E-Mail wegen eines allfälligen Artikels. Eventuell auch über MOND (den EFE z.B.) mit weniger Zynismus versteht sich.

    Bei einigen Punkten deines Kommentar #20 muss ich stillschweigen, da ich sonst unveröffentlichte Arbeiten hier ausplaudern würde. Sorry. Und auch sonst ist das mir jetzt zu exzessiv, dass in einer Kommentarspalte zu diskutieren. Nur hier erlitt ich Herzschmerzen:

    Nach allem, was ich gelernt habe, sind die Umlaufbahnen der Kugelhaufen der Milchstraße zufällig und unsortiert, sie umschwirren das Milchstraßenzentrum wie ein Bienenschwarm auf unabhängigen elliptischen Umlaufbahnen. Obwohl eine bevorzugte Bahnebene nicht völlig verwunderlich wäre, die Milchstraße ist ja eine scheibenförmige Galaxie. Wie gesagt, kenne ich nur anders, kann aber auf altem Wissensstand sein.

    Die äusseren Kugelsternhaufen richten sich in einer Ebene aus, in der sie um die Milchstrasse rotieren Quelle: http://adsabs.harvard.edu/abs/2012MNRAS.423.1109P
    . Wie die Zwerggalaxien! Dies ist das sogenannte planes-of-satellites Problem, auf dem ich ja arbeite.

    • #44 Alderamin
      11. April 2018

      Ich habe eine längere Antwort geschrieben, leider ist mir der PC abgestürtzt und alles futsch.

      Oh, das ist ärgerlich, tut mir leid. Kenne ich vom iPad. Tippe mir einen Wolf im Kommentarbereich und dann lädt Safari einfach mal ohne Grund die Seite neu, und der getippte Text ist futsch. Selten, dass ich dann nochmal von vorne anfange.

      Meine Argumente, die 4 Punkte am Schluss, sind alle meiner Meinung nach gute Argumente und zeigen, weshalb der Artikel problematisch sein könnte

      Auf die ich ja dann auch eingegangen bin.

      Über das plane-of-satellites Paper habe ich jetzt schon auf meinem Blog geschrieben, sorry:

      Danke für den Link, schaue ich mir mal an.

      Aber schreibe mir doch eine E-Mail wegen eines allfälligen Artikels. Eventuell auch über MOND (den EFE z.B.) mit weniger Zynismus versteht sich.

      Mail ist raus und vielen Dank im Voraus für den Artikel!

      Bei einigen Punkten deines Kommentar #20 muss ich stillschweigen, da ich sonst unveröffentlichte Arbeiten hier ausplaudern würde. Sorry.

      Du machst es spannend :-), aber klar, verstehe ich.

      Die äusseren Kugelsternhaufen richten sich in einer Ebene aus, in der sie um die Milchstrasse rotieren Quelle:

      Vielen Dank für den Link!

  28. […] findet sich, ausgehend von einem Verhältnis von 2 Sonnenmassen auf eine Sonnenleuchtkraft (vgl. Artikel zum Dokkum-Paper) an im normalen Sternenlicht leuchtender Materie 0,54±0,08 und 0,58±0,09 Billionen Sonnenmassen […]

  29. #46 Alderamin
    12. April 2018

    @Oliver

    Ok, habe mir Deine Seite mal durchgelesen, die für sich betrachtet sehr überzeugend klingt, auf der Basis dass die statistischen Angaben bzgl. der Simulationen stimmen. Selbst Ethan Siegel hat sich mit Eurer Arbeit beschäftigt und weist sie nicht völlig zurück, was schon einiges zu bedeuten hat, wenn man ihn kennt.

    Ich habe mir dann das Pawlowski-Kroupa-Paper mal angeschaut und wer das so alles aufgegriffen hat. Da findet sich eine ganze Reihe von Artikeln, die keine Unverträglichkeit zwischen mehr oder weniger häufigen Satellitengalaxie-Scheiben und der DM-Theorie finden. Hier mal eine Auswahl:

         A new spin on disks of satellite galaxies

         The alignment of satellite galaxies and cosmic filaments: Observations and simulations

         A comparison of the distribution of satellite galaxies around Andromeda and the results of ΛCDM simulations

         The spatial distribution of galactic satellites in the Λ cold dark matter cosmology

         The velocity shear tensor: Tracer of halo alignment

    Simulationen sind ja auch nur vereinfachende Modelle der Realität mit beschränkter Auflösung und unter Auslassung mancher Effekte (z.B. der Rückwirkung von Supernovae auf das einfallende Gas, was das Missing-Satellite-Problem lösen könnte).

    Dann sieht die Sache nicht mehr so eindeutig aus.

    Wenn eine Simulation die Realität sehr gut beschreibt, kann man daraus folgern, dass eine ganze Kette vom Modell über die Anfangsbedingungen, Korrektheit der Simulation, Auflösung, Berücksichtigung der relevanten Effekte etc. offenbar korrekt war.

    Wenn aber die Simulation wesentliche Aspekte der Realität nicht richtig beschreibt, heißt das nicht notwendigerweise, dass das simulierte Modell falsch war, sondern vielmehr, dass irgendwo in der o.g. Kette mindestens ein Fehler gewesen sein muss. Mit den o.g. Papers löst sich vielleicht das Disk-of-Satellites-Problem auch in Wohlgefallen auf.

    Wie ich schon mal erwähnte, mich hat immer gewundert, warum die Milchstraße zu einer Spiralgalaxie geworden ist, obwohl sie durch den Einfang zahlreicher kleiner Galaxien gewachsen sein soll. Wenn der Einfang nicht irgendwie gehäuft in der gleichen Ebene erfolgt wäre, hätte sie doch eigentlich als elliptische Galaxie enden müssen. Deswegen wundert mich die Anordnung der Satellitengalaxien in einer Scheibe weniger, als dass die Simulationen dies nicht schon hergeben. Spricht eher gegen die Simulationen.

    Wie Du am Ende Deines Artikels sagst, es bleibt spannend.

  30. #47 Karl Mistelberger
    mistelberger.net
    13. April 2018

    > #43 Oliver Müller, 11. April 2018
    > Ich habe eine längere Antwort geschrieben, leider ist mir der PC abgestürzt und alles futsch.

    Hatte nicht schon Pierre de Format mit ähnlichen Problemen zu kämpfen?

    Apropos: Meinen PC kann ich ziemlich problemlos neu starten, z.B. nach einem Systemupdate. Die Verbindung zum Server sowie das in Bearbeitung befindliche Formular sind immer noch da. Möglicherweise liegt es an ihrem steinzeitlichen Apparat.

  31. #48 Alderamin
    13. April 2018

    Das Science-Papier von Oliver Müller et al. findet sich übrigens auf arXiv. Werde ich mir mal in Ruhe zu Gemüte führen.

    https://arxiv.org/abs/1802.00081

  32. #49 Uli Schoppe
    18. April 2018

    Ich kann mir nicht helfen, ich lese mich immer mehr ein und MOND kommt mir deutlich mehr als Frickeltheorie rüber als DM.
    Wenn Gastartikel dann wenn es geht so das ich mir nicht mal erst wieder ein WE Mathematik reinpumpen muss auf das meine Familie mich für crank hält, das wäre schön

  33. #50 Oliver Müller
    19. April 2018

    Ich kann dieses Buch (leider nur auf Englisch) sehr empfehlen, dass auf gute Art erklärt, wie man auf die Idee der Dunklen Materie kam, was die heutigen Problem sind, und wie dies unter dem Aspekt von MOND erscheint.
    “The Dark Matter Problem: A Historical Perspective” von Prof. Robert Sanders, emeritierter Professor am Kapteyn Institute in Groningen.

    https://www.amazon.de/Dark-Matter-Problem-Historical-Perspective/dp/1107677181

    Ich denke, MOND kann man sehr schön beschreibend erklären, ohne grosse Mathematik. Also, no worries.