Die dunkle Materie existiert jetzt doch nicht. Zu dem Schluß könnte man zumindest kommen, wenn man in letzter Zeit die Berichterstattung in den Medien verfolgt hat. Bonner Astronomen haben Beobachtungen gemacht, die in Widerspruch zur bisherigen Auffassungen der dunklen Materie stehen. Ist die dunkle Materie nun also vom Tisch? Nein, nicht wirklich…


Wie die Astronomen auf die Idee gekommen sind, dass es sowas wie dunkle Materie geben muss, habe ich schonmal in einem eigenen Artikel beschrieben. Die Kurzfassung: Bei der Beobachtung von Galaxien, Galaxienhaufen und Sternhaufen hat man bemerkt, dass sich die Dinge nicht so bewegen wie sie es eigentlich tun sollten. Das kann nun zwei Gründe haben: entweder wir benutzen zur Beschreibung der Bewegung die falschen Formeln oder da ist noch irgendetwas, das wir nicht berücksichtigt haben und das mit seiner Masse die Bewegung der Himmelskörper beeinflusst. Also entweder das Newtonsche Gravitationsgesetz bzw. die Einsteinschen Formeln der Allgemeinen Relativitätstheorie mit denen wir beschreiben, wie sich Objekte unter dem Einfluss der Gravitation bewegen sind falsch. Dann müssen wir neue Gleichungen suchen, die dann hoffentlich alles richtig beschreiben und bei denen die Diskrepanz zwischen Beobachtung und Theorie nicht mehr auftritt. Oder die Gleichungen sind richtig. Dann muss da aber im Universum noch viel mehr Materie existieren, die die Bewegung der Sterne und Galaxien beeinflusst – die wir aber nicht sehen können. Eben “dunkle Materie”.

In den letzten Jahrzehnten wurden beide Ansätze von den Astronomen verfolgt. Die einen beschäftigten sich mit alternativen Gravitationsgesetzen – hier sind z.B. MOND (MOdifizierte Newtonsche Dynamik) oder TeVeS (Tensor-Vektor-Skalar-Gravitationstheorie; eine alternative zur allgemeinen Relativitätstheorie) entstanden. Auf der anderen Seite haben die Astronomen immer genauere “Beobachtungen” der dunklen Materie gemacht. Natürlich nicht direkt – wir können sie ja nicht sehen. Aber man kann auf verschiedenste Weise die Gravitationskraft messen, die auf Objekte im All wirkt und so hat man immer mehr Informationen über die Verteilung der hypothetischen dunklen Materie bekommen. In der Zwischenzeit haben sich Theoretiker Gedanken über die Natur der dunklen Materie gemacht und dabei interessante Ergebnisse erhalten. Heutzutage laufen einige Experimente (u.a. auch am großen Teilchenbeschleuniger LHC) die bisher unbekannte Teilchen finden können – mit vielversprechenden Ergebnissen. Auch aktuelle kosmologische Theorien haben Hinweise auf die Existenz der dunklen Materie geliefert.

Heute geht die große die Mehrheit der Astronomen davon aus, dass die Unterschiede zwischen Beobachtung und Theorie tatsächlich auf die Existenz einer bisher unbekannten Form von Materie zurückzuführen sind. Aber die “Gegenseite” forscht immer noch an alternativen Gravitationstheorien und dazu gehören auch Pavel Kroupa von der Universität Bonn und seine Kollegen. Kürzlich haben sie eine neue Arbeit mit dem Titel “Local-Group tests of dark-matter Concordance Cosmology: Towards a new paradigm for structure formation?” veröffentlicht. Dabei haben sie Beobachtungen gemacht, die bisherigen Vorstellungen über die dunkle Materie widersprechen.

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Dunkle Materie im Bullet-Cluster (Bild: X-ray(NASA/CXC/Stanford/S.Allen); Optical/Lensing(NASA/STScI/UC Santa Barbara/M.Bradac)

Zum Beispiel sollten gewissen Galaxien umso heller sein, je mehr dunkle Materie sie enthalten. Denn man geht davon aus, dass sich ursprünglich zuerst die dunkle Materie zu “Klumpen” zusammengefunden hat die dann die normale Materie angezogen haben. Je mehr dunkle Materie desto mehr normale, helle Materie sollte es also geben. Das konnte aber bei Beobachtungen nicht bestätigt werden. Dazu kommen noch andere Gründe die ebenfalls zeigen, dass sich dunkle Materie anscheinend nicht so verhält, wie man gedacht hatte. Ich will das jetzt nicht im Detail erklären – ich bin auch kein Experte für dunkle Materie und möchte hier nicht noch mehr Verwirrung stiften als sowieso schon herrscht.

Eines ist aber klar – die dunkle Materie ist jetzt wegen dieser Arbeit noch lange nicht vom Tisch. Wir wissen einfach noch nicht genug. Wir wissen nun, dass bestimmte Modelle der dunklen Materie (es gibt ja viele verschiedene) in bestimmten Situationen nicht funktionieren. Aber das ist jetzt nicht so tragisch, wie es klingt. Und wenn Pavel Kroupa sagt:

“Jede einzelne dieser Beobachtungen stellt das Dunkle-Materie-Modell vor Probleme Zusammengenommen kollidieren sie so stark mit der Theorie, dass diese nicht mehr zu halten scheint. Wir müssen uns auf die Suche nach Alternativen machen.”

dann halte ich das für etwas übertrieben. Wie ich schon sagte: wir wissen noch nicht genug. Was wir wissen ist, dass ein Problem existiert: unter der Annahme das die “normale” Materie; die Materie die wir sehen, die gesamte Materie ist, die existiert lässt sich das Universum nicht korrekt beschreiben. Für die Existenz der dunklen Materie gibt es sehr viele gute Belege. Oder besser gesagt: für die Existenz von “etwas” gibt es sehr viele gute Belege. Aber was genau dieses “etwas” ist, ist noch unklar und insofern ist es auch schwierig Vorhersagen über das Verhalten dieses “etwas” zu machen. Wir wissen auch, dass die allgemeine Relativitätstheorie unter gewissen extremen Bedingungen nicht mehr funktioniert und theoretische Physiker überall auf der Welt sind auf der Suche nach einer neuen Theorie der Quantengravitation und einem neuen Verständnis von Gravitation. Für die Existenz so einer Theorie gibt es ebenfalls sehr viele gute Belege – aber auch hier wissen wir nicht, wie die am Ende im Detail aussehen wird.

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Kommentare (105)

  1. #1 rauskucker
    15. Juni 2010

    Ich vermute, man wird auf einen ganz anderen Zusammenhang stoßen, der das erklärt, was wir jetzt noch “dunkle Materie” nennen. Und zwar geht es um die Rotation der zentralen schwarzen Löcher in den Galaxien.
    Kannst du mir erklären, wo deren Drehimpuls bleibt? Und warum sich alle davor drücken, darüber nachzudenken, wie schnell so ein ZSL sich drehen könnte?

    Wenn so ein ZSL eine größere Ausdehnung hat als ein Punkt, muß seine Materie sich mit Überlichtgeschwindigkeit um den Mittelpunkt drehen. Und daraus entsteht eine Fernwirkung, die anders ist als normale Gravitation. Keine Ahnung, wie. Aber irgendeiner wird das irgendwann berechnen und dafür den Nobelpreis kriegen.

    Vermutlich wird man dann auch verstehen, warum manche Galaxien keine Spiralen (mehr) bilden: weil da mehrere ZSL sich gegenseitig ausgebremst haben.

  2. #2 perk
    15. Juni 2010

    ich weiß nicht wie kroupa auf das kommt:
    “Jede einzelne dieser Beobachtungen stellt das Dunkle-Materie-Modell vor Probleme Zusammengenommen kollidieren sie so stark mit der Theorie, dass diese nicht mehr zu halten scheint. Wir müssen uns auf die Suche nach Alternativen machen.”
    genau das steht ja im paper nicht drin..

    im paper steht dass noch viel genauer beobachtet werden muss.. vor allem die bulgemass-satellite relation auch an anderen galaxien zu überprüfen

    außerdem meinen sie dass die modelle innerhalb der theorie um die dm noch verbessert werden müssen

    On the theoretical side, more inclusive
    modelling will still be needed to address these challenges
    within the CCM[Concordance Cosmological Model] while, at the same time, existing viable alternatives
    will have to be further explored with some emphasis.

    das klingt schon wieder ganz anders als nicht mehr zu halten…

    was mich an dem paper am meisten gewundert hat ist dass sie die abstände zwischen den daten so definiert haben dass sie das maximum nehmen (zwischen einer glatten kurve aus nem theoretischen modell und einer anzahl von messwerten)

    das führt zb bei figure 2 zu der absurden situation dass bei 20 messwerten der größte statistische ausreißer zur grundlage für die beurteilung genommen wird.. ich kann aus der formulierung im paper auch nicht erkennen wie diese willkürliche entscheidung motiviert sein soll..

    warum nicht die messwerte mit dem ergebnis der dm-modelle fitten und die prozentuale abweichung der fitparameter von denen im ccm framework angeben..
    das dürfte sowohl genauer als auch theorierelevanter sein.. so wie mir die kurve aussieht wird es da aber für die dm nicht mehr mit 99,7 % schlecht aussehen sondern vllt noch mit 30-50% was bei so großen fehlermargen und so wenig daten nicht wirklich schlecht wäre…

    ich warte gespannt auf antwortpapers

  3. #3 JB
    15. Juni 2010

    Am schlimmsten sind die Arbeitsgruppen die über die MONDler lachen … das ist einfach unwissenschaftlich. Solang es keine Gegenbeweise gibt, soll alles verfolgt werden können.

    Hier sieht man wie Unwissenschaftlichkeit (Mode) Fortschritt hindern kann:

  4. #4 H.M.Voynich
    15. Juni 2010

    MOND scheint speziell darauf konzipiert zu sein, die Rotationsgeschwindigkeit in Relation zum Abstand des Galaktischen Zentrums zu erklären.
    Wie gut funktioniert MOND mit anderen Daten, die man der Dunklen Materie zuschreibt, insbesondere auf viel größeren Skalen?

  5. #5 Pheromonik
    15. Juni 2010

    @rauskucker: Ohne jetzt im entferntesten Experte zu sein: Ein Schwarzes Loch ist kein Punkt. Der Abstand zwischen den Materieteilchen ist auf 0 gesunken, aber die Elementarteilchen selber haben immernoch eine Ausdehnung(also Elektronen, Quarks etc… oder die noch darunter liegenden Elementarteilchen, falls die genannten unechte wären). Von daher ist eine Überlichtgeschwindigkeit nicht von Nöten. Im Übrigen hat man Schwarzen Löchern schon längst einen Drehimpuls zugeordnet (gemessen natürlich noch nicht).
    Mal davon abgesehen würden “gegeneinander laufende Drehimpulse” keine wie auch immer geartete Fernwirkung hervorrufen. Gravitation lässt sich durch Drehimpuls nicht beeinflussen und elektromagnetische Kräfte wirken nur auf geladene Körper.

  6. #6 BerndB
    15. Juni 2010

    @Pheromonik: Aber die Rotation eines Körpers verursacht eine Verdrillung des Raumes um den Körper. Aber ob sich Millionen von Lichtjahren entfernte Galaxien da nun beeinflussen wage ich natürlich auch zu bezweifeln. Andererseits reihen diese sich ja nun auch auf den Rändern der großen Blasen auf.

    Ich weiß jetzt natürlich nicht, ob man wirklich schon alle Effekte der Relativitätstheorie kennt. Zumal wir ja noch nicht einmal mit Sicherheit wissen, in wievielen Dimensionen wir leben. Also könnte es durchaus sein, dass wir wirklich noch Effekte finden, die beides möglich machen. Sowohl eine abgewandelte Gravitation bei großen rotierenden “Körpern” wie Galaxien und eine neue exotische Materie.

    Es dürfte somit noch einiges geben, was wir noch nicht wissen und was unseren Verstand womöglich überfordert (rein Vorstellungs-, nicht rechenmäßig).

  7. #7 Walter Orlov
    15. Juni 2010

    Eigentlich sehe ich überhaupt keine Widersprüche. Man berichtet lediglich über das Scheitern von den Computer-Modellen der Entwicklung des Universums nach dem angeblichen Urknall. Sonst nichts.

  8. #8 Reset
    15. Juni 2010

    Diesen Artikel find ich sehr schön und ausgewogen. Löwenhoek hat einaml gesagt:
    “Ach, ich bin viel zu wenig Forscher, noch bin ich zu sehr damit beschäftigt meine Theorien zu beweisen, statt das ich mich leiten lasse, wohin mich meine Ergebnisse führen. Wissenschaft muss aufgeschlossen sein gegen mich.”

  9. #9 KommentarAbo
    15. Juni 2010

    ….

  10. #10 nihil jie
    15. Juni 2010

    aber wenn das sich erweisen sollte, dass das team der bonner astronomen recht hat… wie kann man sich dann die notwendigen modifikationen der newtonschen und einsteinschen gleichungen vorstellen ? nimmt die gravitationskraft dann zb. nicht mehr mit dem quadrat der entfernung ab, oder welchen satz an variablen muss dann modifiziert werden ?

  11. #11 Frank Wappler
    15. Juni 2010

    Florian Freistetter schrieb (im Artikel):
    > Kurzfassung: Bei der Beobachtung von Galaxien, Galaxienhaufen und Sternhaufen hat man bemerkt, dass sich die Dinge nicht so bewegen wie sie es eigentlich tun sollten.

    Oder etwas weniger verkürzt:
    Man hat durch Auswertung von Beobachtungen bestimmte Bewegungen ermittelt, dann bestimmte Erwartungen zur wahrscheinlichen weiteren Bewegung erhalten, und schließlich festgestellt, dass die tatsächlich ermittelten weiteren Bewegungen nicht den Erwartungen entsprachen.

    > Das kann nun zwei Gründe haben: entweder wir benutzen zur Beschreibung der Bewegung die falschen Formeln oder da ist noch irgendetwas, das wir nicht berücksichtigt haben und das mit seiner Masse die Bewegung der Himmelskörper beeinflusst.

    Das suggeriert, es gäbe „richtige Formeln“ aus denen sich vollkommen zuverlässige Erwartungen über Bewegungen gewinnen ließen, oder die zumindest geeignet wären, das, was bislang noch nicht berücksichtigt wurde, aufgrund der ermittelten Bewegungen immer genauer einzugrenzen.

    Ob es derartige „richtige Formeln“ überhaupt geben kann, hängt allerdings nicht zuletzt von den Definitionen von „Bewegung“, „Masse“ usw. als Messgrößen ab, d.h. davon, wie man aus gegebenen Beobachtungsdaten auf die entsprechenden Messwerte schließt.

    > Wir wissen auch, dass die allgemeine Relativitätstheorie unter gewissen extremen Bedingungen nicht mehr funktioniert

    Jedenfalls sollte man in der Beurteilung der RT sorgfältig (wie immer) zwischen „kinematischem Teil“, „dynamischem Teil“, und darauf beruhenden Modellen (der Kosmologie, der Astromonomie, …) unterscheiden.

    Ein bestimmtes Modell kann richtig oder falsch sein, wie sich durch Vergleich mit Messwerten entscheiden lässt;
    eine bestimmte Theorie (insbeondere einschließlich der Definitionen von Messgrößen, deren Werte in gewissen Formeln auftauchen) ist allenfalls danach zu beurteilen, ob sie nachvollziehbar und zur Erstellung falsifizierbarer und relevanter Modelle zu gebrauchen ist.

  12. #12 Bullet
    15. Juni 2010

    @nihil jie: es ist denkbar, daß irgendwo in den Gleichungen plötzlich Terme auftauchen, die vorher nicht “da waren”, weil sie =1 waren. Wenn sich jetzt herausstellen sollte, daß das, was wir bisher beobachtet haben, nur für den Spezialfall “1” gelten, dann können andere nicht so spezielle Fälle

    • Konstanten mit anderen Werten (z.B. “2”)
    • Variablen mit treffenden Koeffizienten (x², denn das ist für x=1 ja auch “1”)
      oder auch
    • beliebig komplizierte Terme sein (die für einen ganz bestimmten Parameter gerade “1” ergeben).

      Und dann hast du plötzlich eine ganz andere Funktion.

  13. #13 Florian Freistetter
    15. Juni 2010

    @nihil jie: Wie die MOND-Gleichungen aussehen kann man hier sehen: http://de.wikipedia.org/wiki/Modifizierte_Newtonsche_Dynamik

  14. #14 Walter Orlov
    15. Juni 2010

    Erst sagt Professor Dr. Pavel Kroupa: “Wir haben untersucht, wie sich die Vorhersagen der Dunklen-Materie-Theorie mit tatsächlichen Beobachtungsdaten decken”, dann erfahren wir um welche Theorie es eigentlich geht: “Der Theorie zufolge entstanden nach dem Urknall zunächst Klumpen Dunkler Materie.”
    http://www3.uni-bonn.de/Pressemitteilungen/158-2010

    Das ist aber keine Theorie der Dunklen Materie, sondern des Urknalls! Warum sieht ja keiner diese Unterschiebung?!! Ja, er ist ein Professor… soll das auch heißen, dass man auch sofort eigenen Denkapparat abschalten muss?

  15. #15 Bullet
    15. Juni 2010

    Wo ist da jetzt das Problem?

  16. #16 Florian Freistetter
    15. Juni 2010

    @Orlov: “Das ist aber keine Theorie der Dunklen Materie, sondern des Urknalls! Warum sieht ja keiner diese Unterschiebung?!!”

    Nur weil das Wort “Urknall” irgendwo vorkommt muss es sich noch lange nicht um eine Urknalltheorie handeln. Dunkle Materie hat sich nach dem Urknall zu Klumpen angeordnet. Und? Wo ist das Problem. Sie gehören wahrscheinlich zu den Leuten, die meinen, die Kosmologen hätten keine Ahnung und vermutlich haben sie auch eine eigene “Theorie” die alles viel besser erklärt, nicht wahr?

  17. #17 Eddi Blitzfrosch
    15. Juni 2010

    Hi,hi es sind die Morphischen Felder die alles zusammenhalten ^^

  18. #18 nihil jie
    15. Juni 2010

    thenx… an Bullet & Florian :) jetzt fange ich an einiges besser zu verstehen… auch die mathematik da zu ist für mich auch gut überschaubar 😉
    aber ich glaube im allgemeinen, ich sollte mal wieder ein paar gleichungen täglich lösen um wieder bisschen mehr übung drin zu haben… *lach man merkt gar nicht wie einem manches wissen schnell entweichen kann nutzt man es nicht öffters. tja… und schon wieder so ein laster des gehirns… genau wie das erkennen von freiliegenden schädeln auf dem mars :)

    so.. ich muss noch was tun :( wünsche euch allen noch einen schönen tag 😉

  19. #19 Walter Orlov
    15. Juni 2010

    Nein, hier geht es nicht nur um ein Wort. Es ist ganzes Konzept. In thermischen Fluktuationen der Hintergrundstrahlung erraten die Urknall-Theoretiker die Teeblätter, ups, Entschuldigung, die Strukturen, die auf bestimmtes Verhältnis zwischen Dunkler Materie und normaler Materie weisen. Selbstverständlich gehen sie davon aus, dass die Dunkle Materie prinzipiell etwas anders ist, als normale Materie, unentdeckte Teilchen zum Beispiel. Sie erraten sogar, genau zum welchen Zeitpunkt sie zu existieren begann… Man führt entsprechende Computer-Simulationen durch und bekommt man ganz anderes Universum… Also, schließen manche, es gibt keine Dunkle Materie… Man kann aber auch genauso gut behauptet, dass es eben mit der Urknall-Theorie etwas nicht stimmt. Und das ist eher der Fall, denn die Existenz Dunkler Materie durch viele Beobachtungen, ich betone, nicht durch Computer-Simulationen und Erraten die Teeblätter, sondern durch reale Beobachtungen, belegt ist.

  20. #20 Bjoern
    15. Juni 2010

    @Orlov:

    In thermischen Fluktuationen der Hintergrundstrahlung erraten die Urknall-Theoretiker die Teeblätter, ups, Entschuldigung, die Strukturen, die auf bestimmtes Verhältnis zwischen Dunkler Materie und normaler Materie weisen.

    “erraten”?!? Haben Sie sich auch nur ein einziges Mal die Mathematik angeschaut, die da dahinter steckt? Haben Sie sich auch nur ein einziges Mal die zahlreichen Konsistenzchecks angeschaut, die da gemacht werden, um Fehler zu vermeiden?

    Selbstverständlich gehen sie davon aus, dass die Dunkle Materie prinzipiell etwas anders ist, als normale Materie, unentdeckte Teilchen zum Beispiel.

    Sie gehen davon aus, weil die Beobachtungsdaten stark darauf hinweisen!

    Sie erraten sogar, genau zum welchen Zeitpunkt sie zu existieren begann…

    Äh, wovon reden Sie?

    Man führt entsprechende Computer-Simulationen durch und bekommt man ganz anderes Universum…

    Äh, wovon reden Sie?

    Man kann aber auch genauso gut behauptet, dass es eben mit der Urknall-Theorie etwas nicht stimmt.

    Wenn’s Ihnen gefällt, können Sie das. Wenn Sie dann keiner mehr ernst nimmt, weil Sie offensichtlich die zahlreichen Belege für die Theorie nicht kennen, ist das Ihr Problem.

    Und das ist eher der Fall, denn die Existenz Dunkler Materie durch viele Beobachtungen, ich betone, nicht durch Computer-Simulationen und Erraten die Teeblätter, sondern durch reale Beobachtungen, belegt ist.

    Der Satz ergibt zwar sprachlich und grammatikalisch nicht viel Sinn, aber anscheinend bemängeln Sie, dass die Dunkle Materie noch nicht direkt beobachtet wurde. Dazu kann ich nur sagen: (1) könnte vielleicht daran liegen, dass die entsprechenden Teilchen sehr schwer sind und kaum wechselwirken – schon mal was von WIMPs gehört? Vorschlag: warten wir doch die Ergebnisse vom LHC ab – wenn der keine Neutralinos findet, dann werden sicher die meisten Physiker zugeben, dass es mit der Idee der Dunklen Materie wohl nicht klappt! (2) kleiner Tipp: Quarks wurden auch noch nicht direkt beobachtet – bezweifeln Sie deren Existenz auch? (wenn man’s genau nimmt, wurden noch nicht mal Atome direkt beobachtet…)

  21. #21 Marcel
    15. Juni 2010

    Hallo Florian,

    Schoen dass du der Studien einen Artikel widmest, noch dazu einen so ausgewogenen. Du hast recht, die Ergebnisse schliessen nicht jede Form dunkler Materie aus. Zum Beispiel koennte es ja heisse Dunkle Materie (in Form von z.B. Neutrinos) geben. Aber die Probleme der vorherrschenden Theorie scheinen tatsaechlich so weitgehend, dass eine kleine Modifikation hier und da vermutlich nicht mehr ausreicht.

    Sobald ich zwischendurch die Zeit finde werde dann versuchen auf die Fragen einzugehen, sofern sie nicht schon beantwortet wurden. Ich behalte mir aber vor die Crackpots zu ignorieren, ok? Das ist das schoene wenn sie nicht in meinem Blog auftauchen. :-)

  22. #22 nihil jie
    15. Juni 2010

    @Marcel

    Ich behalte mir aber vor die Crackpots zu ignorieren, ok? Das ist das schoene wenn sie nicht in meinem Blog auftauchen. :-)

    na… ob das jetzt nicht bereits der erste fehler war… *lach manch einer wird das sicherlich als eine art provokante einladung verstehen 😉

  23. #23 Walter Orlov
    15. Juni 2010

    Ja, die Wissenschaftler bemühen sich sehr um die Urknall-Theorie. Viel Mathematik ist aber nicht immer gleich physikalischer Sinn. Es gibt doch noch andere Deutungen der Fluktuationen von der Hintergrundstrahlung:

    “Verschuur hatte die im Rahmen mehrerer Radio-Durchmusterungen des Himmels gemessene Verteilung des Wasserstoff in der Galaxis mit den Temperaturschwankungen in den von dem Satelliten WMAP gelieferten Karten der Hintergrundstrahlung verglichen.

    “Bei diesem Vergleich bin ich auf hunderte von Fällen gestoßen, bei denen die Strukturen der Hintergrundstrahlung und die Verteilung des Wasserstoffs sich auffällig ähneln”, so Verschuur.”
    http://www.astronews.com/news/artikel/2007/11/0711-039.shtml

    Ich meine, eines Tages wird auf einmal klar, dass all diese Bemühungen um die tiefere Bedeutung der Fluktuationen Hintergrundstrahlung umsonst waren.

    Ihre äh’s kann ich aber leider nicht verstehen. Ich habe an diesen Stellen lediglich die Medienberichte wiederholt und Sie ähen… Ich bin also ratlos.

    Und eigentlich bezweifele ich die Existenz der Dunklen Materie gar nicht 😉

  24. #24 Marcel
    15. Juni 2010

    So, jetzt endlich ein Schwung Antworten:

    @ perk: Zunächst einmal muss natürlich immer noch mehr beobachtet werden. Die Untersuchung von Satellitenanzahl und Bulgemasse hat bisher, meines Wissens nach, noch niemand anderes durchgeführt. Dass wir da mehr Daten brauchen ist klar. Davon abgesehen, auf dem gesamten Gebiet werden in den nächsten Jahren viele neue Ergebnisse zu erwarten sein. Dennoch kann man aus den bestehenden Daten bereits deutliche Probleme ablesen.
    Zur fig. 2: Du gehst, so schein mir, von einer falschen Vorstellung unserer Methodik aus. Wir führen, wie im Text beschrieben, einen KS-Test durch. Daher wählen wir nicht “willkürlich” den größten Abstand, sondern dies wird vom statistischen Verfahren gefordert. Steht übrigens auch im Paper. Ausserdem handelt es sich um eine kumulative Verteilungsfunktion, nicht um einen “einzelnen statistischen Ausreisser”.

    @ H.M. Voynich: Die Stärke von MOND liegt definitiv im Bereich von Galaxien. Nicht nur die grobe Form der Rotationskurven lässt sich erklären. So scheint die Dunkle Materie zum Beispiel sehr eng der Verteilung der sichtbaren Materie zu folgen, was sich durch MOND ganz natürlich ergibt. Ferner liefert MOND z.B. die Tully-Fisher Relation (Zusammenhang von aus Galaxienleuchtkraft berechneter Masse und Rotationsgeschwindigkeit), oder die bevorzugte Flächendichte, die in Galaxien beobachtet wird. Auf ganz grossen Skalen funktioniert MOND momentan tatsächlich nicht genauso gut. Die Untersuchung von MOND ist auch etwas schwieriger. Das liegt zum einen daran, dass Simulationsrechnungen in MOND komplizierter sind und dafür auch nicht so ausgereifte Codes existieren und einfach länger dauern. Aber der Bullet-Cluster, zum Beispiel, lässt sich auch in MOND verstehen. Man benoetigt dann aber wohl Neutrinos, die nicht masselos sind.

    @Frank Wappler: Man kann das natürlich alles genauer erläutern und schliesslich sogar auf eine philosophische Grundsatzdiskussion herunter führen. Ich denke aber Florian hat die Situation recht treffend zusammengefasst.

    @nihil jie: Hm… ich fürchte du hast recht. Was stösst du sie aber auch noch auf diese Interpretation ;-). Egal, sollen sie doch kommen. Wären nicht die ersten.

    Ich hoffe ich habe die Fragen, auf die noch niemand eingegangen ist beantwortet. Sollte sich jemand übergangen fühlen dann melde er/sie sich. :-)

  25. #25 miesepeter3
    15. Juni 2010

    @Florian Freistetter

    Es gibt wahrscheinlich schwarze Materie. Es gibt schwarze Materie!
    Wahrscheinlich gibt es doch keine schwarze Materie.
    Es hat nie schwarze Materie gegeben!
    Das liebe ich ich so an der Wissenschaft: Science by potatoes.
    Auf norddeutsch : Rin in de Kartüffel, ruut ut de Kartüffel.
    Weiter so.

  26. #26 Bjoern
    15. Juni 2010

    @Orlov:

    Viel Mathematik ist aber nicht immer gleich physikalischer Sinn.

    In der Tat, offensichtlich nicht immer. Tipp: deshalb vergleicht man ja auch die mathematischen Ergebnisse mit den Beobachtungsdaten – und, Überraschung: es passt!

    “Verschuur hatte die im Rahmen mehrerer Radio-Durchmusterungen des Himmels gemessene Verteilung des Wasserstoff in der Galaxis mit den Temperaturschwankungen in den von dem Satelliten WMAP gelieferten Karten der Hintergrundstrahlung verglichen. “Bei diesem Vergleich bin ich auf hunderte von Fällen gestoßen, bei denen die Strukturen der Hintergrundstrahlung und die Verteilung des Wasserstoffs sich auffällig ähneln”, so Verschuur.”
    http://www.astronews.com/news/artikel/2007/11/0711-039.shtml

    Äh, dass dieser Artikel gleich selbst (in den letzten beiden Absätzen) sehr überzeugende Gegenargumente liefert, ist Ihnen nicht aufgefallen? Oder wollten Sie’s nicht sehen? Oder finden Sie die Gegenargumente nicht überzeugend? Falls es letzteres ist, dann erklären Sie doch mal, warum Sie Verschuurs Behauptungen überzeugender finden als die Gegenargumente… (vor allem das im letzten Absatz!)

    Ihre äh’s kann ich aber leider nicht verstehen. Ich habe an diesen Stellen lediglich die Medienberichte wiederholt und Sie ähen… Ich bin also ratlos.

    Wie wär’s denn, wenn Sie mir einfach sagen, wo ich die entsprechenden Medienberichte finden kann? Ich habe jedenfalls von dem, was Sie da behaupten, noch nichts gehört.

    Und eigentlich bezweifele ich die Existenz der Dunklen Materie gar nicht 😉

    Das klang oben aber noch anders – vor allem Ihr letzter Satz um 14:20 Uhr…

  27. #27 Bjoern
    15. Juni 2010

    @Marcel: Danke für die Informationen!

    Die Stärke von MOND liegt definitiv im Bereich von Galaxien. Nicht nur die grobe Form der Rotationskurven lässt sich erklären. So scheint die Dunkle Materie zum Beispiel sehr eng der Verteilung der sichtbaren Materie zu folgen, was sich durch MOND ganz natürlich ergibt. Ferner liefert MOND z.B. die Tully-Fisher Relation (Zusammenhang von aus Galaxienleuchtkraft berechneter Masse und Rotationsgeschwindigkeit), oder die bevorzugte Flächendichte, die in Galaxien beobachtet wird. Auf ganz grossen Skalen funktioniert MOND momentan tatsächlich nicht genauso gut. Die Untersuchung von MOND ist auch etwas schwieriger. Das liegt zum einen daran, dass Simulationsrechnungen in MOND komplizierter sind und dafür auch nicht so ausgereifte Codes existieren und einfach länger dauern. Aber der Bullet-Cluster, zum Beispiel, lässt sich auch in MOND verstehen. Man benoetigt dann aber wohl Neutrinos, die nicht masselos sind.

    Das klingt jetzt wirklich so, als wäre ein Modell mit MOND *und* dunkler Materie sinnvoll… na ja, warten wir mal die Daten der nächsten Jahre ab.

    Off topic: wenn du dich mit Satellitengalaxien beschäftigst – kennst du vielleicht Kristin Riebe (ehemals Warnick) vom astrophysikalischen Institut der Uni Potsdam?

  28. #28 Marcel
    15. Juni 2010

    @ Bjoern: Ich habe hier eine schoene Einleitung in den Simulationscode SUPERBOX von Kirsten herumliegen. Hat mir am Anfang meiner Diplomarbeit sehr geholfen. Sie persoenlich habe ich aber leider noch nicht kennen gelernt.

  29. #29 Walter Orlov
    15. Juni 2010

    Bjoern:
    (vor allem das im letzten Absatz!)

    “wenig glaubhaft” – soll dies etwa ein Gegenargument bedeuten?.. Aber Charles Bennett hat sich auf diese Weise verraten – der Urknall ist tatsächlich nicht zuletzt eine Glaubenssache :)

  30. #30 Bjoern
    15. Juni 2010

    @Walter Orlov: “wenig glaubhaft” ist hier offensichtlich eine Umschreibung für “sehr unwahrscheinlich” – es ist extrem unwahrscheinlich, dass die WMAP-Daten so konsistent mit allen möglichen anderen Beobachtungsdaten wären, wenn das ganze nur H-Wolken in unserer Milchstrasse wären! Haben Sie das Argument wirklich nicht verstanden, oder stellen Sie es absichtlich falsch dar?

  31. #31 Bullet
    15. Juni 2010

    Ich störe ja nur ungern … aber wenn tatsächlich Wasserstoffwolken die Messungen dominieren würde … müßten dann nicht die WMAP-Daten in der Gegend von M31 einen krassen Peak zeigen? Immerhin überlagern sich an dieser Stelle des Himmels ja dann die Wolken der Milchstraße mit denen in M31. Und daß deren Strahlung detektiert werden können, halte ich erstmal für trivial.
    Oder?

  32. #32 Bjoern
    15. Juni 2010

    @Bullet: Ich würde vermuten, M31 ist so weit weg, dass die Intensität der Strahlung von deren Wasserstoffwolken zu gering ist. Aber ob die geringer ist als die Intensität der kosmischen Hintergrundstrahlung, weiss ich nicht. (könnte man sicher rauskriegen, würde aber eine ganze Menge Arbeit erfordern… bin ich echt grad zu faul dazu)

  33. #33 Walter Orlov
    15. Juni 2010

    Welche “anderen Beobachtungsdaten”? Wie wir gerade erfahren haben, passt Dunkle Materie in das Urknall-Modell nicht mehr.

  34. #34 Bjoern
    15. Juni 2010

    @Orlov:

    Welche “anderen Beobachtungsdaten”?

    Fangen Sie mal hier an: http://www.talkorigins.org/faqs/astronomy/bigbang.html

    Wie wir gerade erfahren haben, passt Dunkle Materie in das Urknall-Modell nicht mehr.

    Das ist eine grob falsche Darstellung / Interpretation dessen, was Florian in diesem Artikel ausführlich erläutert hat. Lesen Sie ihn vielleicht einfach noch mal…

  35. #35 Walter Orlov
    15. Juni 2010

    Fangen Sie mal hier an: http://www.talkorigins.org/faqs/astronomy/bigbang.html

    Gut, dass es in Englisch verfasst ist, sonst fühlte ich mich wirklich verpflichtet, dies zu lesen ;D

    Lesen Sie ihn vielleicht einfach noch mal…

    Meine Meinung habe ich bereits geäußert: Herr Professor hat den Spieß umgedreht. Um vom Verfall der Urknalltheorie abzulenken, greift er die Dunkle Materie an.

  36. #36 H.M.Voynich
    16. Juni 2010

    @Orlov:
    Ja, und Sie haben auch deutlich gemacht, auf welcher Wissensbasis Sie Ihre Meinung gebildet haben.
    Sie sind froh darüber, die Hintergrundinformationen, die Sie selbst erfragt haben, nicht lesen zu müssen. Hut ab, das nenn ich konsequent …

  37. #37 Bullet
    16. Juni 2010

    @Bjoern: also wenns beispielsweise um H-Alpha geht, scheint Entfernung nicht so die Rolle zu spielen … siehe hier:
    http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap100611.html
    Und seds.org sagt zu M51 “Distance: 37 000 kly”
    Aber WMAP war auf Mikrowellen aus, wenn ich mich recht erinnere. Und die Sensorik war eine zart andere.
    Hm.

  38. #38 Walter Orlov
    16. Juni 2010

    Jetzt verstehe: Herr Professor hat nun sehr große “Wissensbasis”, deswegen frisst man alles aus seiner Hand. Jetzt darf ich mich nicht mehr wundern und kann endlich ruhig schlafen. Danke für den Tipp.

    P.S.: Aber vielleicht sollen Sie Ihre Vorstellung über die “Unfehlbarkeit” von den Professoren doch überdenken: http://www.walter-orlov.wg.am/buch/Luege_als_Beweis.pdf

  39. #39 Bullet
    16. Juni 2010

    @Orlov:
    1) welcher Professor ist hier gemeint?
    2) “Gut, dass es in Englisch verfasst ist, sonst fühlte ich mich wirklich verpflichtet, dies zu lesen ;D
    Nanu? Dipl.Ing. und keine Englischkenntnisse?

  40. #40 cydonia
    16. Juni 2010

    Und da kommt Bremer II……..Ich bin weg!

  41. #41 Walter Orlov
    16. Juni 2010

    welcher Professor ist hier gemeint?

    Pavel Kroupa. Er behauptet doch, dass die “Dunkle Materie-Theorie” nicht hält.

    Nanu? Dipl.Ing. und keine Englischkenntnisse?

    Erwischt :) Ich mag einfach nicht, wenn ich weggeschubst werde: “Lies dies und das und lass uns lieber in Ruhe!”

  42. #42 Tim
    16. Juni 2010

    Das Internet ist voll mit Typen ala Bremer, Orlov etc. Scheint eine Krankheit zu sein. :-)

  43. #43 Bjoern
    16. Juni 2010

    @Orlov: Also das nenne ich mal unverschämt – Sie fragen nach Beobachtungsdaten, und wenn ich Ihnen sage, wo Sie diese nachlesen können, kommen Sie nur mit der faulen Ausrede, es wäre ja Englisch! Ich hätte von der betreffenden Webseite auch eine deutsche Version vorliegen, aber leider nicht online – wenn Sie mir sagen, wie ich Sie erreichen kann, schicke ich Sie Ihnen gerne per Mail… (so, und jetzt kommt irgendeine Ausrede in der Art “meine Mailadresse gebe ich nicht raus” oder so – wetten?).

    Meine Meinung habe ich bereits geäußert: Herr Professor hat den Spieß umgedreht. Um vom Verfall der Urknalltheorie abzulenken, greift er die Dunkle Materie an.

    Und damit haben Sie schön gezeigt, dass Sie (1) keine Ahnung von den Massen an Belegen für die Theorie haben (und inzwischen auch gezeigt, dass Sie kein Interesse haben, die Belege überhaupt kennen zu lernen), und (2) den Artikel von Florian (seit wann ist der “Professor”?) nicht kapiert haben.

    P.S.: Aber vielleicht sollen Sie Ihre Vorstellung über die “Unfehlbarkeit” von den Professoren doch überdenken: http://www.walter-orlov.wg.am/buch/Luege_als_Beweis.pdf

    Ein Video vom P.M.-Magazin? Na, da wundert’s mich aber auch nicht, dass da nichts vernünftiges drin vorkommt. Versuchen Sie’s doch mal mit einer vernünftigen Fachzeitschrift wie z. B. Science oder Nature!

  44. #44 Bjoern
    16. Juni 2010

    @Orlov:

    Erwischt :) Ich mag einfach nicht, wenn ich weggeschubst werde: “Lies dies und das und lass uns lieber in Ruhe!”

    Aha. Sie erwarten also, dass wir Ihnen jede Einzelheit mit dem Löffel einflössen, und wenn wir das nicht tun, sondern Ihnen einfach sagen, wo Sie’s ausführlich nachlesen kannst, spielen Sie die beleidigte Leberwurst? Der Sinn eines FAQ ist Ihnen aber schon klar, oder…?

  45. #45 Florian Freistetter
    16. Juni 2010

    @Orlov: Ich sage ihnen, was sie hier tun können: über dunkle Materie diskutieren. Und ich sage ihnen, was sie NICHT tun können: eine “Die Wissenschaftler lügen alle!! Der Urknall ist falsch!!! Ich allein habe eine viel bessere Theorie!!!!”-Diskussion führen. Der Urknall ist hier NICHT das Thema; die Urknall-Theorie hängt NICHT ursächlich von der Existenz der dunklen Materie ab; die Arbeit von Kroupa et al. widerlegt NICHT die Urknalltheorie. Wenn sie ihre tolle “Theorie” der Öffentlichkeit vorstellen wollen, dann schreiben sie ein paper und reichen es bei einer Fachzeitschrift ein. Aber hier ist der falsche Platz dafür und ich behalte mir vor, weitere Kommentare dieser Art zu löschen.

  46. #46 Walter Orlov
    16. Juni 2010

    Schon gut, keine Aufregung, ich bin artig, ich verschwinde.

  47. #47 nihil jie
    16. Juni 2010

    aber was mich bei der ganzen geschichte um die DM am meisten freut ist die tatsache, dass das konzept der wissenschaft hier ganz gut greift und gut für alle sichbar ist. es zeigt nämlich ganz deutlich, dass hier nicht um dogmen geht sondern um fakten, zahlenwerte usw… :)
    ich möchte dieses prinziep in einer demokratischen gesellschaft echt nicht missen… es hat in den vergangenen zeiten zu viel blut gekostet (wortwörtlich viel blut) um sich das zu erkämpfen.

  48. #48 mac
    17. Juni 2010

    Es fällt mir schwer nachzuvollziehen, wie man einerseits dieses Argument:

    Zitat Anfang
    Dabei haben sie Beobachtungen gemacht, die bisherigen Vorstellungen über die dunkle Materie widersprechen. Zum Beispiel sollten gewissen Galaxien umso heller sein, je mehr dunkle Materie sie enthalten. Denn man geht davon aus, dass sich ursprünglich zuerst die dunkle Materie zu “Klumpen” zusammengefunden hat die dann die normale Materie angezogen haben. Je mehr dunkle Materie desto mehr normale, helle Materie sollte es also geben. Das konnte aber bei Beobachtungen nicht bestätigt werden.
    Zitat Ende

    als Indiz gegen das Vorhandensein von DM ansehen kann, andererseits aber MOND unter den selben Voraussetzungen den Vorzug geben kann.

    In meinem Verständnis ist die Existenz kleiner Strukturen (Zwerggalaxien) mit (teilweise extrem) unterschiedlichem DM-Anteil ein wesentlich gewichtigeres Argument gegen MOND als gegen DM.

  49. #49 Marcel
    17. Juni 2010

    @ mac: Zunaecht eine Bitte: Koenntest du mir vielleicht ausfuehrlicher erlaeutern, warum du “die Existenz kleiner Strukturen (Zwerggalaxien) mit (teilweise extrem) unterschiedlichem DM-Anteil” fuer ein Argument haeltst, dass gegen MOND gewichtiger sei?

    Wir unterscheiden im Paper zwischen der Untersuchung der fuenf neuen Problemen fuer die vorherrschende Dunkle-Materie-Theorie und dem Ausblick auf moegliche Alternativen. Dass alle DM-Modelle eine Relation zwischen der Masse eines DM-Halos und der von ihm gehaltenen leuchtenden Materie vorhersagen, ist eigentlich selbstverstaendlicht (Energieerhaltung). Ueberprueft man das aber an den Beobachtungen, so wird man ueberrscht: Die Satellitengalaxien haben zwar Leuchtkraefte, die ueber vier Groessenordnungen erstrecken, man findet fuer alle aber fast die gleiche dynamische Masse (siehe das Nature Paper von Stigari, 2008). In so fern sollte es klar sein, dass dies ein ernstes Problem des DM-Modells ist.

    Welche Vorhersage MOND in diesem Zusammenhang fuer die Satelliten macht, kann ich nicht so leicht beantworten. Denn man muss in erster Linie beruecksichtigen, dass es sich dann um voellig andere Objekte handeln muesste: Gezeiten-Zwerggalaxien. Die Satelliten muessen dann auch nicht zwingend in einem Gleichgewichtszustand sein.

  50. #50 Karl Mistelberger
    17. Juni 2010

    Aber ich hätte auch kein Problem damit, von einer modifizierten Gravitationstheorie überzeugt zu werden.

    Ein neuer Ansatz löst ein Problem, hilft aber gar nichts bei bekannten Problemen und überzeugt deshalb überhaupt nicht: http://scienceblogs.com/startswithabang/2009/10/is_it_evil_to_sell_mond_over_d.php

  51. #51 Marcel
    17. Juni 2010

    @ Karl Mistelberger:
    das stimmt so nicht. Der von Ihnen verlinkte Artikel ist leider kein Glanzstueck in der Diskussion um MOND. Lesen Sie einmal die Kommentare unter ihm, Sie werden feststellen, dass vieles nicht korrekt dargestellt wird. Besonders die letzten Kommentare aeussern sich dazu, was MOND doch alles erklaert.
    Man muss ausserdem bedenken: Selbst wenn noch gar keine anderen Erklaerungsansaetze wie MOND existieren wuerde, die Probleme der vorherrschenden Dunkle-Materie-Kosmologie sind eklatant und wuerden auch ohne alternatives Modell bestehen bleiben.
    Den von ihnen verlinkten Artikel haben wir uebrigens zum Teil schon diskutiert (unten in den Kommentaren): http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/06/wissenschaft-esoterik-egal-welt-der-wunder-und-happinez.php

  52. #52 mac
    18. Juni 2010

    Hallo Marcel,

    zunächst mal will ich hier nicht den Eindruck erwecken, als wäre ich ein Fachmann auf diesem Gebiet. Ich bin Laie, der sich in ein Teilgebiet dieser Thematik aus Neugier hobby-mäßig eingearbeitet hat. Ich betrachte also eine Diskussion mit Dir als Chance Neues zu lernen und das bisher gelernte zu überprüfen.

    zu Deiner Frage

    Zitat Anfang
    Koenntest du mir vielleicht ausfuehrlicher erlaeutern, warum du …
    Zitat Ende

    Nimmt man MOND als Ursache für die der DM zugeschriebenen Wirkung an, muß man akzeptieren, daß man in einer Struktur mit r = 8 kPc (innerhalb der Sonnenbahn) keine nennenswerte Abweichung der Dynamik vom erwarteten Wert mißt, bei der Dynamik der Sterne der Hipparchos-Messungen keine Hinweise auf DM findet, aber bei Kleingalaxien einen DM-Anteil findet, der um mehr als eine Größenordnung vom ‚globalen‘ Verhältnis von ca. 5/1 abweicht. Ich kann mir bisher jedenfalls, auch mit Eurer Untersuchung, keine Not vorstellen, die ausreicht um sowas zu schlucken.

    Dein Argument:

    Zitat Anfang
    Dass alle DM-Modelle eine Relation zwischen der Masse eines DM-Halos und der von ihm gehaltenen leuchtenden Materie vorhersagen, ist eigentlich selbstverstaendlicht (Energieerhaltung).
    Zitat Ende

    Erscheint mir, zumindest als strenge Abhängigkeit, nicht so zwingend. Wenn DM kinetische Energie nur über eine (gravitative) Impulsübertragung an BM los werden kann, dann müssen die chaotischen Prozesse bei den Verschmelzungen zu lokal unterschiedlichen Verhältnissen zwischen DM und BM führen. Ich sehe dieses Argument gestützt durch z.B. die Interpretation des Bullet Clusters (in der Abbildung von Florian hier auf dieser Seite).

    Akzeptiert man die Auffassung, daß sich große Galaxien durch Verschmelzung kleinerer Strukturen gebildet haben, dann erscheint mir in diesem Zusammenhang auch normal, daß es auch bei solchen Strukturen ebenso Unterschiede im Verhältnis DM/BM gibt, wenn auch nicht mehr so krass wie bei den Zwerggalaxien. (Z.B. NGC1132 http://www.astronews.com/news/artikel/2008/02/0802-007.shtml )

    Gerade bei solchen Beobachtungen sehe ich keine glaubwürdige Möglichkeit auf DM, allein mit einer modifizierten Gravitationstheorie verzichten zu können.

    Ob es wenigstens bei den Zwerggalaxien den Ausweg aus diesem Dilemma für MOND über nicht leuchtende baryonische Materie gibt, kann ich mir zwar vorstellen, aber ohne tieferen Einstieg komme ich da auch nicht über die Aussagen von z.B E. D’Onghia http://arxiv.org/abs/0907.2442 die Du ja auch schon indirekt erwähnt hast, hinaus.

    Wenn man MOND favorisiert, dann fallen ja die teilweise extremen Unterschiede im Verhältnis BM/DM ohne einen stetigen Bezug zur Ausdehnung der Strukturen nicht weg. Mit MOND allein, kann man die aber noch viel schlechter erklären, als mit DM allein.

    Herzliche Grüße

    MAC

  53. #53 Bullet
    18. Juni 2010

    Nebenbei, mac: Zitate lassen sich cool mit
    (spitze Klammer auf) blockquote (spitze Klammer zu) Zitatzitatzitat (spitze Klammer auf) /blockquote (spitze Klammer zu)
    farblich absetzen. Das erhöht die Lesbarkeit ungemein. (Aber es dürfen innerhalb des Zitates keine Leerzeilen vorkommen. Dann wird das Tag leider automatisch geschlossen.)

    Leider ist das noch nicht zu dBremer vorgedrungen.

  54. #54 mac
    18. Juni 2010

    @Bullet

    Zitate lassen sich cool mit
    (spitze Klammer auf) blockquote (spitze Klammer zu) Zitatzitatzitat (spitze Klammer auf) /blockquote (spitze Klammer zu)
    farblich absetzen.

    Danke für den Tip! :-)

  55. #55 Marcel
    18. Juni 2010

    Hallo mac,

    jetzt wo das halbe Institut beim Fussball gucken ist, finde ich endlich die Zeit dir zu antworten.

    Es freu mich, dass du so viel Interesse an der Thematik hast, dass du dich sogar selbst eingearbeitet hast.

    Bei MOND ist nicht der Abstand entscheident, man kann die 8 kpc von der Milchstrasse also nicht auf kleinere Strukturen anwenden. Aenderungen der Gravitation treten bei MOND unterhalb einer gewissen Beschleunigung auf (a_0 genannt, liegt bei etwa 10 hoch -10 m/s^2). Daher sagt man auch, dass die Gravitation hier im Limit kleiner Felder modifiziert wird.

    Die Abbildung 8 in unserem Paper zeigt ganz schoen, welcher Bereich von Masse-zu-Leuchtkraft-Verhaeltnissen zu erwarten ist, wenn MOND tatsaechlich gueltig ist, wir bei der Massenbestimmung von Galaxien aber nur Newtons Gesetze annehmen. Du wirst sehen, bis auf drei fallen alle Zwerggalaxien in den erwarteten Bereich. Die Ausnahmen und moegliche Erklaerngen besprechen wir ebenfalls.

    Was die Energieerhaltung betrifft: Hier geht es nicht um die von dir angesprochenen grossen Galaxien, sondern nur um die kleinsten DM Halos (von vielleicht 10 hoch 9 Sonnenmassen bevor sie der Milchstrasse nahe kamen). Deren Potentialtopf ist nicht sehr tief, weshalb das baryonische Gas, dass dort hinein faellt, sehr leicht wieder entfernt werden kann. Das Gas wird aufgeheizt, durch entstehende Sterne/ionisierende Strahlung, und durch seine Expansion aus dem Halo getrieben. Dies geschieht um so leichter, je kleiner der DM Halo und damit je geringer seine Gravitationskraft ist. Somit steht kleineren Halos viel weniger Gas zu Verfuegung, es entstehen weniger Sterne und der Satellit wird somit weniger hell sein.
    Uebrigens haben nicht wir uns diesen Prozessen zugewandt. Sie wurden auch nicht betrachtet, um die DM zu widerlegen. Das Gegenteil ist der Fall: Um zu erklaeren, warum die Modelrechnungen tausende von DM Subhalos um die Milchstrasse vorhersagen, wir aber nur 20 bis 30 Satellitengalaxien sehen, haben die Kosmologen diese Prozesse angewandt. Der Wunsch war, das Gas aus moeglichst vielen Halos heraus zu bekommen, damit diese Dunkel bleiben und nicht als Satellitengalaxien sichtbar sind. Beim dem Versuch, eben gerade das Problem der “Fehlenden Satelliten” zu loesen, haben sie dieses neue Problem fuer die DM aufgetan.

  56. #56 Karl Mistelberger
    18. Juni 2010

    Den von ihnen verlinkten Artikel haben wir uebrigens zum Teil schon diskutiert

    Beim Stöbern fiel mir auf, dass mir als Abonnent der ersten Stunde von Spektrum der Wissenschaft für August weiteres Ungemach ins Haus steht. Immer wieder schockiert mich die Redaktion mit “sensationellen” Artikeln, z.B. mit dem von Keppler und Röckmann: http://www.spektrum.de/artikel/873312 Darauf angesprochen sind die Leute seit damals etwas wortkarg. Aber wahrscheinlich werde ich das Abonnement auch in diesem Sommer nicht kündigen.

  57. #57 mac
    18. Juni 2010

    Hallo Marcel,

    erst mal vielen Dank für Deine Antwort, trotz Fußball!

    Mir war es neu, daß die hier von Dir angesprochene modifizierte Gravitationstheorie nicht vom Abstand, sondern von der Stärke der Beschleunigung aus geht, daher brauche ich etwas Zeit, bis ich mir die dazu gehörenden Gegebenheiten plausibel machen kann. Für unsere Sonne, im Abstand von 8 kPc zum GZ komme ich schon mal auf gut 2E-10 m/s^2. Damit wäre Deine Aussage zu den 8kPc noch plausibel. Jetzt muß ich allerdings noch versuchen Daten zur Dichte von Kugelsternhaufen und Kleingalaxien zu finden.

    Ein Prüfstein für diese Grenzgravitation könnten Objekte des Sonnensystems sein, die weiter weg von der Sonne, als 8000 AE sind. Das scheint aber zur Zeit noch nicht gut meßbar zu sein, wenn ich mir die meßtechnischen Schwierigkeiten bei der Pioneer Anomalie als Vergleich dazu anschaue, fürchte ich, daß das noch lange so bleiben wird.

    Während ich über die Konsequenzen einer solchen Gravitation nachgedacht habe, ist mir noch folgendes Problem? aufgefallen:
    Wenn das was Du mir dazu (quantitativ) geschrieben hast stimmt, dann sollten doch Doppelsterne im Abstand von einigen tausend AE dieser modulierten Gravitation ebenso folgen müssen und dann hätte ich zumindest im ersten Anlauf Probleme, mir stabile Umlaufbahnen vorzustellen, weil im (genügend entfernten) Apogäum eine Beschleunigung auftritt, die nicht mehr zur (Gegen-) Beschleunigung des Perigäums paßt. Ob das zur Trennung oder zu Kreisbahnen führt (ich tippe auf Kreisbahn) kann ich jetzt ohne Simulation nicht einschätzen, aber beides paßt, wenn ich da richtig informiert bin, nicht zu den beobachteten Doppelsternen.

    Herzliche Grüße

    MAC

  58. #58 peter pan
    20. Juni 2010

    Hallo lieber Herr Orlov,

    habe mich sehr gefreut, Sie hier zu sehen. Wir kennen uns flüchtig aus ein paar Mails. 7 Jahre oder 15? So ungefähr. jedenfalls sind sie ein Wissenschaftler, den ich gerne als Referenz verwende. Wegen der Qualität. Bei den hiesigen Pseudowissenschaftlern würde dies mir nicht einmal im Traum einfallen.

    Ohne daß ich das aktuelle Themma gelesen habe (man muß nicht die Meinung aller Wendehälse kennen), stimme ich mit Ihnen bestimmt überein. Obwohl ich die Postings nur im 3 Minuten Schnelldurchgang gelesen habe.

    Ihr letztes Statement hat mich bereits davon überzeugt, daß die hiesigen Pseudowissenschaftler wieder einmal die Oberhand in der virtuellen und realen Pseudowissenschaft errungen haben. Ist schwer, das richig auszudrücken, bei diesen Pseudomeistern. Daher ist es gut, mit dieser Spezies nicht weiter zu diskutieren. Es ist einfach sinnlos.

    Sie sind Wissenschaftler und haben es wirklich nicht nötig, sich von solchen Schattengestalten Denkvorschriften anhören zu müssen.

    Alles Gute und beste Erkenntnisse!

  59. #59 Marcel
    20. Juni 2010

    @ mac: Die Sache ist leider noch etwas schwieriger: die insgesamt wirkende Beschleunigung legt die Grenze fest. Man muss zusätzlich zu den Doppelsternen die Umgebung, die Galaxie in der sie sind, berücksichtigen. Also das externe Feld. Im Randbereich von Galaxien könnte es aber vielleicht wirklich einen Einfluss geben. Ich habe jetzt kein Paper im Kopf das sich damit befasst, aber ich werde mich mal umhören ob jemand eines kennt.

  60. #60 S.S.T.
    20. Juni 2010

    @peter pan
    ‘Es genügt nicht keine Meinung zu haben, man muss auch unfähig sein sie auszusprechen.’

  61. #61 mac
    21. Juni 2010

    Hallo Marcel,

    Zitat Marcel 20.6.10 10:14
    Im Randbereich von Galaxien könnte es aber vielleicht wirklich einen Einfluss geben. Ich habe jetzt kein Paper im Kopf das sich damit befasst, aber ich werde mich mal umhören ob jemand eines kennt.

    Ja, das könnte ein Prüfstein sein. Ich kann es allerdings nur in meiner Vorstellung nicht gut genug prüfen. Da wäre jetzt (für mich) eine Simulation nötig, um eine quantitative Vorstellung zu gewinnen. Die ist in erster Näherung gar nicht so schwierig (geht mit jedem PC). Zwei Zentralmassen im Abstand von Milchstraße und Andromeda, ein einzelner Stern im Umlauf um die Zentralmasse von ‚Andromeda‘, außerhalb ‚Deiner‘ 1E-10 m/s^2 Feldstärke. ‚Andromeda‘ und ‚Milchstraße‘ mit der passenden Geschwindigkeit aufeinander zu fallen lassen (Startentfernung so, wie sie vor einigen 10^9 Jahren war, und schauen wie weit der einzelne Stern seine Kreisbahn verläßt, mit MOND und mit Newton.

    Ich hoffe eigentlich, daß Du die dafür nötigen Werkzeuge schon parat hast. Ich müßte sie erst noch entwickeln, was ich mit dem bisschen Freizeit nicht so schnell hinkriegen werde. Ich werde aber dieser Frage auf jeden Fall auch selber nachgehen.

    Herzliche Grüße

    MAC

  62. #62 delta-v
    21. Juni 2010

    Man würde dem wissenschaftlichen Fortschritt einen großen Gefallen tun, wenn man sich von der fixen Idee lösen würde, alles im Kosmos wäre von Gravitation beherrscht. Niemand weiß wie Gravitation funktioniert, es ist daher nicht verwunderlich, daß die gängigen Theorien regelmäßig von neuen Beobachtungsdaten Lügen gestraft werden. Oder um es in Abwandlung eines oben gemachten Spruches zu sagen: “Es reicht nicht unwissend zu sein, man braucht auch die Mathematik, um sein Unwissen in eine wichtig klingende Theorie fassen zu können.”

    Alle Kräfte, die benötigt werden, um die Beobachtungen zu verstehen, stehen in Form der jeweiligen EM-Felder zur Verfügung, man muß lediglich von dem längst widerlegten Dogma lassen, interstellare oder intergalaktische Materie wäre elektrisch neutral und Ladungstrennung könne im All nicht stattfinden.

  63. #63 cydonia
    21. Juni 2010

    EM-Felder! So’n Quatsch, es sind WM-Felder, die EM war vor zwei Jahren!
    Aber die WM-Felder sind genauso grün wie die EM-Felder, und das ist doch eigentlich ganz schön.

  64. #64 Bernd
    28. Juni 2010

    Also ich les diese Artikel hier immer ganz gerne – bin ein interessierter Laie und kann daher mit vielen Kommentaren nicht wirklich etwas anfangen – den letzten von cydonia hab ich aber definitiv vollständig kapiert 😉

    Wahrscheinlich werden wir wirklich erst in 10 Jahren wissen ob “dunkle Materie” wirklich existiert – für mich stellt sich das Problem aus dem was ich darüber gelesen habe so dar, dass eben gewisse Beobachtungen derzeit durch das Postulat einer dunklem Materie erklärbar wären. Und aus der Vergangenheit wissen wir, dass nicht alles was “theoretisch” eingeführt wurde immer auch so notwenig war, aber andererseits vieles sich auch als richtig herausgestellt hat.
    Also bleibt nix anderes als mal wieder abzuwarten – erst wenn ein tatsächlicher Nachweis für die Existenz oder Nichtexistenz gelingt wird diese Frage geklärt sein (und dafür auch ein Nobelpreis vergeben).

  65. #65 mac
    13. Juli 2010

    Hallo Marcel,

    ich habe über Deine Erklärung zur modifizierten Gravitation nochmal nachgedacht (aber immer noch nicht simuliert :-( ).

    Du (Ihr?) begründest das Fehlen von beobachtbarer DM innerhalb der Sonnenbahn um das galaktische Zentrum mit einem, auch noch am Ort der Sonne immer noch zu starkem Gravitationsfeld. Eine von Newton abweichende Gravitationswirkung soll in diesem Modell erst bei Beschleunigungen unterhalb 1E-10 m/s^2 auftreten.

    Wie Du gesehen hast, war für mich dieser Feldstärkenansatz neu/überraschend und ich habe daher vor lauter Vereinfachungen beim Nachdenken über eine Simulation nicht sofort gesehen, wo da (zumindest in meiner derzeitigen Vorstellung) der Haken ist:

    Einen solchen Ort mit einer resultierenden Beschleunigung kleiner 1E-10 m/s^2 gibt es, zumindest bei den von hier aus beobachtbaren Meßobjekten, gar nicht.

    Nehmen wir einen Schneeball mit einer Masse von 27 mg und einem Durchmesser von 8 mm. Für die Materie an seiner Oberfläche ist diese Grenzfeldstärke bereits überschritten. Jeder mm Radius der dazu kommt, macht es noch schlimmer. Das aber ist, (Feldstärkentechnisch ) im Prinzip genau das Gleiche, wie die Überschreitung dieser Feldstärke am Ort der Sonnenbahn um das GZ.

    So weit so schlecht, das ist aber auch so trivial, daß Ihr dafür, vermute ich, einen Ausweg erdacht habt. Den müßte ich für eine Simulation kennen, denn mir fällt wahrscheinlich nicht der dafür einfachste Ausweg ein.

    Herzliche Grüße

    MAC

  66. #66 Marcel
    16. Juli 2010

    Hallo mac,

    schön dass du am Thema dran bleibst. Das mit MOND Simulationen ist schon etwas kompliziert, derzeit gibt es keinen (verfügbaren) N-Body Code. Zweikoerperprobleme hingegen sind natürlich machbar. Aber wie du schon abgeschätzt hast müssten das sehr weite Doppelsternsysteme sein. Diese gehen aber leicht kaputt, womöglich würde dafür sogar das Gezeitenfeld der Milchstrasse ausreichen. Und mir fällt bisher auch kein beobachtbaer Effekt ein. Sicher, die Umlaufzeiten wären kürzer, aber vermutlich immer noch zu lang. Für zwei Objekte die immer im MOND-Bereich bleiben braucht man übrigens nicht einmal eine Simulation, man muss bloss die Relation von Kraft und Beschleunigung verändern.

    Zu deinem Einwand, dass intern immer eine größere Beschleunigung herrscht: Die Frage hat mich anfangs auch stutzig gemacht. Das scheint ganz natürlich zu sein, so haben sich glücklicherweise auch zwei ganz schlaue MOND-Köpfe schon früher damit beschäftigt: Beckenstein & Milgrom (1984): http://adsabs.harvard.edu/abs/1984ApJ…286….7B
    Sie konnten zeigen, dass die Bewegung des Massenzentrums in einem externen Feld MOND folgt. Die üblicherweise gegebene Beschreibung von MOND ist leider sehr vereinfacht. Die einfachste Form von MOND erhält, glaube ich, nicht einmal den Impuls. Es gibt aber natürlich ausgereiftere Versionen, zum Beispiel AQUAL (für AQUAdratic Lagrangian). Aber da bin ich leider auch kein Experte.

    Ich versuche mir den MOND-Effekt mit der Raumkrümmung anschaulich zu machen, vielleicht hilft dir das auch. Im Bereich geringer Krümmung (=kleine Beschleunigung) krümmt sich der Raum nach MOND etwas stärker als erwartet. Dies erklärt dann die größere Beschleunigung, auch auf zusammengesetzte Systeme, die um sich herum noch einen eigenen Potentialtopf formen. Umgekehrt erklärt dieses Bild den externen Feldeffekt: Ist die Krümmung des Raums am Ort eines Systems ohnehin schon stark, so kann auch intern kein MOND-Effekt auftreten. Das Bild ist sicher nicht optimal, aber es ist spannend damit herum zu spielen und gibt eine anschaulichere Vorstellung und Erklärung, hoffe ich.

    Schönen Gruß, Marcel

  67. #67 mac
    19. Juli 2010

    Hallo Marcel,

    hab’ gerade Deine Antwort gelesen. Vielen Dank dafür. Muß ich erst mal drüber nachdenken, was im Moment nicht gerade günstig ist. Ich werde aber so, oder so darauf zurück kommen.

    Herzliche Grüße

    MAC

  68. #68 mac
    30. Juli 2010

    Hallo Marcel,

    Bei einer Frage komme ich bis jetzt nicht zu einer einleuchtenden Vorstellung.

    Mein Stand (auch mit Deiner Hilfe) bis hier ist:
    Eine Masse (Proton, Stern, Galaxis) krümmt den Raum von ihrem Schwerpunkt aus bis ihre Gravitation auf ca. 1E-10 m/s^2 abgesunken ist, newtondominiert und ab da geht diese Krümmung irgendwie in einen mONDdominierten Verlauf über. Dieses ‚Verhalten‘ soll (bei MOND) eine Eigenschaft des Raumes sein, mit der er auf eine Krümmung reagiert, nicht aber abhängig von der Entfernung zur Masse.

    Ein Doppelsternsystem mit einem Abstand der Sterne von einigen hundert AE soll untereinander dieser ‚Gesetzmäßigkeit‘ nicht folgen dürfen, wenn es sich seinerseits in einem Feld > 1E-10 m/s^2 befindet und dieser Raum daher nicht mehr durch MOND zu krümmen ist.

    Im Prinzip würde also zwar der hiesige Raum mit unserem Sonnensystems von jedem einzelnen Stern, (und nahezu von) jedem einzelnen Proton des Universums MOND dominiert gekrümmt. Das geschieht z.B. in der Wechselwirkung Galaktisches Zentrum / Sonnensystem aber nicht, weil der Gradient der Krümmung zum GZ hin (im Abstand des Sonnensystems) immer noch größer ist, als 1E-10 m/s^2.

    Das soll aber wohl geschehen, in der Wechselwirkung Andromeda / Raum der Milchstraße.

    Also der ‚Trichter‘ den sich Andromeda eingerichtet hat, kann den hiesigen Raum mONDdominiert krümmen, Sagittarius A und Proxima Centauri dagegen nicht.

    Die Logik dieses Verhaltens erschließt sich mir zumindest nicht aus mir selbst heraus. Wenn das so ist, dann müßte ja der, die Krümmung erleidende Raum ‚wissen‘, von ‚wem‘, oder von wo er gekrümmt wird und Fallunterscheidungen machen.

    Ich weiß nicht ob das deutlich wird, was ich meine? (Ich verheddere mich ja selber immer wieder, wenn ich es aus anderen Perspektiven betrachte).

    Noch ein etwas anderer Blickwinkel, bei dem ich versuche mich von den unwillkürlich entstehenden Grenzlinien zu lösen, die mit dem Trichterbild und den Namen Andromeda, Milchstraße, GZ heraufbeschworen werden :

    Leerer Raum, nur zwei Sterne sind da. Ausreichend Abstand für MOND-Anziehung. Es kommt ein dritter Stern dazu, auch genügend weit weg für MOND. Es kommen jetzt so viele Sterne dazu, daß die Bedingung für MOND deutlich überschritten wird und Newton gilt.

    Bringe ich jetzt einen weiteren Stern hinzu, der wie alle anderen für sich allein mOND wirken würde, wirkt er jetzt aber ‚nur‘ noch newton. Wenn ich jetzt den Begriff Andromeda durch den Begriff Stern ersetze und einen weiteren Stern dort plaziere, wo Andromeda wäre, und diese Galaxis in meinem Modell auch gar nicht existieren würde, dann darf dieser Stern jetzt aber, für mich bisher nicht nachvollziehbar, auf meinen Bezugsstern mit MOND wirken, obwohl alle anderen das nicht dürfen.

    Das ist für mich nicht plausibel.

    Hier hänge ich fest.

    Herzliche Grüße

    MAC

  69. #69 Aveneer
    31. Juli 2010

    Auch wenn ich mich zu den Laien zählen muss und eine Diskussion mit mir sicher zu den weniger spannenden Momenten zählen wird, so hätte ich doch zwei Fragen die mich in Zusammenhang mit der MOND-Therorie interessieren würden.

    Ich habe nicht im Ansatz das mathematische Verständnis um die Folgen einer Feldabhängigen Änderung des Gravitationsgesetzes zu erahnen. Aber ich habe die ART so verstanden, dass die Gravitation allein geometrische Ursachen hat. Wodurch die Konstanz von c erklärt wird. Eine Änderung der geometrischen Gesetze bei kleinen Gravitationsfeldern erzeugt für mich daher ein Bild, dass hier die Konstanz von c nicht mehr eingehalten werden würde?

    Kann man die ART bei kleinen Feldern wirklich so einfach modifizieren ohne das ganze Modell infrage zu stellen?

    Und dann komme ich zu einer Frage die mir unter den Nägeln brennt 😉

    Zitat Marcel:
    [blogquote] Für zwei Objekte die immer im MOND-Bereich bleiben braucht man übrigens nicht einmal eine Simulation, man muss bloss die Relation von Kraft und Beschleunigung verändern.[/blogquote] bekomme das Zitat nicht hin :((

    Während die Kraft an einem Ort die auf eine Masse wirkt durch das Newtonsche Gesetz / RT erklärt wird, hängt die Beschleunigung eines Objektes an einem Ort x ja von der Kraft und der Trägenmasse des Objektes am Ort x ab. Die Trägemasse ist nicht identisch mit der Ruhemasse sie wird in der RT nur als äquivalent beschrieben/postuliert. Ohne dass es einen wirkliche Ursache dafür gibt. Bei Ernst Mach ist die Trägemasse abhängig vom Abstand der Massen (Machschen Prinzip).

    Lange Rede kurzer „Sinn“:
    Was spricht dagegen, die Äquvivalentz von Ruhemasse und Trägermasse bei einer Feldstärke <1E-10 m/s^2 infrage zu stellen? Sprich bei einer Feldstärke <1E-10 m/s^2 nimmt die Trägemasse stärker ab, als gedacht. Bei einer gegeben Kraft an einem Ort X wäre die Beschleunigung größer?

    Ich entschuldige mich schon einmal, falls das alles völliger Humbug ist

    Gruß
    Aveneer

  70. #70 Aveneer
    31. Juli 2010

    Also das Kleinerzeichen hat den Text gelöscht ? Sorry

    Lange Rede kurzer „Sinn“:
    Was spricht dagegen, die Äquvivalentz von Ruhemasse und Trägermasse bei einer Feldstärke kleiner 1E-10 m/s^2 infrage zu stellen? Sprich bei einer Feldstärke kleiner 1E-10 m/s^2 nimmt die Trägemasse stärker ab, als gedacht. Bei einer gegeben Kraft an einem Ort X wäre die Beschleunigung größer?

    Also ich sehe schon ich muss das Bloggen irgendwo anders erst einmal üben! Peinlich

  71. #71 Marcel
    3. August 2010

    Hallo MAC und Aveneer,

    Ich will mal versuchen auf eure Frage zu antworten. Zunaechst auf Aveneer, ich denke das ist einfacher zu erklären:

    Es ist nicht notwendigerweise der Fall, dass MOND der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) widerspricht. Sie kommt ja bei hohen Geschwindigkeiten (v -> c) zum tragen, MOND hingegen bei geringen Beschleunigungen (a -> 0). Daher behandeln sie gegensätzliche Extreme.
    Die Annahme der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit stammt hingegen aus der Speziellen Relativitätstheorie (SRT, die ja gerade auf c = konstant basiert). Sie wird von MOND nicht in Frage gestellt. In der ART gibt es sogar so etwas wie Abweichungen von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit (Shapiro-Verzögerung).

    Zur zweiten Frage: Die Impuls-Interpretation von MOND bricht ja gerade die Symmetrie der Equivalenz von schwerer und träger Masse. Ich denke, es spricht nichts dagegen, die Äquivalenz in diesem Bereich anzuzweifeln. Denn die Experimente, welche die Äquivalenz bisher bestätigen, werden ja auf der Erde durchgeführt, also alle im Bereich von so hohen Beschleunigungen, dass MOND nicht gilt.

    So, dann du dir, MAC.

    Ich fürchte da habe ich wohl mehr Verwirrung angerichtet als geholfen. Darum will ich vorweg schicken: eine eindeutige Interpretation von MOND gibt es noch nicht. Die Theorie ist, eben aufgrund der nicht-lokalen Einfluesse, auch schwerer anschaulich zu fassen, da wir es gewohnt sind im klassischen Bild zu denken. Ich will trotzdem versuchen, einige Punkte klarer zu machen.

    Das Argument mit den zu hohen Beschleunigungen der Atome eines Sterns ist etwas, auf dass wohl jeder stösst, der anfängt sich mit MOND zu beschäftigen. Die Frage ist im Endeffekt: Können wir Sterne als Punktmassen behandeln? Das von mir oben zitierte Paper zeigt, dass man ein System auch in MOND als Massenzentrum behandeln kann. Es ist, denke ich, so ähnlich wie bei der Quantenphysik: ab einer gewissen Größe können wir Systeme klassisch rechnen, obwohl wir wissen dass die internen Vorgänge anders sind.

    Eine zentrale Frage ist auch: Was ist der Unterschied zwischen internen und externen Beschleunigungen?

    Interne Beschleunigungen sind, bis zu einer gewissen Entfernung, grösser als a_0, daher ist das Objekt im inneren (z.B. Planetensystem) newtonisch. Ab einem gewissen Radius aber ist die effektive Beschleunigung des Systems kleiner, ab dort kann es dann wie ein Punktteilchen in modifizierter oder newtonscher Dynamik behandelt werden, je nachdem, wie stark das zugrundeliegened äußere Feld ist.

    Die Skalen von externe Beschleunigungen sind größer als das Objekt. Ist die externe Beschleunigung gering (z.B. Am Rang einer Galaxie), so verhält sich das Objekt wie ein Punktteilchen in MOND, ist die externe Beschleunigung aber groß (z.B. Im Zentrum einer Galaxie), so folgt es Newton.

    Der Bereich zwischen diesen Zonen ist, wie so oft, kompliziert und es gibt noch keine einheitliche Behandlung für ihn, verschiedene Übergangsfunktionen sind gebräuchlich. Achso, ich habe da auch noch ein Paper gefunden dass den Einfluss von MOND auf das Sonnensystem untersucht: http://arxiv.org/abs/0906.2937 . Wie gesagt, durch das externe Feld ist MOND eigentlich nicht gültig, aber je nach Form dieser Übergangsfunktion könnten minimale Effekte auftreten.

    Nun zu deinem Beispiel: Auch Sag A und Proxima Centauri würden den hiesigen Raum nach MOND krümmen, wenn sie alleine wären. Der Raum ist aber, aufgrund der gesamten Masseverteilung, bereits zu stark gekrümmt, so dass Newton gilt. Betrachtet man aber das Gesamtsystem Milchstrasse, so befindet es sich unter MOND-dominiertem Einfluss von Andromeda. Die interne Dynamik der Milchstrasse hat ja keinen Einfluss auf ihre Schwerpunktsbewegung.

    Der Raum braucht also keine Fallunterscheidungen. Entweder er ist “stark” gekrümmt und es gilt Newton, oder er ist nur schwach gekrümmt, dann weicht MOND von Newton ab. In diesem Bild ist die externe Beschleunigung so etwas wie eine “Hintergrundkrümmung” des Raumes, auf die dann die lokalen, stärkeren und daher Newton´schen Krümmungen aufsetzen. Damit lässt sich das System intern klassisch beschreiben, folgt als ganzes aber der modifizierten Dynamik.

    Schliesslich zu deinem Gedankenexperiment mit den Sternen: Auch eine grosse Anzahl an Sternen kann durch MOND beschrieben werden, wenn die Dichte der Sterne gering genug ist, die Beschleunigungen also kleiner als a_0 sind. Das ist zum Beispiel in Satellitengalaxien der Fall. Kommen sich dort dann zwei der Sterne sehr nahe, wird ihre gegenseitige Beschleunigung größer. So kann es dazu kommen, dass sie einander zeitweise newtonisch anziehen.
    Ist die Sternendicht aber sehr gross, so ist die Beschleunigung größer als a_0 und die Sterne folgen intern Newtons Dynamik. Ab einem gewissen Abstand (wo die Beschleunigung wieder kleiner a_0 wird) wirkt das System aber wiederum gemäß MOND.
    Gleiches gilt für einzelne Sterne. Jeder Stern wirkt gleich, was zählt ist die Gesamtbeschleunigung. Stellt du einen einsamen Stern irgendwo hin so wirkt er bis etwa 0.1 Lichtjahre laut Newton, weiter aussen laut MOND. Ist er aber von anderen Sternen umgeben die eine größere Gesamtbeschleunigung verursachen, so kann MOND dort nicht zum tragen kommen. Erst weiter draussen, wo die Beschleunigung unter a_0 gefallen ist, setzt die MOND Beschreibung wieder ein.

    Ich hoffe das hilft dir ein klareres Bild zu bekommen.

    Schönen Gruß,
    Marcel

  72. #72 Marcel
    3. August 2010

    Vielleicht interessiert manche von Euch: der allgemeinverständliche Artikel zu unserer Arbeit ist in der aktuellen Ausgabe der “Spektrum der Wissenschaft” erschienen. Er lässt sich auch kostenlos herunter laden. Ausserdem hat Spektrum uns gebeten einen Blog zum Thema zu eröffnen, um eine Diskussion zu ermöglichen. Dieser findet sich hier: http://www.scilogs.eu/en/blog/the-dark-matter-crisis

    @Aveneer: Ich wollte dir auch per Mail auf deine Kontaktformular-Anfrage antworten, aber scheinbar gibt es ein Problem mit deiner Emailadresse, meine Antwort ist zurück gekommen.

  73. #73 Aveneer
    3. August 2010

    Hallo Marcel,
    danke für deine Antwort.

    In der ART gibt es sogar so etwas wie Abweichungen von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit (Shapiro-Verzögerung).

    Das ist mir bekannt – aber auch diese Abweichung resultiert aus der Geometrie der Raumzeit. Eine Änderung dessen bewirkt aber eine weitere Abweichung? Aber das ist nur ein Bauchgefühl, ich werde deine Antwort nicht infrage stellen.

    Die Impuls-Interpretation von MOND bricht ja gerade die Symmetrie der Equivalenz von schwerer und träger Masse.

    Ich frage mich jedoch, warum alle Welt dann von einer Modifizierung der Gravitation spricht? Man muss doch nicht die Raumzeit stärker krümmen, wenn die Masse „leichter“ beschleunigt werden kann. Es ist ja nicht so, dass nur du dieses Bild der veränderten Raumzeitkrümmung verwendest. Alle sprechen von einer „MOdified Newtonian Dynamics“ die eine (imho) unnötige Abweichung von 1/r2 postuliert?
    Wäre es nicht sinnvoller von „MOdified Galileoian Dynamics“ zu sprechen?

    Siehst du einen Zusammenhang zum Machschen Prinzip der Trägheit? Wird das Diskutiert?

    Achso, ich habe da auch noch ein Paper gefunden dass den Einfluss von MOND auf das Sonnensystem untersucht:

    Wenn man unser Sonnesystem aus der Milchstraße nehmen würde und ins „Nichts“ setzen würde – würde die MOND für die Pioneer-Anomalie ausreichen? Sprich, durch die geringere Trägheit würde sie vom G-Feld stärker zurückgezogen als „normal“?

    Gruß
    Aveneer

  74. #74 wrentzsch
    30. August 2010

    Wie kommt ihr auf die Idee, dass der Urknall schon beendet ist?

  75. #75 Florian Freistetter
    30. August 2010

    @wrentzsch: Ähmm… weil der Urknall per definition der Anfang ist?

  76. #76 Ralf Paul
    Potsdam
    28. April 2013

    Ist Dunkle Materie notwendig?

    Mathematisch ist das Verhältnis von sichtbare und „Dunkler Materie“ aktuell mit 5% zu 95% angegeben, was einem einfachen Bruch 5/95=1/19 entspricht.
    Damit lässt sich die energetische Gesamtmenge auf das maximal 20fache steigern und ich bezweifle, dass eine so geringe Steigerung für ein unendliches Universum reicht.

    Physikalisch macht es genaugenommen auch keinen Sinn da hier eine Hebelfunktion von 1/19 beschrieben wird d.h. ein Hebel für Alles?
    Ein ziemlich kleiner Werkzeugkasten für ein ganzes Universum, dem ja jedes Schweizer Taschenmesser überlegen wäre.
    Vielleicht wäre es hier noch mal ganz sinnvoll bei Archimedes nachzulesen den der wusste wie das mit dem Hebel geht.

    Newton würde wahrscheinlich sagen, dass 1/19 zwar noch weit von einem Schwarzen Loch entfernt ist und eher einem Planeten / Mond Verhältnis entspricht.
    Auf Grund der vorliegenden Erkenntnisse würde man da aber keinen Urlaub machen wollen selbst wenn der Planet in einer habitablen Zone läge.
    Sicher würde er auch darüber nörgeln, dass man bei diesen Energiemengen noch einen Unterschied zwischen „Dunkler Materie und Energie“ macht, nur weil es schick aussieht?
    Alles genaugenommen Grundschulwissen und nachprüfbar.

    Mein Liebling bleibt ja Einstein, trotz seiner sechs in Geometrie.
    Falls E=mc² noch gültig ist, kann es die DM unter Einbeziehung der Rotationsgeschwindigkeit als zusätzlichen Multiplikator locker schlagen ohne auch nur ein Naturgesetz zu verletzen oder zu verbiegen.
    Denn E in diesem Fall wäre E dynamisch (wahrscheinlich besser) oder kurz Ed = Masse(m)*Umlaufgeschwindigkeit^2(c²)*Rotationsgeschwindigkeit (cr oder c1) schon bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 21Kmh schon überlegen.
    Da Einstein ja auf die Dominanz der Geschwindigkeit bei der Beschreibung der Energie hin weißt, müssten Umlaufgeschwindigkeit ( c ) und Rotationsgeschwindigkeit ( c1 ) mindestens gleichwertig sein, also mindestens die zweite Potenz haben, was wiederum zu Ed=mc²c1² führen würde, wo dann schon eine Rotationsgeschwindigkeit von 5Kmh schon locker ausreicht.
    In einem dreidimensionalen System sollten wir aber eher von einer dritten Potenz für die Rotationsgeschwindigkeit ausgehen was wiederum zu Ed=mc²c1³ führt und einer Überlegenheit von Einstein über die „Dunkle Materie“ ab 3Kmh Rotationsgeschwindigkeit.
    Oh Wunder und Alles mit einfachen Grundschulwissen und schon ist die „Dunkle Seite der Macht“ geschlagen?
    Es soll jedenfalls Objekte geben, die sich sogar schneller drehen.
    Sicher wird es dazu weiterhin eine geteilte Meinung geben, aber wer sich nicht der „Dunklen Seite der Macht“ ergeben will, dem sei Trost gegeben durch die Tatsache, das sich diese Aussagen nicht nur mathematisch beweisen lassen, sondern auch experimentell und es gibt sogar praktische Anwendungen.
    Inspiration können Sie sich in der Ballistik holen (der gezogene Lauf) oder Sie greifen ein altes Experiment auf(68 oder 69 glaube ich) „Die Energieabgabe eines Teilchens beim Durchschreiten einer Phasengrenzfläche“ hier wurde das 1. Mal nachgewiesen, dass ein Teichen deutlich mehr Energie abgab als es nach E=mc² haben dürfte.
    Leider zog man daraus die falschen Schlussfolgerungen, denn man vermutete das es doch etwas schnelleres wie das Licht gibt, was ja gar nicht notwendig ist und uns nur in Schwierigkeiten mit der Speziellen Relativitätstheorie bringt und da es schon genug Unsinn gibt, müssen wir ja nicht noch die Zeit verbiegen.

    Mit freundlichem Gruß
    Ralf Paul

  77. #77 Dietmar
    28. April 2013

    Oha: Wieder ein “Einstein-Widerleger”, der, wie könnte es anders sein, nichts richtig recherchiert:

    Mein Liebling bleibt ja Einstein, trotz seiner sechs in Geometrie.

    1. Quelle bitte!

    2. Was bedeutet diese Zensur?

    Und mit Deiner Pseudo-Physik beschäftige ich mich nicht.

    Ich bin jetzt beruflich weg für ´ne Weile. Grüße in die Runde!

  78. #78 JaJoHa
    28. April 2013

    @Ralf Paul
    Kleiner Tipp: Formeln mit Latex tippen, liest sich viel angenehmer: Ein Dollarzeichen dahinter latex und ein Leerzeichen und dann die Formel, beendet mit einen weiteren Dollarzeichen :-)
    Die Formel für Energie ist übrigens korrekter E=\gamma m_0 c^2_0 mit Vakuumlichtgeschwindigkeit c_0 und \gamma=\frac{1}{sqrt{1-\beta^2}}. Dabei ist \beta=\frac{v}{c}.
    Eine Kreisbahn würde man damit in folgender Art verarbeiten:
    Bahn nach der Zeit ableiten , r ist der Ortsvektor (KS ist dabei egal) \vec{v}=\frac{d\vec{r}}{dt}
    Das v² für “killt” die Vektoren und macht daraus Skalare.
    Funktioniert unabhängig von der Art der Bahnkurve, sofern stetig und (fast überall) differenzierbar.
    Und die Beschreibung des Experimentes klingt nach Übergangsstrahlung, damit funktionieren TRT. Da wird nur ein Bruchteil der kinetischen Energie in Strahlung umgewandelt. http://rkb.home.cern.ch/rkb/PH14pp/node194.html
    Da werden 10-30 keV bei GeV Teilchen abgestrahlt.
    Zum Thema “Raum verbiegen”
    Die Gravity Probes haben genau das nachgewiesen (ART Effekte durch die Erde)

  79. #79 JaJoHa
    28. April 2013

    Nachtrag
    Ich hab vergessen, zu sagen was m_0 ist. Das ist die Ruhemasse des betrachteten Objekts, also die Masse, die ich im IS (Inertialsystem) des Teilchens messen würde.

  80. #80 Adent
    28. April 2013

    @Ralf Paul
    Seltsam, das sie noch keine Nobelpreis bekommen haben, ach ich vergaß wegen der Weltverschwörung. Na dann viel Spaß beim rumphantasieren…

  81. #81 JaJoHa
    28. April 2013

    @Adent
    Ist schon merkwürdig, die wollen fast immer an die Formel für Energie ran und vergessen dabei parktisch immer die Masse korrekt aufzulösen in Ruhemasse und Lorentzfaktor 😉

  82. #82 Adent
    28. April 2013

    @JaJoHa
    Einfaches Schulwissen halt, hat er ja selbst geschrieben 😉

  83. #83 JaJoHa
    28. April 2013

    @Adent
    Ja, das ist so als ob ich dir mit Schulwissen aus Bio erklären wollte, wie du einen T-Rex aus Hühnern zu klonen hast 😉
    Das Problem ist fast immer, das die Leute nicht die Formel inklusive der nötigen Mathematik und den Zusammenhängen haben, sondern nur E=mc²

  84. #84 Mirko
    2. März 2016

    Hallo FF,

    Der Thread hier hat schon viel Unsinn gesehen. Ich hab eigentlich eine Frage zum ursprünglichen Thema, aber hat ja Stand 2010. Wie ist der Stand heute aus Deiner Sicht? Der Bonner Prof Pavel Kroupa scheint felsenfest der Ansicht, dass gewisse Beobachtungen Dunkle Materie ausschließen, während zB am CERN danach gesucht wird. Ist er ein Spinner? Falsch verstanden? Oder ist das eine ernsthafte Alternative? Oder ist sie durch jüngste Beobachtungen einfach nur (un-) wahrscheinlicher geworden?

    Danke!

  85. #85 Florian Freistetter
    2. März 2016

    @Mirko: Ich bin kein Experte auf diesem Gebiet. Aber mWn gibt es ausreichend Beobachtungen, die dunkle Materie zwingend nötig machen. Das heißt nicht, dass es auch ne andere Gravitationstheorie a la MOND geben kann. Aber selbst die käme nicht ohne dunkle Materie aus. Und am CERN sucht man nicht direkt nach “dunkler Materie”. Sondern nach hypothetischen Elementarteilchen, die aber – sofern vorhanden – die Bestandteile der dunklen Materie sein könnte.

  86. #86 Captain E.
    2. März 2016

    Tja, solange Professor Kroupa nicht glasklar beweisen kann, dass es Dunkle Materie nicht geben kann oder zumindest ein paar gute Belege dafür angeben kann, muss man ihn leider als “Spinner” ansehen. In der Vergangenheit waren bekanntlich manche Spinner in Wahrheit Genies, aber die meisten waren eben doch nur dieses: Spinner.

  87. #87 Alderamin
    2. März 2016

    @Mirko

    Eine modifizierte Gravitation ist einerseits nicht mit der gut belegten Allgemeinen Relativitätstheorie vereinbar und andererseits erklärt sie weder den Bullet Cluster (wo dunkle und sichtbare Materie sich getrennt haben), noch andere Gravitationslinseneffekte zwischen Galaxien, nicht das Spektrum der Hintergrundstrahlung (Punkt 7) und nicht das relative Verhältnis der Elemente, die beim Urknall entstanden. Das ist einfach mal eine schlechtere Erklärung als Dunkle Materie. Der DM vorzuwerfen, man habe ihre Bestand-Teilchen noch nicht gefunden, ist auch kein gutes Argument, denn eine Begründung für eine Abweichung vom Gravitationsgesetz gibt es ja auch nicht. Man fittet einfach die Formel an die Beobachtung (Rotationskurven der Spiralgalaxien). Das geht immer irgendwie und bringt keine neue Erkenntnis oder falsifizierbare Vorhersagen.

  88. #88 StefanL
    3. März 2016

    Na ja, “die modifizierte Gravitation” gibt es ja so nicht. Noch wird meistens darunter MOND verstanden und die reicht kaum zur Beschreibung der bennannten Phänomene. Erfolgreicher ist da schon TeVeS (Tensor-Vektor-Skalar)- oder f( R)-Gravity. Und die STVG taugt u.a. wohl auch zur Erklärung von CMB und dem Bullet Cluster.
    Alles in allem ist das (meiste) nicht ein “fitting der Formeln” vergleichbar den Epizyklen ggüb. Kepler’schen Gesetzen sondern ein Modifizieren/Verallgemeinern der strukturellen Beschreibung von “Variablen”, hier spezifisch eben von denen die in den ART Gleichungen autftreten.

    Das “Rumgeeiere” bei der ( immer noch hypothetischen) Dunklen Materie ( bspw. http:// http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/news/2015/dunkle-materie-und-dunkle-energie-bleiben-raetselhaft/ ) , Axionen oder Teilchen die nur der Gravitation und der starken Wechselwirkung unterliegen und/oder WIMPS sogar in mehreren Varianten und SUSY Modelle deren Testergebnisse bestimmte vormals favorisierte Modelle wohl ausschließen, vergrößert ja auch nicht gerade die Verläßlichkeit derartiger Theorien.

    Einigkeit besteht dabei bei all diesen Erklärungsansätzen darüber, daß die Beschreibung der Gravitation gemäß dem Energie-Impuls(Spannungs)-Tensor mit der baryonischen Materie allein ( + Dunkler Materie?) wie gehabt (ohne modifizierte T_μν ?) so eher nicht der Weisheit letzter Schluß ist.
    Und natürlich hat das letzte Wort das Experiment. Aber selbst wenn die Suche nach “neuen” Teilchen nicht völlig aufgegeben wird, stellt sich die Frage nach wieviel Fehlversuchen eines Nachweises ggfs. doch bestimmte Modifikationen als (i.w.) zielführender zu werten sind.

    Und um es nicht unerwähnt zu lassen: (stringtheoretische) Modelle mit parallel Universen resp. Branen-/ekpyrotische Modellierung (vgl. auch die verfrüht kommunizierten “Ergebnisse” von BICEP2) sind ebenfalls (noch) nicht ausgeschlossene Erklärungsansätze. ( https:// de.wikipedia.org/wiki/Ekpyrotisches_Universum )

  89. #89 Captain E.
    3. März 2016

    Nun, Fakt ist, dass es Teilchen gibt, die ziemlich gut zu dem passen, wie die Dunkle Materie sein müsste. Das sind die Neutrinos. Alleine reichen sie zwar nicht aus zur Erklärung der beobachteten Phänomene, aber wenn es solche Teilchen gibt (drei verschiedene Neutrinotypen!), dann spricht zunächst einmal nichts grundsätzlich dagegen, dass weitere Teilchen mit passenden Eigenschaften existieren.

  90. #90 Alderamin
    3. März 2016

    @StefanL

    Aber selbst wenn die Suche nach “neuen” Teilchen nicht völlig aufgegeben wird, stellt sich die Frage nach wieviel Fehlversuchen eines Nachweises ggfs. doch bestimmte Modifikationen als (i.w.) zielführender zu werten sind.

    Hypothetische Teilchen, die nur und ausschließlich über Gravitation wechselwirken, sind ausgesprochen schwierig nachzuweisen; dass sie auch schwach wechselwirken oder sich paarweise vernichten könnten, folgt ja nur der Logik, den verlorenen Schlüssel dort zu suchen, wo der Lichtschein der Straßenlaterne hin fällt. Beides muss ja nicht notwendigerweise der Fall sein. Tatsache ist, dass die DM-Hypothese die oben genannten Beobachtungen am besten erklärt.

    Aber am CERN wurden neulich von beiden Detektoren Hinweise auf ein neues Teilchen jenseits des Standardmodells gefunden. Bis jetzt reicht die Signifikanz noch nicht (obwohl die Kurve rein optisch gesehen ziemlich eindeutig nach einem solchen Teilchen aussieht), aber im Laufe des Jahres wird man sicher mehr erfahren. Und da könnte noch ein ganzer Rattenschwanz dran hängen. Solange dieser Bereich noch nicht ausgelotet ist (und jenseits des Standardmodells muss es noch neue Physik geben, schon wegen der CP-Verletzung) ist es zu früh, die Dunkle Materie schon abzuschreiben.

  91. #91 StefanL
    3. März 2016

    @Captain E.
    Neutrinos sind aber wohl HDM und nicht CDM.
    Wie soll es mit (hypothetischen!) sterilen Neutrinos aussehen? Neutrinos nicht der Neutrino Osszillation unterworfen?
    Unbestritten sind im Laufe der Geschichte immer wieder Teilchen aus theoretischen Vorhersagen erfolgt und haben sich experimentell bestätigen lassen – wenn auch, wie gerade im Falle von (HDM-)Neutrinos und ihrer Oszillationseigenschaft, nicht ganz so einfach wie erstmal postuliert.
    Einige der aktuellen (SUSY-)Theorien und damit ihre impliziten Teilchen(LSPs) sind aber wohl nicht zutreffend &rightarrow; https://cds.cern.ch/record/2117955/files/arXiv:1512.08002.pdf

  92. #92 Captain E.
    3. März 2016

    Nun fang hier mal nicht an, Haare zu spalten, StefanL. Wenn es die besagte Dunkle Materie geben sollte, dann hätte die nun einmal genau die Eigenschaften, die wir heutzutage den Neutrinos zuschreiben: Sie haben offensichtlich eine Ruhemasse ungleich Null und wechselwirken mit Massen und zudem unterliegen sie der schwachen Wechselwirkung. Die Neutrinos sind nun als heiß und schnell, aber warum soll es nicht noch weitere geben, die kalt und langsam sind? Denkbar ist das auf alle Fälle. Oder man findet irgendwann einen Abkühlungsprozess für Neutrinos, an den man noch nie zuvor gedacht hatte. Aber wenn die beiden großen Detektoren am LHC bereits jetzt Hinweise liefern, dann dauert es wohl wirklich nicht mehr lange, bis die Frage nach der ominösen dunklen Materie ganz oder teilweise beantwortet sein wird.

  93. #93 StefanL
    3. März 2016

    @Alderamin
    Klar, jenseits der aktuellen Messmöglichkeiten bleibt immer noch “Raum”. Für die aktuellen 13TeV gilt wie für die alten 8 TeV Ergebnisse bis auf weiteres (Zitat aus dem von Dir verlinkten Artikel:)
    The new ATLAS and CMS results do not show any significant excesses that could indicate the presence of particles predicted by alternative models such as supersymmetry. The two experiments have therefore established new limits for the masses of these hypothetical new particles.
    Bleibt spannend was neue ‘runs’ ergeben.
    Die Frage, falls ein Partikel (e.g. das 750GeV Signal ist kein weiteres Higgs) nachgewiesen wird, bleibt ob es ausreichend für eine vollständige(re) Erklärung ist oder nicht. Deswegen schrieb ich auch “…(i.w.) zielführend “.
    Mal ganz naiv gefragt: Wenn die DM-Teilchen entsprechend schwer sind, gibt es ja auch weniger – und damit natürlich auch (wahrscheinlich) weniger annhilierende Kollisionen… Gibt es über diesen Gedanken( sofern das nicht völliger Blödsinn ist) irgendwelche Abschätzungen über beobachtete Strahlung hin zu der (Massen-)Größenordnung der (nach wie vor hypothetischen) DM-Teilchenklasse? Etwa so Simulationskurven in der Art von “Teilchenmasse & Annhilationswahrscheinlichkeit deckt Gravitationseffekt & beobachtete (Annhilations-)Strahlung”?

    Tatsache ist, dass die DM-Hypothese die oben genannten Beobachtungen am besten erklärt.

    Wie willst Du das gegenwärtig begründen? Wo ist STVG tatsächlich schlechter als DM?
    Es stimmt zwar, dass Gravitation (zumindest nach unserem Verständnis) stets mit Materie(Masse/Energie) gekoppelt ist und sich daher gravitationelle (gravitative?) Fragen mit Materie angehen lassen. Das bedeutet aber doch keineswegs, dass wir den “Koppelungsmechanismus” tatsächlich vollständig beschrieben, geschweige denn (vollständig) verstanden haben.
    Niels hatte im Was können und wozu braucht man Gravitationswellen?-thread das paper Mass and Angular Momentum in General Relativity verlinkt (Btw, schon ein Satz aus dem dortigen abstract ist zitierwürdig: This article is not intended to be a rigorous and exhaustive review of the subject, but rather an invitation to the topic for non-experts. 😉 ). Insbesondere ist da die (hintergrundunabhängige) Hawking-Energie (Gl. (60) ) aufgeführt. Eine Beschreibung gravitativ wirksamer “Energie” nicht unwesentlich abhängig von der betrachteten (topologischen) Oberfläche entsprechender Raum(zeit)-bereiche sowie der metrischen Struktur. D.h. (zumindest interpretiere ich das so) ebenfalls ein (theoretischer) Hinweis auf strukturell-formal abhängige Gravitationswirkung schon aus der “Was-ist–gravitativ-wirksame-Materie”-Frage selbst heraus.

    @Captain E.
    Haarespalten? Nun, wie soll es sich denn bei “abgekühlten” Neutrinos mit der Oszillation verhalten (Massen- und Verweildauerdifferenzen)? Und wie soll das zu DM-Halos passen?
    …und ansonsten immer langsam mit den jungen Pferden – siehe obiges Zitat aus dem CERN-Artikel selbst…

  94. #94 Mirko
    3. März 2016

    Jetzt hat sich leider niemand mit den .. Indizien.. auseinander gesetzt, die der Kölner Prof gegen DM ins Feld führt. Ich vermeide “Beweise”, obwohl er das selbst so sieht. Und ich geh mal davon aus, dass er grundsätzlich mehr Ahnung vom Thema als ich hat und wohl auch mehr als die meisten Foristen hier (sorry). Warum wird er trotzdem ignoriert? Ist er eher ein Däniken oder haben alle anderen Scheuklappen, so dass nicht sein kann was nicht sein darf?

  95. #95 Krypto
    3. März 2016

    @Mirko:
    Meinst Du den aus Bonn:
    https://astro.uni-bonn.de/~pavel/
    Allein schon die Tatsache, dass er dort arbeitet, zeigt doch, dass er
    1) kein Däniken ist
    2) er seine andere Sicht ohne weiteres, insbesondere ohne direkte Auswirkungen auf seine Anstellung, verkünden kann.
    Es ist sogar außerordentlich wichtig in der Wissenschaft, dass alles hinterfragt, angezweifelt und geprüft wird. Stichwort ist: “Falsifikation”.
    Die überwiegende Mehrzahl von Fachleuten ist allerdings nicht seiner Meinung.
    Dass er ignoriert wird, behauptet er wohl kaum, das scheint mir eher Deine Meinung zu sein.
    That´s all.

    so dass nicht sein kann was nicht sein darf?

    Das erinnert mich an einen bayrischen Mathematiklehrer mit chronischer Selbstüberschätzung 😉

  96. #96 PDP10
    3. März 2016

    @Mirko:

    “Jetzt hat sich leider niemand mit den .. Indizien.. auseinander gesetzt, die der Kölner Prof gegen DM ins Feld führt. […] Warum wird er trotzdem ignoriert? Ist er eher ein Däniken oder haben alle anderen Scheuklappen, so dass nicht sein kann was nicht sein darf?

    Das sich da grad niemand mit auseinander gesetzt hat, liegt wohl eher an dem kleinen “Großstreit” der da oben um Wortklauberei geführt wird … :-).

    Aber nein, Prof. Kroupa ist ganz sicher kein Spinner und übrigens ist er Prof an der Uni Bonn – nicht Köln.

    Ich schliesse mich allerdings Florian an, wenn er schreibt, dass Kroupas Behauptung, dass es viele Indizien gibt, die die DM wiederlegen, übertrieben ist.

    Wir wissen was wir messen. Das ist das Eine.

    Kroupa und seine Kollegen versuchen nun eine Gravitationstheorie aufzustellen, die diese Messungen erklären ohne anzunehmen, dass da jede Menge Materie ist, die man im wahrsten Sinne des Wortes nicht sieht.
    Das ist gar keine so dumme Idee. Wenn man es genau nimmt, suchen wir ja jetzt schon über 80 Jahre nach dem Zeug (seit den ersten Beobachtungen von Zwicki der Bewegung von Galaxienhaufen, die mit der sichtbaren Materie alleine nicht erklärbar wären).

    Leider funktioniert Kroupas MOND Theorie wohl auf anderen Gebieten noch nicht sehr gut.

    Aber, wie gesagt, Spinnerei ist das nicht. Sondern das was Wissenschaftler immer machen, wenn sie nicht weiterkommen: Eine neue Hypothese aufstellen und sehen wie sie sich so schlägt.
    ZB. was die Vorhersage von Resultaten von Experimenten angeht oder dem Ausrechnen von dem was man schon beobachtet hat usw.

    Es ist nur so, dass alles was wir bisher wissen der dunklen Materie im Vergleich zu Kroupas Theorie deutlich bessere Chancen einräumt, als die Dortmunder am Samstag gegen Bayern haben werden.

    Aber ich vermute mal, die nächsten paar Jahre werden da Antworten bringen.
    Interessante Zeiten in denen wir leben! :-).

  97. #97 Captain E.
    4. März 2016

    @StefanL:

    Haarespalten? Nun, wie soll es sich denn bei “abgekühlten” Neutrinos mit der Oszillation verhalten (Massen- und Verweildauerdifferenzen)? Und wie soll das zu DM-Halos passen?
    …und ansonsten immer langsam mit den jungen Pferden – siehe obiges Zitat aus dem CERN-Artikel selbst…

    Tja, daran solltest du dich selber halten. Stand der Dinge ist nun einmal, dass die meisten Wissenschaftler die Existenz schwach und gravitativ wechselwirkender Materie als am wahrscheinlichsten ansehen. Fakt ist, dass derartige Materie bereits entdeckt wurde, sogar drei verschiedene Teilchen. Wenn es drei Teilchen gibt, die die aufgestellten Bedingungen prinzipiell erfüllen, warum soll es nicht auch noch ein viertes, fünftes oder sechstes Teilchen geben?

    Das mit dem “Abkühlen der Neutrinos” ist nur mal etwas, was ich aus dem Handgelenk geschüttelt habe. Die Beurteilung, ob es da etwas geben kann, überlasse ich gerne den Experten. Fakt ist natürlich, dass das gemeine Neutrino Ruhemasse haben muss, da es mit etwas niedrigerer Geschwindigkeit als der Lichtgeschwindigkeit unterwegs ist. Wenn es also nicht lichtschnell fliegen kann, ist jede denkbare Geschwindigkeit relativ zu was auch immer vorstellbar, inklusive einem relativen Stillstand. Wenn die Dunkle Materie, die die Bildung der sichtbaren Materie erst bewirkt haben soll, tatsächlich kalte Neutrinos und nicht etwas völlig neues sein sollte, dann müssten sie schon seit kurz nach dem Urknall so langsam unterwegs sein. So ganz verstanden ist der aber nun bei weitem nicht. Aber wie obe bereits erwähnt: Vielleicht findet man bald ein paar neue Kandidaten für die Dunkle Materie.

  98. #98 Florian Freistetter
    4. März 2016

    @PDP10: “Aber nein, Prof. Kroupa ist ganz sicher kein Spinner und übrigens ist er Prof an der Uni Bonn – nicht Köln.”

    Ich glaube, einer seiner Mitarbeiter hat sogar mal nen Gastbeitrag bei mir im Blog geschrieben…

  99. #99 Florian Freistetter
    4. März 2016

    @Mirko: “Jetzt hat sich leider niemand mit den .. Indizien.. auseinander gesetzt, die der Kölner Prof gegen DM ins Feld führt. “

    Ähm. Schau mal die wissenschaftliche Literatur durch (zb hier: http://arxiv.org). Wissenschaftliche Fachartikel zu MOND et al. wurden und werden regelmäßig publiziert. MOND ist ein völlig normaler Teil des wissenschaftlichen Diskurses. Es ist halt nur so, dass die Mehrheit der Astronomen in der dunklen Materie den besseren Erklärungsansatz sieht. Weder sind MOND-Forscher “Dänikens”; noch gibt es da “Scheuklappen”.

  100. #100 Alderamin
    4. März 2016

    @StefanL

    The new ATLAS and CMS results do not show any significant excesses that could indicate the presence of particles predicted by alternative models such as supersymmetry.

    SuSy muss ja auch nicht stimmen. Jedenfalls ist da anscheinend noch was, was nicht im Standardmodell steckt. Den Theoretikern wird ohne Zweifel etwas einfallen.

    Gibt es über diesen Gedanken( sofern das nicht völliger Blödsinn ist) irgendwelche Abschätzungen über beobachtete Strahlung hin zu der (Massen-)Größenordnung der (nach wie vor hypothetischen) DM-Teilchenklasse?

    Kurze Google-Suche: ja, gibt es.

    Wo ist STVG tatsächlich schlechter als DM?

    Ich kenne STVG nicht, aber DM erklärt in jedem Fall auch die Expansionsrate, die zur Bildung der beobachteten Menge an Helium und Lithium bei der Nukleosynthese vorhanden war, und da war die Materie dicht wie im Inneren eines Sterns und das gewöhnliche Gravitationsgesetz für große Feldstärken sollte da greifen (die MOND-Varianten sehen ja eher Abweichungen bei geringen Feldstärken). Und die gleiche DM-Menge relativ zu den Baryonen passt auch zu den Rotationskurven und Geschwindigkeiten der Galaxien in Galaxienhaufen. Und dann muss eine modifizierte Gravitation erklären, warum in manchen Fällen Gravitationswirkung zwischen Galaxien ohne nachweisbare baryonische Materie auftritt. Da könnten natürlich irgendwelche Sternleichen herum hängen, aber warum sollten sie das gerade dort tun?

  101. #101 StefanL
    5. März 2016

    @Alderamin
    Danke für den link zu einer Formel der Annihilationsratenschätzung (bei WIMPs). Neben ein paar weiteren Parametern/Bedingungen (Kollisionsschätzung…) naheliegend berücksichtigend die (Ruhe-)Masse eines Partikels sowie die Geschwindigkeit/Temperatur. Bezogen auf den aktuellen(?) Kenntnisstand (und hier setzt dann meine Frage bzgl. Simulation und beobachteten Phänomenen an) ist die beobachtete mögliche Annihilationsstrahlung ja äußerst gering. Das heißt dann wohl entweder die Partikel sind sehr langsam (wie passt das dann zur Filamentbildung? Gebe da ggfs. der Bullet (oder derTrainwreck) Cluster eine Abschätzung (v ggüb. CMB)?), doch so gut wie keine Annihilation (Konsequenzen für die Teicheneigenschaften?) oder sie sind einigermaßen schwer ( und hier vielleicht eine Abschätzung bspw. abgeleitet aus den Annahmen des Milchstraßen-DM-Halos?). Zumindest letzteres gäbe dann ja auch u.U. einen Hinweis auf die ggfs. zu erwartenden LHC Signale (bzw. in welchen Bereichen die gegenwärtigen DM-Modelle Vorhersagen treffen).

    Und zur STVG ( J.W. Moffat et al. arbeiten sich daran ab):
    Rotationskurven – arxiv.org/abs/astro-ph/0506370
    Tully-Fisher – arxiv.org/abs/0712.1796
    Massenprofile, GalaxienCluster – arxiv.org/abs/astro-ph/0507222 , arxiv.org/abs/0708.1935
    Bullet Cluster – arxiv.org/abs/astro-ph/0702146
    CMB und Expansion (primordiale Nukleosynthese) – arxiv.org/abs/0710.0364

    Ist für die primordiale Nukleosynthese darüber(Expansion) hinaus DM, bspw. als “Katalysator”, notwendig so wäre das dann wohl in wesentlich geringerem Maße notwendig als bei “nur-DM”-Modellen und würde DM entsprechend selten machen.

  102. #102 StefanL
    5. März 2016

    @Captain E.

    daran solltest du dich selber halten.

    Wo habe ich
    The new ATLAS and CMS results do not show any significant excesses that could indicate the presence of particles predicted by alternative models such as supersymmetry.
    missverstanden? (Du willst doch sicherlich nicht Haare spalten und hier ‘alternative models such as supersymmetry’ nur auf SUSYs bezogen haben…)

    Stand der Dinge ist nun einmal, dass die meisten Wissenschaftler die Existenz schwach und gravitativ wechselwirkender Materie als am wahrscheinlichsten ansehen.

    Dieses Argument verstehe ich nicht. Was möchtest Du damit sagen?

    Fakt ist, dass derartige Materie bereits entdeckt wurde, sogar drei verschiedene Teilchen. Wenn es drei Teilchen gibt, die die aufgestellten Bedingungen prinzipiell erfüllen, warum soll es nicht auch noch ein viertes, fünftes oder sechstes Teilchen geben?

    Vielleicht wegen der Unitarität der PMNS-matrix?

    Wenn es also nicht lichtschnell fliegen kann, ist jede denkbare Geschwindigkeit relativ zu was auch immer vorstellbar, inklusive einem relativen Stillstand.

    Selbst mit c fliegend würde ein parallel mit c fliegendes etwas stillstehen…und zwei diametral ausgesandte Neutrinos bewegen sich relativ zueinander mit annährend 2c…Kannst Du mir das was Du damit aussdrücken willst genauer erläutern? Oder soll das nur ein subtiler Hinweis auf (hypothetische) Majorana-Teilchen oder Chiraitätsbrüche sein?

    Vielleicht findet man bald ein paar neue Kandidaten für die Dunkle Materie.

    Sofern tatsächlich entsprechende Partikel, i.e. mit hinreichenden Eigenschaften, entdeckt werden (ein weiteres Higgs ist eher keine so gute DM-Erklärung).
    Irgendwie faßt das “ein paar neue Kandidaten” ein/das (gegenwärtige)Dilemma der DM-Theorie(n) zusammen. Es wimmelt ja nur so vor hypothetischen DM-Teilchen (denen die entsprechend benötigten Eigenschaften zugewiesen werden) – nahezu vergleichbar dem Teilchenzoo vor dem Standardmodell.

    Psychologisch ist das ja auch irgendwie erklärbar: Etwas faßbares( Teilchen) wird präferiert ggüb. einer abstrakten formalistischen Erklärung. Ist ähnlich dem Planeten Vulkan innerhalb der Merkurbahn vs. ART.
    Aber bitte nicht missverstehen: dies ist kein Argument in die eine oder die andere Richtung.

  103. #103 PDP10
    5. März 2016

    @Krypto:

    Das erinnert mich an einen bayrischen Mathematiklehrer mit chronischer Selbstüberschätzung

    Ach jetzt weiss ich, wen du meinst .. mann hat das gedauert mit dem Groschen :-).

  104. #104 Krypto
    5. März 2016

    @PDP10:
    ROFL, das ist wortwörtlich von ihm aus nem unterirdischen tp-Artikel übernommen 😉

  105. #105 Alderamin
    7. März 2016

    @StefanL

    Das heißt dann wohl entweder die Partikel sind sehr langsam (wie passt das dann zur Filamentbildung? Gebe da ggfs. der Bullet (oder derTrainwreck) Cluster eine Abschätzung (v ggüb. CMB)?)

    Die Teilchen müssen langsam sein, um Filamente bilden zu können (deswegen heißt das Modell ja auch “Lambda-Cold Dark Matter”) ansonsten würden sie die Fluchtgeschwindigkeit von Filamenten, Galaxienhaufen und Galaxien übertreffen und ihnen enfliehen. Deswegen funktionieren gewöhnliche Neutrinos nicht als DM.

    doch so gut wie keine Annihilation (Konsequenzen für die Teicheneigenschaften?)

    Ist wohl eine Frage des Wirkungsquerschnitts. Wie nahe müssen sich solche Teilchen kommen? Wie oft begegnen sie sich? Die mittlere Dichte in der Milchstraße soll so bei einer Protonenmasse pro drei Kubikzentimeter liegen. Wenn die Teilchen einige GeV haben (Proton knapp 1 GeV), dann liegen aus mikrokosmischer Sicht Welten zwischen ihnen.

    oder sie sind einigermaßen schwer ( und hier vielleicht eine Abschätzung bspw. abgeleitet aus den Annahmen des Milchstraßen-DM-Halos?)

    Über die Masse der Teilchen lässt sich nur spekulieren, einzig die Dichte kann man ermitteln. Viele leichte Teilchen oder wenige massive pro Volumeneinheit ergeben die selbe Dichte.

    Und zur STVG ( J.W. Moffat et al. arbeiten sich daran ab):
    Rotationskurven – arxiv.org/abs/astro-ph/0506370
    Tully-Fisher – arxiv.org/abs/0712.1796
    Massenprofile, GalaxienCluster – arxiv.org/abs/astro-ph/0507222 , arxiv.org/abs/0708.1935
    Bullet Cluster – arxiv.org/abs/astro-ph/0702146
    CMB und Expansion (primordiale Nukleosynthese) – arxiv.org/abs/0710.0364

    Danke für die Links.

    Ist für die primordiale Nukleosynthese darüber(Expansion) hinaus DM, bspw. als “Katalysator”, notwendig so wäre das dann wohl in wesentlich geringerem Maße notwendig als bei “nur-DM”-Modellen und würde DM entsprechend selten machen.

    Wie gesagt, die Teilchendichte, die zur Nukleosynthese passt, passt auch zur beobachteten Gesamtmenge, mit der man die Rotationskurven der Galaxien erklären kann. Wenn da eine modifzierte Gravitation mitspielte und weniger DM nötig wäre, dann würde die Menge nicht mehr zur Nukleosynthese passen. (“Katalysator” klingt ein bisschen danach, als ob die Teilchen an der Nukleosynthese selbst teilgenommen hätten, aber ihre Dichte hat lediglich die Expansion des Universums gebremst, so dass die zur Fusion der heute im unveränderten Gas gefundenen Anteile von Deuterium, Helium, Lithium etc. nötigen Bedingungen lange genug anhalten konnten).