Gestern war in Potsdam (wo ich mich gerade aufhalte) noch strahlend blauer Himmel und auch am Abend stand ein leuchtender Mond in der klaren Nacht. Aber all das, was wir so sehen, wenn wir die Welt betrachten, ist eigentlich nur Beiwerk. Der überwiegende Teil des Universums besteht aus etwas, das wir nicht sehen können. Dieses “Etwas” nennen wir “dunkel”. Es gibt dunkle Materie und es gibt dunkle Energie (die man nicht miteinander verwechseln darf). Für die Entdeckung der letzteren haben im Jahr 2011 drei Forscher den Physik-Nobelpreis bekommen. Einer davon ist Saul Perlmutter, über den ich ja schon im Sommer anlässlich meines Besuchs bei der Nobelpreisträger-Konferenz in Lindau berichtet habe. Ein anderer ist Adam Riess, der kürzlich einen Vortrag bei der Royal Institution gehalten hat.

Der Mond macht das dunkle Universum ein klein wenig heller - zumindest in Potsdam

Der Mond macht das dunkle Universum ein klein wenig heller – zumindest in Potsdam

Und da das Wetter heute in Potsdam leider wieder trüb und dunkel ist und vermutlich auch in Berlin (wo mein nächstes Ziel ist) nicht besser sein wird, ist das der ideale Tag um sich den Vortrag von Riess über “Das dunkle Universum” anzusehen:

Kommentare (47)

  1. #1 emreee
    25. Oktober 2015

    Offtopic :
    Im Bezug auf den Kic 8462852 Stern, wurde ich auf diesen Eintrag aufmerksam gemacht . Erscheint mir persönlich sehr logisch , was nichts heißen muss.
    “After obsessing over the graphs in the Boyajian paper for a while, I ran across a paper posted by commenter Michael at Centauri Dreams: “Measurement of spin-orbit misalignment and nodal precession for the planet around pre-main-sequence star PTFO 8-8695 from gravity darkening” (Barnes, et al., 2013) [pdf]. This paper goes a long way toward explaining the anomalous light curves of KIC 8462852.

    The idea is that some stars don’t have uniformly bright disks. Some stars spin at a high rate, giving them an oblate spheroidal shape and causing an effect called “gravity darkening”.

    When a star is oblate, it has a larger radius at its equator than it does at its poles. As a result, the poles have a higher surface gravity, and thus higher temperature and brightness. Thus, the poles are “gravity brightened”, and the equator “gravity darkened”.[1]

    The star becomes oblate (and hence gravity darkening occurs) because the centrifugal force resulting from rotation creates additional outward pressure on the star. [Gravity darkening] ”

    http://www.desdemonadespair.net/2015/10/did-kepler-space-telescope-discover.html

    http://www.desdemonadespair.net/2015/10/did-kepler-space-telescope-discover.html

  2. #2 rolak
    25. Oktober 2015

    (angefangen 11:47 🙂 gegendtypisch, Kommentarfeed hat wie üblich den Artikelfeed so was von lässig überholt…)

    Na schaun wir mal (offline), ob er mich beim Vortrag hält.

    (high noon: Von diesem post weiß ich offiziell immer noch nix…)

  3. #3 rolak
    25. Oktober 2015

    (13:01, der Artikelfeed hats soeben auch schon geschafft)

    Ist ja ein KollektivVortrag, nicht nur Riess – und schön überblickend beschreibend. Kann bei Fragen zum Thema sicherlich hifreich weiterverlinkt werden.

  4. #4 robsn
    26. Oktober 2015

    Sehr nett von dem Herren sich mit Doppel-S zu schreiben, um von Adam Ries unterscheidbar zu sein. Wunderte mich beim ersten Lesen schon, dass er kürzlich einen Vortrag gehalten hat.

  5. #5 Thorsten Heitzmann
    26. Oktober 2015

    Es existiert weder “dunkle Materie” noch “dunkle Energie”.
    Es gibt keine “Raumzeit”, keine “4te Dimension” und keine “Raumzeitkrümmung”
    Unabhängig von alten Irrungen werden die Annahmen der Theoretiker immer abstruser und kränker !

    Link :
    https://derstandard.at/userprofil/postings/84963

    L.G.

  6. #6 Florian Freistetter
    26. Oktober 2015

    @Thorsten: Wenn sie schon der Meinung sind, sie würden die gesamte moderne Physik & Astronomie widerlegen, dann würde ich als Quelle doch mehr erwarten, als einen Kommentar im Forum einer Online-Zeitung…

  7. #7 Thorsten Heitzmann
    26. Oktober 2015

    Sehr geehrter Hr. Freistetter !
    Nicht eine einzige dieser angeblichen “Erkenntnisse” haben Sie sich durch logische Reflexion erarbeitet und Beweise geliefert.
    Diese Idiotismen stammen “gottlob” nicht von ihnen.

    Alle rezitieren nur kritiklos den abstrusen Unsinn von Unterbelichteten.

    Und auf Quellen von leider weniger begabten sollte niemand hinweisen.

    L.G.

  8. #8 Florian Freistetter
    26. Oktober 2015

    @Thorsten Heitzmann: Wollen sie hier nur rumpöbeln? Wenn sie der Meinung sind, die Astronomen (zu denen ich auch gehöre) die dunkle Materie und dunkle Energie erforschen, wären alle “unterbelichtet” und sie wüssten besser Bescheid über das Universum als der Rest der Menschheit, dann brauchen sie schon mehr als nur Beleidigungen, wenn sie andere davon überzeugen wollen. Für den Anfang wäre ich schon mit ein paar wissenschaflichen Publikationen zufrieden, in denen sie ihre Thesen darlegen.

  9. #9 Sabine Frank
    Hofbieber
    26. Oktober 2015

    Vielen Dank für den tollen Eintrag und das Video von Adam Ries. Klasse, gerne mehr solcher Tipps…. Astrodictum Simplex ist super. Und auch das WRINT finde ich richtig gut. Wenn für einige wenige nur wahr ist, was ihrer Meinung wahr sein darf, dann ist das traurig, aber nur für diejenigen.

  10. #10 Thorsten Heitzmann
    31. Oktober 2015

    @ # 8 : Im erwähnten Link schreibt eine extraordinäre Inselbegabung.
    Der aber von Blöden gemobbt wird.

    Sie sind Astronom.
    Und geben vor auch theoretischer Physiker zu sein.
    Und eben diese sind ja die abstrusen Märchentanten.

    Natürlich fühlen sich die Widerlegten auf den Schlips getreten.
    Nur kümmern Mündige, die wollen dass sich etwas bewegt, nicht die Befindlichkeit der Dummen.

    l.G.

  11. #11 rolak
    31. Oktober 2015

    eine extraordinäre Inselbegabung

    Eindeutig, Thorsten, in Punkto Physik zB exakt die Begabung einer mittelgroßen Hallig.

  12. #12 Adent
    31. Oktober 2015

    @Thorsten Heitzmann

    Natürlich fühlen sich die Widerlegten auf den Schlips getreten.

    Wenn Sie damit nicht sich selbst meinen (was naheliegen würde), dann bitte ich um seriöse Quellen zu diesen Widerlegungen.

  13. #13 PDP10
    31. Oktober 2015

    @Thorsten Heitzmann:

    Bitte beachten Sie:

    Das Sie etwas nicht verstehen bedeutet nicht, dass es falsch ist.

  14. #14 Physik-Fan
    2. November 2015

    Zu DM und Dunkler Energie wäre zu sagen, dass Beides nur Hypothesen sind. Was man beobachtet sind zu schnelle Rotationen in kosmischen Materieaggregationen für die sichtbaren Massen (sowie einige andere Befunde) bzw. zu leuchtschwache ferne kosmische Objekte in Relation zu ihrer Fluchtgeschwindigkeit. DM und Dunkle Energie sind mögliche Ursachen dafür, es könnte aber auch anders sein. Es gibt alternative Hypothesen.

    Für die Dunkle Energie hat man bis heute keinen befriedigenden theoretischen Ansatz, ein erstaunlicher Umstand, wenn man bedenkt, wie lange der Befund schon da ist, wie weit entwickelt der heutige theoretische Fundus ist und wie viele Theoretiker daran gearbeitet haben. Warum kommt da nichts heraus, außer Ideen wie Quintessenz oder kosmologische Konstante, die wohl auch nicht besonders sattelfest sind. Zumal die kosmologische Konstante ja nichts weiter ist, als ein Term in der ART-Feldgleichung ist und die Frage bleibt, was denn der physikalische Mechanismus dazu ist. Da landen wir wieder bei einem Feld oder so. Die für die Vakuumenergie eigentl. zuständige Theorie, die QFT, liefert auch einen viel zu hohen Wert für die beobachtete Raumkrümmung, die nahezu null ist. Die (angebliche) beschleunigte Expansion ist bis heute ein großes Rätsel geblieben.

    Für die DM gibt es bisher keine experimentellen Hinweise, trotz jahrzehntelanger Suche, aber wenigstens hat man ein paar brauchbare theoretische Ansätze. Der Favorit, die SUSY, ist allerdings durch die LHC-Befunde schon ziemlich angeschlagen. Die DM passt wohl auf eine Reihe von kosmischen Phänomenen gut, aber im Bereich von Galaxien gibt es Widersprüche, So sollte die Milchstraße von einer ganzen Wolke von Zwerggalaxien umgeben sein, viel mehr wie man beobachtet (man hat inzwischen weitere gefunden, aber das reicht nicht). Dieses Defizit (sowie andere Befunde) ist wohl so ernsthaft, dass man vom einfachen Modell mit einer Art von DM-Teilchen (den WIMPs) abgeht und mehrere Teilchen bis hin zu einer kompletten DM-Welt mit DM-Atomen annimmt. Das berichten Dobrescu u. Lincoln in der neuen Spektrum. Zum bisherigen DM-Halo könnte eine DM-Scheibe hinzutreten. Das Alles ist wildes Herumspekulieren, so muss man es sagen, nichts ist irgendwie aus der bekannten Teilchenphysik heraus begründet. Den Autoren sind die Einwände bewusst, sie erwähnen die Epizyklen. Weil man das falsche Modell vom Sonnensystem hatte, mussten immer kompliziertere Planetenbewegungen eingeführt werden. Geht das DM-Modell vielleicht einen ähnlichen Weg? Die Autoren weisen das natürlich zurück..

    Allerdings ist auch keine der Alternativen zur DM befriedigend. Es sind i.W. Ad-Hoc-Modifikationen des newtonschen Grav-Gesetzes oder der ART, ohne eine tiefere theoretische Begründung, warum das so sein sollte. Warten wir’s ab, was als Neues heraus kommt …

  15. #15 Eisentor
    3. November 2015

    Für die DM gibt es bisher keine experimentellen Hinweise, trotz jahrzehntelanger Suche,

    Es gibt durchaus schon Experimente die auf dem richtigen Weg sind: Dunkle Welten VII: Die Suche nach der dunklen Materie nähert sich dem Ende

  16. #16 Physik-Fan
    3. November 2015

    @Eisentor
    Es gibt durchaus schon Experimente die auf dem richtigen Weg sind: Dunkle Welten VII: Die Suche nach der dunklen Materie nähert sich dem Ende

    Das nähert sich nicht dem Ende. Es sind sogar gegenteilige Befunde aufgetaucht. Dass die beteiligten Forscher optimistisch sind, gehört zur Profession eines Forschers. Das ist gut so und muss auch so sein, denn nur wer an seine Sache glaubt, kann die Motivation aufbringen, mit großem Einsatz dran zu arbeiten. Aber genauso wichtig ist die Skepsis, dass Dinge nicht für bare Münze gehalten werden, solange sie nicht gut bestätigt sind. Es gibt viele Fälle, wo man grundfalsch lag, prominente Beispiele: geozentrisches Weltbild, Äther. Aus Beidem heraus (Optimismus und Skepsis) erwächst der wissenschaftl. Fortschritt.

    Für die Existenz der DM gibt es nun mal keine Belege. Das geben auch Forscher auf dem Gebiet wie Dobrescu (Fermilab) und Lincoln (CERN) zu: “Trotz jahrelanger Suche ist es …. nicht geglückt, deren [DM] Existenz nachzuweisen”. Und solange das so ist, ist Skepsis angebracht. Es ist sogar so, dass sich Schwierigkeiten mit dem DM-Modell ergeben haben. Der eindeutig favorisierte Pool von DM-Teilchen, die SUSY, droht weg zu brechen. Die SUSY ist eine sehr gut fundierte, systematische Erweiterung des SM und deswegen attraktiv. Es gibt darin gute Kandidaten für die DM, z.B. das Neutralino. Aber möglicherweise ist die Welt nicht supersymmetrisch. Die sog. “natürliche SUSY”, die favorisierte Variante, wo die SUSY ihr volles Potenzial zur Geltung bringt, kann man fast schon ausschließen. Dann hätten SUSY-Teilchen um 250 GeV (dem Energieniveau der Schwachen WW) auftreten sollen, aber da war nichts. Jetzt wurde ein neuer Befund vom LHC Run 1 bekannt, welcher der SUSY direkt widerspricht. Der sehr seltene Zerfall vom Bottom-Quark in das Up-Quark konnte nachgewiesen werden, mit dem Ergebnis, dass nur linkshändige Bottom-Quarks so zerfallen. Dies ist im Einklang mit dem SM, aber nicht mit der SUSY. Das ist ein gravierender negativer Befund (oder wie es in einem Artikel heißt “another nail in the proverbial coffin”). Das Ausbleiben von DM-typischen Teilchenereignissen kann natürlich daran liegen, dass die Energie nicht ausreicht. Bis 1 TeV wird nun die SUSY definitiv erwartet. Im Run 2 wird man diesen Bereich gut untersuchen können. Die Experimente starten im nächsten Frühjahr. Es wird spannend! (Anm.: Der LHC läuft jetzt schon bei höherer Energie, wobei die Experimente nicht im Fokus sind; immerhin, ein signifikantes Signal scheint noch nicht aufgetaucht zu sein) Allerdings, einen großen Wermutstropfen könnte es sowieso geben: Die SUSY verliert ihre Vorteile bei höheren Energien, nämlich Glättung der Vakuumfluktuationen und volle Konvergenz der WW bei der Planck-Energie.

    Die anderen teilchenphysikalischen Ansätze, wie Axion, sind mehr ad hoc und keine systematisch wohlbegründeten Erweiterungen des SM. Warum sollte es diese Teilchen geben, nur damit das DM-Modell funktioniert? Da wird doch das Pferd von der falschen Seite her aufgezogen.

    Ein anderes Problem sind, wie schon erwähnt, die Widersprüchlichkeiten im Bereich von Galaxien. Um diese zu erklären, scheint das bisherige Modell mit einer Sorte von WIMPs nicht auszureichen, man braucht mehr Arten von WIMPs. Die DM wird somit komplexer. Vom Prinzip des Theorienbaues ist das sicherlich nicht gut. Hypothesen sollten so einfach und wenige wie möglich sein. Je mehr und komplexer, desto näher kommt das Ockhamsche Rasiermesser.

    Ich empfehle dazu die Artikel “Das kosmologische Standardmodell auf dem Prüfstand”, Spektrum d.W. 08/2010, “Der verborgene Kosmos”, Spektrum d.W. 11/2015, “Supersymmetrie in der Krise”, Spektrum Spezial 1/15.

  17. #17 Captain E.
    3. November 2015

    Wieso denn nur eine Art von Teilchen? Ich dachte, die Neutrinos würden auf jeden Fall zur Dunklen Materie gehören, nur dass es von denen eben zu wenige gibt. Die Dunkle Materie, die nicht aus Neutrinos besteht, muss damit zwangsläufig etwas anderes sein, und damit hätten wir schon mindestens 2-4 verschiedene Teilchen, je nachdem ob man Elektron-, Myon- und Tau-Neutrinos separat zählen will oder getrennt.

  18. #18 Physik-Fan
    3. November 2015

    @Captain E
    Wieso denn nur eine Art von Teilchen? Ich dachte, die Neutrinos würden auf jeden Fall zur Dunklen Materie gehören, nur dass es von denen eben zu wenige gibt. Die Dunkle Materie, die nicht aus Neutrinos besteht, muss damit zwangsläufig etwas anderes sein, und damit hätten wir schon mindestens 2-4 verschiedene Teilchen, je nachdem ob man Elektron-, Myon- und Tau-Neutrinos separat zählen will oder getrennt.

    Ich bin nicht so der gute Kenner der DM. Florian kann das besser aufklären. Meines Wissens ist das Problem bei Neutrinos, dass sie zu leicht sind und keine Konzentrationen bilden können, zumindest keine ausreichenden. Man muss sich z.B. vorstellen, dass die Milchstraße in einen sog. DM-Halo, eine kugelförmige (oder ovale bzw. irgendwie geformte) Wolke von DM eingebettet ist. Für eine solche Zusammenballung dürfen die Teilchen nicht zu leicht und zu schnell sein. Sie dürfen aber auch nicht zu schwer sein, weil sie sich sonst zu stark nach innen konzentrieren würden. Man braucht sie ja außen, wo die Rotationsanomalien auftreten. Außerdem dürfen die Teilchen nur ganz schwach mit der bekannten Materie wechselwirken (fast nur gravitativ), sonst hätte man sie schon teilchenphysikalisch entdeckt. Geladene Teilchen scheiden ganz und gar aus.

    Im SM gibt es kein passendes Teilchen, das ist die Crux. Übrigens, nicht leuchtende baryonische Materie (normale, Sterne und Gaswolken bildende Materie) oder ist auch keine Lösung, es gibt zu wenig davon. Man kennt recht gut die Hadronen-Dichte im Universum.

  19. #19 Florian Freistetter
    3. November 2015

    @Captain E: “Wieso denn nur eine Art von Teilchen?”

    Man sucht halt immer zuerst nach einfachen Lösungen. Aber ja, es kann auch viel komplexer sein. So wie es jede Menge normale Teilchenarten gibt, könnte es auch ein ganzes Set von “dunklen Teilchen” geben. Die dann vielleicht sogar “dunkle Atome” bilden, weil zwischen ihnen “dunkle Kräfte” wirken, die von “dunklen Ausstauschteilchen” vermittelt werden. Quasi “dunkle Photonen”, usw. Da gibts durchaus entsprechende Überlegungen (im aktuellen Spektrum der Wissenschaft steht ein Artikel dazu).

  20. #20 Alderamin
    3. November 2015

    @Physik-Fan

    Was man allerdings weiß ist:
    – die DM hat die Dichte in den ersten drei Minuten nach dem Urknall maßgeblich bestimmt und damit das Mengenverhältnis der bis zu dieser Zeit fusionierten Elemente relativ zum Wasserstoff bestimmt. Das ist laut Lawrence Krauss der beste Beweis für sie (und dafür gibt es, soviel ich weiß, auch keine alternative Erklärung)
    – die DM konzentriert sich teilweise an sternenlosen Orten zwischen den Galaxien, man kann dies an der Lichtablenkung in ihrem Schwerefeld sehr gut nachweisen. Da muss also irgendetwas nichtleuchtendes sein.
    – Im Bullet-Cluster (und einigen anderen Beispielen) sind zwei Galaxienhaufen kollidiert und haben sich durchdrungen; dabei trennten sich Sterne / Dunkle Materie und kollidierendes Gas. Da im Gas ein Großteil der Masse steckt, sollte man von ihm eine große gravitative Wirkung erwarten, beobachtet diese aber eher in der Nähe der Sterne, wie es für nichtwechselwirkende DM erwartet werden würde.
    – Die Peaks im Spektrum der kosmischen Hintergrundstrahlung spiegeln die Anteile von Dunkler Energie, normaler Materie und Dunkler Materie wider und aus ihnen lassen sich diese berechnen.

    Neben der Rotationskurve der Galaxien (die eigentlich nur durch eine größtenteils kugelförmige Massenverteilung erklärt werden kann) und den Geschwindigkeiten der Galaxien in Galaxienhaufen sind das die wichtigsten Hinweise darauf, dass mehr als irgendeine modifizierte Gravitation am Werk sein muss. Wenn die Theorien nicht zur Beobachtung passen, dann fehlt es einigen theoretischen Physikern anscheinend an Fantasie. Es gibt aber noch ein paar Ideen: Wie wär’s etwa mit sterilen Neutrinos?

    Dass man mit diversen Experimenten nichts gefunden hat, wenn man doch nicht genau weiß, wonach man eigentlich suchen soll, ist kein besonders gutes Argument gegen die DM. Und fehlende Galaxien – dafür gibt’s auch Lösungsansätze. Die Modellierung der Galaxienentstehung ist ja auch noch kein abgeschlossenes Thema.

    Die DM würde ich also noch lange nicht abschreiben. Ebensowenig wie die Urknalltheorie abgeschrieben wurde, obwohl Hubbles erste Radialgeschwindigkeiten ein Weltalter unterhalb des schon bekannten Erdalters ergaben. Die Zahlen wurden mit der Zeit immer besser. Ich hab’ noch einen Faktor 2 in der Unsicherheit erlebt, heute ist man bei ungefähr 3% (und das auch nur, weil Planck neulich mit einem kleineren Wert aus der Hintergrundstrahlung aufwartete, als die vorherigen Messungen ergeben hatten).

  21. #21 Physik-Fan
    3. November 2015

    @Florian Freistetter
    Man sucht halt immer zuerst nach einfachen Lösungen. Aber ja, es kann auch viel komplexer sein. So wie es jede Menge normale Teilchenarten gibt, könnte es auch ein ganzes Set von “dunklen Teilchen” geben. Die dann vielleicht sogar “dunkle Atome” bilden, weil zwischen ihnen “dunkle Kräfte” wirken, die von “dunklen Ausstauschteilchen” vermittelt werden. Quasi “dunkle Photonen”, usw. Da gibts durchaus entsprechende Überlegungen (im aktuellen Spektrum der Wissenschaft steht ein Artikel dazu).

    Den Artikel habe ich in #16 referenziert. Genau das befördert die Skepsis. Sie scheint auch schon in Kreisen der Physik geäußert worden zu sein, sonst hätten die Autoren wohl die Epizyklen nicht extra erwähnt, hätte keinen Grund dafür gegeben. Die SUSY ist als theoretischer Ansatz in Ordnung, die anderen Teilchen sind schon Ad-Hoc-Erfindungen ohne teilchenphysikalische Systematik dahinter (ich weiß, teilweise gibt’s gewisse Argumente) und noch extremer wird’s, wenn jetzt eine ganze dunkle Teilchenwelt postuliert wird. Das ist freie Spekulation, die durch nichts gedeckt ist. So funktioniert erfolgsversprechende Physik nicht. Das ist für mich eine der Lehren aus der Geschichte der Physik. Man kann so viele indirekte Argumente für die DM sammeln wie man will (Alderamin hat Einiges genannt), wenn man keine gut begründete, glaubhafte Theorie hinbekommt und Nachweise gelingen, hängt alles in der Luft.

    Warum vertrete ich mal bewusst akzentuiert die skeptische Position? Da gibt es ein rätselhaftes Phänomen, aber man nennt es nicht danach, sondern nimmt als Namen eine bestimmte Wunschlösung, die auch rein hypothetischen Charakter hat und zudem aus der Kosmologie auf die Teilchenphysik schließt (eigentl. sollte es umgekehrt sein). Eine solche Namensgebung ist suggestiv, weil sie die Interpretation mit dem Phänomen gleichsetzt. So wird die DM automatisch zur Standardlösung und die anderen zu Randalternativen. Wenn man es z.B. “Rotationsanomalien” genannt hätte (gemäß dem ursprünglichen Befund), dann hätte dieser Komplex doch einen sachgerechteren und neutraleren Touch bekommen.

  22. #22 Orci
    4. November 2015

    Da gibt es ein rätselhaftes Phänomen, aber man nennt es nicht danach, sondern nimmt als Namen eine bestimmte Wunschlösung, die auch rein hypothetischen Charakter hat

    Es gibt nicht nur ein Phänomen. Aber sehr viele lassen sich durch das vorhandensein von Materie erklären, die nicht mit Strahlung wechselwirkt.

    zudem aus der Kosmologie auf die Teilchenphysik schließt (eigentl. sollte es umgekehrt sein).

    Warum?

    Eine solche Namensgebung ist suggestiv, weil sie die Interpretation mit dem Phänomen gleichsetzt.

    So wie das Neutrino? Die Dunkle Materie ist ja nicht eingeführt worden, weil grade Dienstag war, sondern weil sich sehr vieles (und nicht nur die Eigenbewegung von Galaxien) mit einer Form von Materie erklären lässt, die gravitativ, aber nicht mit elektromagnetischer Strahlung wechselwirkt.

    So wird die DM automatisch zur Standardlösung und die anderen zu Randalternativen.

    Dunkle Materie ist der heißeste Kandidat, weil sie am meisten erklärt und am besten zu den Beobachtungen passt. Wenn andere Theorien das besser könnten, würden die in den Fokus rücken – aber gerade daran hapert’s ja.

    Wenn man es z.B. “Rotationsanomalien” genannt hätte (gemäß dem ursprünglichen Befund), dann hätte dieser Komplex doch einen sachgerechteren und neutraleren Touch bekommen.

    Dann hätte man all die anderen Befunde, die es mittlerweile gibt aber ausgeklammert. Alderamin hat schon ein paar genannt und es gibt durchaus noch mehr.

    Nach 80 Jahren Forschung ist das Thema nicht mehr so offen, wie zu Beginn. Die Alternativen, die es mittlerweile gab konnten allesamt an einem gewissen Punkt Beobachtungen nicht mehr erklären, die sich mit Dunkler Materie erklären lassen.

    Es gibt durchaus eine Menge Menschen, die sehr viel Zeit und Ideen in alternative Modelle stecken. Wenn eins davon die Welt besser beschreibt, wird es sich durchsetzen. Dass die meisten aber ihre Zeit auf das am meisten versprechende Pferd setzen, sollte aber nicht verwundern.

    Von daher würde mich interessieren, wie Deiner Meinung nach die neutrale Herangehensweise in der Praxis aussehen soll.

  23. #23 Captain E.
    4. November 2015

    @Florian Freistetter:

    Man sucht halt immer zuerst nach einfachen Lösungen. Aber ja, es kann auch viel komplexer sein. So wie es jede Menge normale Teilchenarten gibt, könnte es auch ein ganzes Set von “dunklen Teilchen” geben. Die dann vielleicht sogar “dunkle Atome” bilden, weil zwischen ihnen “dunkle Kräfte” wirken, die von “dunklen Ausstauschteilchen” vermittelt werden. Quasi “dunkle Photonen”, usw. Da gibts durchaus entsprechende Überlegungen (im aktuellen Spektrum der Wissenschaft steht ein Artikel dazu).

    Da hast du jetzt aber nicht so recht gelesen, was ich geschrieben und vor allem worauf ich geantwortet habe.

    Der Kommentator Physik-Fan war davon ausgegangen, man würde nur von einer einzigen Art von Teilchen ausgehen, aus denen die Dunkle Materie besteht. Das hält er nun für unwahrscheinlich, was seiner Meinung nach gegen diese Hypothese spricht. Meine Gegenfrage zielte genau darauf ab. Die Physiker kennen die Neutrinos, und die haben ziemlich genau die Eigenschaften der vermuteten Dunklen Materie, nur gibt es viel zu wenige von ihnen. Die anderen 90% müssen also ganz andere Teilchen sein, oder?

    Ein ganzes “Dunkles Universum” gefällt ihm freilich auch nicht viel besser. Die Hypothese ist also angeblich zu einfach oder zu kompliziert – Hauptsache, sie ist falsch. Oder habe ich dich da falsch verstanden, Physik-Fan?

  24. #24 Frantischek
    4. November 2015

    und zudem aus der Kosmologie auf die Teilchenphysik schließt

    Ich kann mich ja irren, aber wars nicht bei weißen Zwergen, Neutronensternen und schwarzen Löchern genau so?

    Warum sollte das dann bei anderen Beobachtungen, die sich nicht anders erklären lassen, nicht mehr erlaubt sein?

  25. #25 Niels
    4. November 2015

    @Captain E.
    Die bekannten Neutrinoarten werden wie Photonen zur normalen Materie gezählt, können also per Definition keinen Anteil der Dunklen Materie ausmachen.

  26. #26 Alderamin
    4. November 2015

    @Niels

    Da wage ich zu widersprechen (was ich bei Dir selten tue), weil es in der Kosmologie nicht um “normale” und “nicht-normale” Materie, sondern um “baryonische” und “nicht-baryonische” Materie geht, und Neutrinos sind eindeutig nicht-baryonisch. Elektronen zwar auch, aber die sind anders als Neutrinos nicht “dunkel” (elektromagnetisch gesehen) und spielen mit ihrer 2000tel Protonenmasse für die fehlende Materie auch keine signifikante Rolle (im Gegentum machen sie die vorhandene überhaupt erst sichtbar). Der restliche nicht-baryonische Teilchenzoo des Standardmodells auch nicht, ihrer Seltenheit geschuldet.

    Neutrinos gehören zur sogenannten “heißen Dunklen Materie“, weil sie permanent (fast licht)schnell unterwegs sind und sich somit nicht in Galaxienhaufen und um Galaxien verdichten können und somit die Geschwindigkeiten der Galaxienrotation oder der Galaxienbewegung in den Haufen beeinflussen können.

  27. #27 Physik-Fan
    4. November 2015

    @Captain E.
    Der Kommentator Physik-Fan war davon ausgegangen, man würde nur von einer einzigen Art von Teilchen ausgehen, aus denen die Dunkle Materie besteht. Das hält er nun für unwahrscheinlich, was seiner Meinung nach gegen diese Hypothese spricht. Meine Gegenfrage zielte genau darauf ab. Die Physiker kennen die Neutrinos, und die haben ziemlich genau die Eigenschaften der vermuteten Dunklen Materie, nur gibt es viel zu wenige von ihnen. Die anderen 90% müssen also ganz andere Teilchen sein, oder?

    Ein ganzes “Dunkles Universum” gefällt ihm freilich auch nicht viel besser. Die Hypothese ist also angeblich zu einfach oder zu kompliziert – Hauptsache, sie ist falsch. Oder habe ich dich da falsch verstanden, Physik-Fan?

    Du hast da Einiges missverstanden. Von “richtig” oder “falsch” rede ich schon gar nicht. Das kann beim aktuellen Stand niemand entscheiden. Man kann nur über die Qualität der theoretischen Ansätze reden, wie sie zu den Beobachtungen passen, welche Befunde fehlen, wie sie in sich stimmig sind , wie sie vom Theoriebau her einzuschätzen sind. Dass auch keine der Alternativen überzeugend ist, habe ich schon gesagt. Aber dass, es im Schwachbereich Abweichungen von der Newtonschen Grav.theorie oder der ART geben könnte, ist grundsätzlich eine Möglichkeit. Auch betreffend Entstehung und Dynamik von komischen Strukturen sind neue Erkenntnisse nicht auszuschließen.

    Über die Ansätze zu einer komplexeren DM berichten Dobrescu und Lincoln. Ich habe es da zum ersten Mal gelesen. Die Unstimmigkeiten im Galaxienbereich müssen wohl als so ernsthaft betrachtet werden, dass man vom einfachen DM-Modell abgeht. Es sind anscheinend nicht nur Dinge, von denen man annimmt, dass sie sich schon aufklären werden. Die Graphik auf S. 24 im von mir referenzierten Artikel der Spektrum 08/2010 zeigt es recht eindrucksvoll. Die Milchstraße müsste von einer ganzen Wolke von Zwerggalaxien umgeben sein, hunderte bis tausende davon. So viele gibt es sicher nicht (man kennt dzt. etwa 25). Außerdem ist die Anzahl der Zwerggalaxien nicht das Einzige, es gibt weitere Widersprüche. Ich empfehle, den Artikel zu lesen (mit wenig Geld von spektrum.de runterladbar).

    Neutrinos scheiden aus. Sie haben zu wenig Masse und sind zu schnell, um passende Konzentrationen bilden zu können. Man braucht Teilchen mit einer geeigneteren Kombination beider Eigenschaften.

    Man sollte sich klar machen, was die Erweiterung der DM bis hin zu einer kompletten DM-Parallelwelt bedeutet. Damit sind für Spekulationen Tür und Tor geöffnet. Lt. den Autoren freuen sich die Theoretiker darüber, ja klar, jetzt können sie ihrer Phantasie freien Lauf lassen (im Rahmen der QFT natürlich). Mit Sicherheit wird es gelingen, zu jeder Anomalie ein passendes Teilchenmodell zu finden. Weist der Galaxienhaufen xyz eine Besonderheit auf, schon zieht man ein neues Teilchen oder eine neue Quanteneigenschaft aus dem Ärmel. Ich wette, so wird es kommen! Aber Hypothesen auf Hypothesen zu häufen, hat noch selten (oder nie) zum Ziel geführt. In der Einfachheit liegt die Kunst und sicher nicht in der (fast beliebigen) Verkomplizierung.

    Dass DM-Teilchen nicht zu normalen Teilchen zerfallen können, hat man bereits eine neue Quantenzahl eingeführt, die “Parität”, geschickterweise so, dass sich die beiden Teilchenreiche strickt trennen. Problem abgehakt, nun zum nächsten ….

  28. #28 Niels
    4. November 2015

    @Alderamin
    Stimmt, ich habe an “dunkel” im Sinne von unbekannt gedacht, also die Unterscheidung zwischen bekannter (normaler) und unbekannter Materie.
    Wird aber normalerweise nicht so gemacht.

    Wobei die Wikipedia Dunkle Materie mit Hilfe elektromagnetischer Strahlung definiert, aber dann dazu folgende Grafik zeigt:
    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/080998_Universe_Content_240_after_Planck.jpg
    Im unteren Bild werden Neutrinos dann doch nicht mit zur dunklen Materie gezählt?

    @Physik-Fan

    Dass DM-Teilchen nicht zu normalen Teilchen zerfallen können, hat man bereits eine neue Quantenzahl eingeführt, die “Parität”, geschickterweise so, dass sich die beiden Teilchenreiche strickt trennen.

    Genauer gesagt “R-Parität”. Die braucht man aber nicht für alle vorgeschlagenen Arten von dunkler Materie, sondern nur für bestimmte Supersymmetrie-Modelle.
    Diese neue Quantenzahl braucht man dort aber nicht nur für dunkle Materie, sondern sie wurde eigentlich dazu erfunden, dass Protonen nicht recht schnell zerfallen.

  29. #29 Niels
    4. November 2015

    @Physik-Fan

    Zumal die kosmologische Konstante ja nichts weiter ist, als ein Term in der ART-Feldgleichung ist und die Frage bleibt, was denn der physikalische Mechanismus dazu ist. Da landen wir wieder bei einem Feld oder so. Die für die Vakuumenergie eigentl. zuständige Theorie, die QFT, liefert auch einen viel zu hohen Wert für die beobachtete Raumkrümmung, die nahezu null ist.

    Wobei aber ebenfalls niemand erklären kann, warum die Vakuumenergie der QFT in der ART wegfallen (also den Wert Null annehmen) sollte.
    Dafür gibt es ebenfalls keine bekannten Gründe und es müsste genau wie für die Abschwächung des viel zu hohe Wertes auf die kosmologische Konstante mit Hilfe von bisher unbekannter Physik erklärt werden.

  30. #30 Alderamin
    4. November 2015

    @Niels

    Im unteren Bild werden Neutrinos dann doch nicht mit zur dunklen Materie gezählt?

    Normalerweise geht’s ja (wie der Name ΛCDM schon nahe legt) um die Cold Dark Matter, wenn von der Dunklen Materie die Rede ist. Würde sagen, das Bild ist da etwas unpräzise in der Verwendung des Begriffs “Dark Matter”.

    So ähnlich wie bei “England”, “Großbritannien”, “Uinted Kingdom” und “Britische Inseln”. Werden auch gerne synonym verwendet, meinen aber tatsächlich alle unterschiedliche Gebiete.

  31. #31 Physik-Fan
    4. November 2015

    @Niels
    Genauer gesagt “R-Parität”. Die braucht man aber nicht für alle vorgeschlagenen Arten von dunkler Materie, sondern nur für bestimmte Supersymmetrie-Modelle.
    Diese neue Quantenzahl braucht man dort aber nicht nur für dunkle Materie, sondern sie wurde eigentlich dazu erfunden, dass Protonen nicht recht schnell zerfallen.

    Im Artikel steht aber nur “Parität” mit der generellen Bedeutung, wie ich sagte. Die Autoren haben es dann wohl vereinfacht dargestellt. Der Name kam mir eh komisch vor, weil den Begriff gibt’s ja schon (Symmetrie bei räumlicher Spiegelung).

  32. #32 Physik-Fan
    4. November 2015

    @Niels
    Wobei aber ebenfalls niemand erklären kann, warum die Vakuumenergie der QFT in der ART wegfallen (also den Wert Null annehmen) sollte.
    Dafür gibt es ebenfalls keine bekannten Gründe und es müsste genau wie für die Abschwächung des viel zu hohe Wertes auf die kosmologische Konstante mit Hilfe von bisher unbekannter Physik erklärt werden.

    Ich wollte ja nur erwähnen dass die kosmologische Konstante nichts darüber aussagt, was es denn überhaupt ist, sondern nur etwas über das Vakuumverhalten. Was sich hinter der kosmologischen Konstante verbirgt und wie sich die Diskrepanz zur QFT auflöst, dazu brauchen wir sicher eine neue Physik.

    Übrigens, dass mit der Vakuumenergie hast Du ungenau ausgedrückt. Sie ist nicht in der ART als solche null, sondern ergibt sich aus den gemessenen Strukturen der Hintergrundstrahlung, welche einem flachen Raum entsprechen (z.B. Krauss erklärt das recht gut). Gemäß ART ist die Vakuumenergie dann null.

  33. #33 Physik-Fan
    4. November 2015

    @Frantischek
    Ich kann mich ja irren, aber wars nicht bei weißen Zwergen, Neutronensternen und schwarzen Löchern genau so?

    Warum sollte das dann bei anderen Beobachtungen, die sich nicht anders erklären lassen, nicht mehr erlaubt sein?In der Physik gibt’s keine Denkverbote, aber es ist hilfreich die Kategorien einzuhalten. So macht es wenig Sinn z.B. den Grund für die Klimaschwankungen auf der Erde in Veränderungen von Naturkonstanten zu suchen. Dafür sollten doch zunächst mal klimatische Faktoren verantwortlich sein. Analoges sollte man anwenden auf kosmische Materieaggregationen, also die Faktoren hernehmen, welche sie bestimmen, ihre Entstehung und Dynamik, die Gravitation als maßgebliche Wirkung oder Veränderungen des Kosmos. Aber gleich auf eine neue Materieform zu schließen, die in der Teilchenphysik noch keiner gesehen oder auch nur geahnt hat, ist gewagt. Wenn alles näher Liegende ausgeschlossen werden kann, dann bleibt ja nichts anderes übrig, als den Ursachenkreis zu erweitern und als Ultima Ratio dann auch die Teilchenphysik ins Auge zu fassen.

    Ich kenne mich etwas in der Geschichte der Physik des 20. Jhdts. aus, ist so was wie mein Steckenpferd. Mir fällt so direkt kein Fall ein, wo man auf ein neues Materieelement auf Grund von kosmischen Beobachtungen kam. Eigenschaften von Neutrinos könnte man nennen, aber das Neutrino als solches wurde kern-/teilchenphysikalisch entdeckt. In den ersten beiden Fällen, die Du nennst, handelt es sich um übliche Materie, wenn auch z.T. in exotischem Zustand. Beim SL weiß man nicht, wie es innen drin aussieht. Heraus kommt die Hawkingstrahlung, aber die beruht auf einem bekannten quantenphysikalischen Prozess.

  34. #34 Physik-Fan
    4. November 2015

    @Frantischek
    Ich kann mich ja irren, aber wars nicht bei weißen Zwergen, Neutronensternen und schwarzen Löchern genau so?

    Warum sollte das dann bei anderen Beobachtungen, die sich nicht anders erklären lassen, nicht mehr erlaubt sein?

    sorry, vorher hat was gefehlt

    In der Physik gibt’s keine Denkverbote, aber es ist hilfreich die Kategorien einzuhalten. So macht es wenig Sinn z.B. den Grund für die Klimaschwankungen auf der Erde in Veränderungen von Naturkonstanten zu suchen. Dafür sollten doch zunächst mal klimatische Faktoren verantwortlich sein. Analoges sollte man anwenden auf kosmische Materieaggregationen, also die Faktoren hernehmen, welche sie bestimmen, ihre Entstehung und Dynamik, die Gravitation als maßgebliche Wirkung oder Veränderungen des Kosmos. Aber gleich auf eine neue Materieform zu schließen, die in der Teilchenphysik noch keiner gesehen oder auch nur geahnt hat, ist gewagt. Wenn alles näher Liegende ausgeschlossen werden kann, dann bleibt ja nichts anderes übrig, als den Ursachenkreis zu erweitern und als Ultima Ratio dann auch die Teilchenphysik ins Auge zu fassen.

    Ich kenne mich etwas in der Geschichte der Physik des 20. Jhdts. aus, ist so was wie mein Steckenpferd. Mir fällt so direkt kein Fall ein, wo man auf ein neues Materieelement auf Grund von kosmischen Beobachtungen kam. Eigenschaften von Neutrinos könnte man nennen, aber das Neutrino als solches wurde kern-/teilchenphysikalisch entdeckt. In den ersten beiden Fällen, die Du nennst, handelt es sich um übliche Materie, wenn auch z.T. in exotischem Zustand. Beim SL weiß man nicht, wie es innen drin aussieht. Heraus kommt die Hawkingstrahlung, aber die beruht auf einem bekannten quantenphysikalischen Prozess.

  35. #35 Alderamin
    4. November 2015

    @Physik-Fan

    Mir fällt so direkt kein Fall ein, wo man auf ein neues Materieelement auf Grund von kosmischen Beobachtungen kam.

    Helium? Paradebeispiel. Ließ sich auf der Erde auch zunächst nirgends finden.

    Dann gibt’s noch verbotene Linien und Jets in rotierenden Plasmen, die man noch nicht wirklich verstanden hat.

    Im Weltall herrschen zum Teil Bedingungen, die wir im Labor nicht nachstellen können. Da wundert es nicht, dass manchmal neue Phänomene im All entdeckt werden, die man nicht gleich mit der bekannten Physik erklären kann. Wie will man z.B. im Labor Teilchen finden, die nur per Gravitation wechselwirken?

    Unsere Experimente sind Lampen, unter deren Licht wir suchen können, und was außerhalb deren Lichtkegel liegt, bleibt zunächst mal im Dunklen. Nur weil wir da nicht hinleuchten können, heißt das doch nicht zwingend, dass da nichts zu finden sein könnte. Wenn Experimente neue Bereiche erschließen, findet sich da doch regelmäßig was neues.

  36. #36 Niels
    5. November 2015

    @Physik-Fan

    Übrigens, dass mit der Vakuumenergie hast Du ungenau ausgedrückt. Sie ist nicht in der ART als solche null, sondern ergibt sich aus den gemessenen Strukturen der Hintergrundstrahlung, welche einem flachen Raum entsprechen (z.B. Krauss erklärt das recht gut). Gemäß ART ist die Vakuumenergie dann null.

    Die kosmologische Konstante wäre Null, falls es keine Dunkle Energie gibt.

    Mit der Flachheit (oder allgemeiner der Krümmung) des Raumes hat das nichts zu tun. Das Universum kann auch dann gekrümmt sein, falls es keine dunkle Energie oder kosmologische Konstante gibt. Oder ungekrümmt, obwohl ungleich Null, wie beispielsweise im gerade von Alderamin erwähnten Lambda-CDM-Modell, bei dem der relative Anteil der dunklen Energie bekanntlich 73% ost, der Raum aber dennoch als perfekt flach angenommen wird.
    Bei der Frage nach der Geometrie geht es um die kritische Dichte bzw. die totale Energie. Aus welchen Bestandteilen sich das Ganze zusammensetz, ist völlig egal.
    Siehe auch
    https://de.wikipedia.org/wiki/Dichteparameter

  37. #37 Captain E.
    5. November 2015

    @Physik-Fan:

    […]

    Aber gleich auf eine neue Materieform zu schließen, die in der Teilchenphysik noch keiner gesehen oder auch nur geahnt hat, ist gewagt. Wenn alles näher Liegende ausgeschlossen werden kann, dann bleibt ja nichts anderes übrig, als den Ursachenkreis zu erweitern und als Ultima Ratio dann auch die Teilchenphysik ins Auge zu fassen.

    Ich kenne mich etwas in der Geschichte der Physik des 20. Jhdts. aus, ist so was wie mein Steckenpferd. Mir fällt so direkt kein Fall ein, wo man auf ein neues Materieelement auf Grund von kosmischen Beobachtungen kam. Eigenschaften von Neutrinos könnte man nennen, aber das Neutrino als solches wurde kern-/teilchenphysikalisch entdeckt.

    […]

    Wenn du dich doch so gut in der Physik des 20. Jahrhunderts auskennst, müsste du eigentlich auch wissen, dass das Neutrino von Wolfgang Pauli 1930 als Erklärung für das rätselhafte Verhalten des Beta-Zerfalls theoretisch vorher gesagt wurde (damaliger Arbeitsname: Neutron). Erst danach hat man sich überlegt, welche Eigenschaften Neutrinos haben könnten und wie sie nachzuweisen wären. Nichts anderes tut man gerade mit den Teilchen, aus denen 90 % der Dunklen Materie bestehen müssten. Man hat sie vorhergesagt und überlegt, welche Eigenschaften sie haben müsste, und nun sucht man nach ihnen.

    Was du hier versucht, ist doch wieder nur der übliche Versuch, mit “Ich kann das nicht glauben!” zu “beweisen”, das die moderne Physik sich völlig irrt. Falls man partout nichts findet, wird die Physik sich schon selber etwas Neus ausdenken, aber zurzeit sind unbekannte nicht-baryonische Partikel eben der beste Denkansatz.

  38. #38 Physik-Fan
    5. November 2015

    @Captain E
    Wenn du dich doch so gut in der Physik des 20. Jahrhunderts auskennst, müsste du eigentlich auch wissen, dass das Neutrino von Wolfgang Pauli 1930 als Erklärung für das rätselhafte Verhalten des Beta-Zerfalls theoretisch vorher gesagt wurde (damaliger Arbeitsname: Neutron). Erst danach hat man sich überlegt, welche Eigenschaften Neutrinos haben könnten und wie sie nachzuweisen wären. Nichts anderes tut man gerade mit den Teilchen, aus denen 90 % der Dunklen Materie bestehen müssten. Man hat sie vorhergesagt und überlegt, welche Eigenschaften sie haben müsste, und nun sucht man nach ihnen.

    Du scheinst meinen Beitrag weder genau gelesen, noch verstanden zu haben, was ich sagen will. Was glaubst Du, warum ich “kern”-/teilchenphysikalisch geschrieben habe? Genau aus diesem Grund! Arthur Miller z.B. erzählt die Geschichte der Pauli’schen Hypothese in “137” Kap. 7, einer Doppelbiographie von Pauli u. Jung. Kann ich empfehlen 😉

    Der Unterschied zur DM ist, dass es beim Neutrino ein kernphysikalischer Prozess ist. Bei der DM schließt aber man von einem kosmologischen Phänomen auf ein teilchenphysikalisches. Das ist ein riesiger Sprung in den Größenordnungen. Näher liegend sind Ursachen für die Anomalien auf kosmologischer Ebene, in der Bildung und Dynamik von Materiestrukturen, der Gravitation etc. Wird’s jetzt klar genug?

    Ich schreibe noch einen Beitrag, wo ich den Hintergrund etwas deutlicher herausarbeiten will, warum ich (noch!) nicht vollends überzeugt bin.

    Was du hier versucht, ist doch wieder nur der übliche Versuch, mit “Ich kann das nicht glauben!” zu “beweisen”, das die moderne Physik sich völlig irrt.

    Quatsch, wer sagt das? Hast Du meine Beträge wirklich gelesen? Außerdem gibt es ja die Verfechter von alternativen Lösungen wie MOND. Zählen die nicht zur modernen Physik? Abgesehen davon, ob sie richtig liegen oder nicht …

  39. #39 Physik-Fan
    5. November 2015

    @Niels
    Die kosmologische Konstante wäre Null, falls es keine Dunkle Energie gibt.

    Klar, war Käse von mir. Die kosmologische Konstante wird durch die beschleunigte Expansion positiv. Man spricht dann von einem Anti-de-Sitter-Raum.

  40. #40 Niels
    6. November 2015

    Nö.
    De-Sitter-Raum und Anti-de-Sitter-Raum beschreiben Raumzeiten, in denen es ausschließlich die kosmologische Konstante gibt. Das sind also Vakuumlösungen der ART, die offensichtlich nichts mit unserem Universum zu tun haben.
    (Der mathematische Unterschied ist, dass hier die ganze Raumzeit maximal symmetrisch ist, das kosmologische Prinzip aber nur maximale Symmetrie des Raumes, also einer dreidimensionalen Hyperfläche fordert.)

    Darüber hinaus ginge es bei einer positiven kosmologischen Konstante um den De-Sitter-Raum, nicht den Anti-de-Sitter-Raum.

  41. #41 Physik-Fan
    6. November 2015

    @Niels
    Darüber hinaus ginge es bei einer positiven kosmologischen Konstante um den De-Sitter-Raum, nicht den Anti-de-Sitter-Raum.

    Ich wollte es gerade korrigieren. Du bist fix 😉

  42. #42 Captain E.
    6. November 2015

    @Physik-Fan:

    Gibst du jetzt hier den ständig missverstandenen? Lass es sein!

    Natürlich gibt es MOND, aber diese Hypothese macht so viele Probleme, dass die meisten Physiker sie bereits abgehakt haben. Da würde ich meine Hoffnung nicht mehr drauf setzen.

    Und du schreibst:

    Der Unterschied zur DM ist, dass es beim Neutrino ein kernphysikalischer Prozess ist. Bei der DM schließt aber man von einem kosmologischen Phänomen auf ein teilchenphysikalisches. Das ist ein riesiger Sprung in den Größenordnungen. Näher liegend sind Ursachen für die Anomalien auf kosmologischer Ebene, in der Bildung und Dynamik von Materiestrukturen, der Gravitation etc. Wird’s jetzt klar genug?

    Du konstruierst dir da einen Widerspruch, den es nicht gibt. Kosmologie und Teilchenphysik gehören eng zusammen, auch wenn es an einigen Stellen zwischen ihren Theorien, also die Relativitätstheorien und der Quantenmechanik, ein wenig hakt. Ohne die Betrachtung des Betazerfalls keine Neutrinos, und ohne diese kein modernes Verständnis der Sonnenphysik.

  43. #43 Physik-Fan
    6. November 2015

    @Alderamin
    Helium? Paradebeispiel. Ließ sich auf der Erde auch zunächst nirgends finden.

    Dann gibt’s noch verbotene Linien und Jets in rotierenden Plasmen, die man noch nicht wirklich verstanden hat.

    In Ordnung, aber das sind nicht Fälle, die ich meine. Bei solchen Strahlungsspektren ist man ja schon auf der atomaren Ebene. Es geht um Effekte auf größeren Skalen, wie ich es in #38 erläutert habe.

    Wie will man z.B. im Labor Teilchen finden, die nur per Gravitation wechselwirken?

    Dann aller Voraussicht nach nicht, Teilchen wechselwirken gravitativ mit verschwindend geringer Wahrscheinlichkeit. Aber Teilchen, die nicht zu beobachten sind, bleiben hypothetisch. Die DM-Theoretiker sollten hoffen, dass es nicht so ist, dass die Teilchen schwach wechselwirken. Der Nachweis z.B. eines passendes SUSY-Teilchens im LHC würde die Hypothese stützen, aber sagt natürlich nicht, dass es im Universum in entsprechenden riesigen Mengen vorhanden ist. Man braucht den Nachweis von kosmischen dunklen Teilchen und deren Häufigkeit sollte der erwarteten DM-Dichte am Ort des Sonnensystems entsprechen.

    Aber so weit ist es noch nicht und bevor wir uns hier verzetteln, nochmals zurück. Ich will mal aus dem schon referenzierten Artikel in Spektrum d.W. 08/2010 zitieren: “Die lokale Gruppe erlaubt den präzisesten Test eines kosmologischen Modells, …. weil wir sie am detailliertesten beobachten können”. Doch gerade da treten “eine Reihe von schwer wiegenden Widersprüchen auf”. Diese sind nicht nur im Galaxienbereich, sondern auch auf der Skala des Lokalen Volumens: “…dass die Verteilung der sichtbarem Materie nicht mit …. dem Standardmodel übereinstimmt”. Bei den Zwerggalaxien ist nicht nur die Anzahl das Problem, sondern die Variation der Leuchtstärke, die räuml. Verteilung, welche Bewegungen auftreten. Widersprüche zeigen sich auch in der Galaxie NGC 5291. Deren Gezeitenzwerggalaxien haben “mit Sicherheit keine signifikanten Mengen von DM”, aber ihre Rotationskurven sind anomal: “Welche Kraft hält … die Galaxien zusammen?”. Summa summarum kommen die Autoren zur Aussage: “Eine Vielzahl von Untersuchungen hat …gezeigt, dass die Eigenschaften von Galaxien … anscheinend nur von der Verteilung der sichtbaren Materie abhängen – dass also die DM … auf beinahe magischer Art mit normaler Materie gekoppelt sein müsste”.

    Waren diese Analysen nicht korrekt? Sind die Widersprüche zum DM-Modell inzwischen ausgeräumt? Aus dem aktuellen Artikel von Dobrescu und Lincoln kann man schließen, dass es nicht so ist, sie verweisen ja darauf (und erwähnen einen weiteren Befund: Für die DM kommt eine zu starke Konzentration in den Galaxienzentren heraus), sodass man zu komplexeren DM-Modellen übergeht. Für mich ist das nun mal keine gute Entwicklung, s. die historischen Beispiele Epizyklen und Äther. Diese Kritik scheint auch schon aufgekommen zu sein, denn im Artikel fällt das Wort “Epizyklen”.

  44. #44 Physik-Fan
    6. November 2015

    @Captain E
    Natürlich gibt es MOND, aber diese Hypothese macht so viele Probleme, dass die meisten Physiker sie bereits abgehakt haben. Da würde ich meine Hoffnung nicht mehr drauf setzen.

    Dass die (mir bekannten) Modifikationen der Grav.theorien, darunter MOND, mich auch nicht überzeugen und warum, habe ich schon öfters gesagt, auch hier. Du solltest meine Beiträge lesen!

    Du konstruierst dir da einen Widerspruch, den es nicht gibt.

    Du hast mich immer noch nicht verstanden, es geht nicht um einen Widerspruch. Die Physik ist offen für Querschlüsse, für Verknüpfungen zwischen unterschiedlichsten Bereichen. Es geht um die Einschätzung von Hypothesen, ob sie mehr erfolgsversprechend sind oder weniger. Aber eines ist natürlich klar, auch zunächst ausgefallenere Hypothesen (wie z.B. eine komplexere Form der DM) können sich als richtig erweisen.

    Ich denke, diese Diskussion können wir abbrechen, wir werden da nicht weiterkommen. Vielleicht könntest Du mal auf #43 antworten, aber bitte nicht Cherry-Picking. Du könntest Dich aber auch direkt an die Autoren wenden, ich zitiere ja fast nur ….

  45. #45 Alderamin
    6. November 2015

    @Physik-Fan

    Waren diese Analysen nicht korrekt? Sind die Widersprüche zum DM-Modell inzwischen ausgeräumt?

    Vielleicht sind sie nicht korrekt, vielleicht ist die Galaxienentstehung noch nicht hinreichend verstanden. Man hat kürzlich auch eine Menge von Galaxien gefunden, die anscheinend fast nur DM enthalten. Da muss definitiv irgendetwas sein, und einfach dunkle baryonische Materie passt nicht zur Nukleosynthese und anderen Beobachtungen. Es gibt eigentlich gar keine Alternative zu einer neuen Teilchenart, wie auch immer.

    In Bezug auf die von Dir genannten Beobachtungen bitte ich zu bedenken, dass bis 1995 das Alter der ältesten Sterne nicht zum Weltalter der Urknalltheorie passte, aber deswegen niemand (bis auf Hoyle, Arp & Anhänger) auf die Idee kam, die Urknalltheorie einzumotten. Dann kam die Dunkle Energie und alles passte perfekt. So mag es mit den fehlenden Zwerggalaxien auch dereinst ausgehen. Inzwischen suchen wir halt mit unseren Möglichkeiten nach Kandidaten für unentdeckte Teilchen. Wenn ich mich recht erinnere gibt’s auch andere Gründe dafür, dass das Standardmodell der Teilchenphysik nicht komplett ist (Verletzung der Baryonenzahl beim Urknall und weiteres). Sterile Neutrinos wurden kürzlich ins Spiel gebracht, dafür solle es wohl auch irgendeine Nachweismöglichkeit geben, es ist noch viel zu früh, die Teilchensuche aufzugeben.

  46. #46 Physik-Fan
    7. November 2015

    @Alderamin
    Es gibt eigentlich gar keine Alternative zu einer neuen Teilchenart, wie auch immer.

    Klar gibt es Alternativen und es muss sogar welche geben bzw. danach gesucht werden, solange die Anomalien nicht geklärt sind und es zum Standardmodell deutliche Widersprüche gibt. Ganz gleich, wie man diese beurteilt, sie sind da. Zurecht weisen Kroupa und Koslowski darauf hin, dass naturwissenschaftl. Theorien nicht bewiesen werden können, sie können nur falsifiziert werden. Dazu reicht ein einziger Widerspruch aus.

    Inzwischen sehe ich, dass das vom mir vertretene Hypothesen-Prinzip der Größenordnungen (also zu kosmologischen Phänomenen kosmologische Ursachen, zu physikalischen Grundzusammenhängen elementarphysikalische Ursachen etc.) nicht so strikt angewendet werde sollte. Die Ansätze mit Modifikationen der Grav.theorien (bzw. der newtonschen Dynamik) hatten mir nicht so gefallen, weil ich meinte, dass es dafür fundamentale Begründungen geben müsste und Ad-hoc-Modifikationen unbefriedigend wären. Aber wo sind denn wirksame Abweichungen im Ultraschwachbereich überhaupt zu erwarten? Doch wohl in kosmischen Größenordnungen. Deswegen macht es schon Sinn, möglichen Abweichungen nachzugehen und Modifikationen auszuprobieren.

    Nüchtern betrachtet sind diese Hypothesen nicht weniger plausibel, wie eine neue Materieart (wenn es normale Materie sein könnte, wäre es was anderes). Wo könnten solche Abweichungen herkommen? Eine Möglichkeit sind unbekannte Eigenschaften der Raumzeit. Ihr könnte z.B. eine körnige Struktur zugrunde liegen (die LQG postuliert das), mit Auswirkungen auf die Ausbreitung von Feldern und Wellen oder dem maximalen Energieinhalt in einem Raumbereich (wie in der LQG). Vielleicht liegt die Lösung eher in dieser Richtung. Da man nichts Näheres darüber weis, hat eine effektive Theorie, rein orientiert an den Beobachtungsdaten, durchaus ihre Berechtigung.

    Physikalische Forschung muss ergebnisoffen sein und es ist kontraproduktiv, wenn das Forschungsfeld stark verengt ist. Ich kenne nicht den Stand der modifizierten Grav.theorien. Vielleicht hat man wichtige Fortschritte erzielt und wenn nicht, könnte es evtl. auch daran liegen, dass wenige Forscher daran arbeiten, dafür viele an der DM? Das wäre dann so ein Fall von verengter Forschung.

    Es ist noch viel zu früh, die Teilchensuche aufzugeben.

    Ja klar, die DM-Theorie hängt letztendlich dran. Ohne Nachweis für diese Teilchen ist sie nicht wirklich fundiert. Da helfen die schönsten Überstimmungen nicht, es wird immer die Frage bleiben: “Was sind jetzt diese Dinger und wo bleiben sie?”

  47. #47 roel
    *******
    30. August 2016

    @Florian Freistetter Anscheinend wurde jetzt ein “dunkles Universum” entdeckt.

    Scientists discover a ‘dark’ Milky Way

    http://news.yale.edu/2016/08/25/scientists-discover-dark-milky-way

    und

    http://arxiv.org/pdf/1606.06291v2.pdf)

    Ich würde mich freuen, hier mehr darüber lesen zu können.