Jorge Cham zeichnet nicht nur die wunderbaren PHD Comics. Er macht auch wunderbare Videos (ok, in denen zeichnet er auch Comics – aber egal, sie sind cool). Im aktuellen Video erklärt er die Sache mit der dunklen Materie. Woher wir wissen, dass sie da ist. Wie Teilchenphysiker und Kosmologen gemeinsam an der Lösung des Rätsels arbeiten. Und darüber, dass die Vorstellung von Wissenschaftler die sich nur noch mit ein paar kleinen Details beschäftigen und ansonsten im wesentlichen schon alles erforscht hätten, falsch ist. Die weißen Flecken auf der Landkarte mögen mittlerweile größtenteils eingefärbt sein. Aber da draussen wartet – buchstäblich! – noch fast ein ganzes Universum darauf erforscht und verstanden zu werden! Eine gute Zeit also, um Astronom bzw. Physikerin zu sein!

Dark Matters from PHD Comics on Vimeo.

Hier gibts die Bilder auch statisch zum Ansehen.

Ich bin echt schon gespannt, wie der Elefant aussieht und ich hoffe sehr, dass ich es noch erleben werde. Aber ich bin da eigentlich ziemlich zuversichtlich dass es nicht mehr all zu lange dauern wird.


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Kommentare (24)

  1. #1 ulf_der_freak
    30. April 2011

    Und das, was es zu entdecken gibt, ist so viel spannender als die “Erklärungen” der Eso-Spinner!

  2. #2 frantischek
    30. April 2011

    Cooles Video, teilweise ein bisschen zu schnell zum mitlesen…

  3. #3 Björn Reinhardt
    30. April 2011

    Ich lade die Physiker dieser Welt gerne mal an meinen Schreibtisch ein. Wenn man da keine dunkle Materie findet, findet man sie nirgendwo im Universum.

    Völlig unabhängig davon: Wie weit von der Erde entfernt vermutet man denn die ersten Vorkommen der dunklen Materie? Das ist doch eine interessante Kombination der Kräfte: Sie wirkt über die Gravitation, zeigt aber keine elektromagnetische Wechselwirkung. Müsste man nicht normale Materie beobachten können, die durch die dunkle Materie hindurchgleitet und direkt in ihrer Mitte ganz plötzlich bewegungslos verharrt? Müsste die Mitte der dunklen Materie nicht ein richtiger Sammelplatz bewegungsloser Materie sein?

  4. #4 Bjoern
    30. April 2011

    @Björn Reinhardt:

    Müsste man nicht normale Materie beobachten können, die durch die dunkle Materie hindurchgleitet und direkt in ihrer Mitte ganz plötzlich bewegungslos verharrt?

    Wie kommst du darauf? Wenn wir idealisiert einen kugelsymmetrischen Klumpen dunkler Materie konstanter Dichte annehmen, dann nimmt doch die Gravitation in diesem Klumpen linear mit dem Abstand zum Zentrum zu, sprich: überall in diesem Klumpen wird einfallende normale Materie zum Zentrum hin beschleunigt. Wie soll die normale Materie dann im Zentrum plötzlich bewegungslos werden?!? (ein ähnliches Argument gilt auch für den realistischeren Fall einer Dichte, die zum Zentrum hin zunimmt – allerdings ist die Rechnung da natürlich nicht so einfach)

  5. #5 frantischek
    30. April 2011

    @Björn:

    Auf die Gefahr hin das ich jetzt kompletten Blödsinn verzapfe:
    So weit ich das verstanden hab sollten wir in der Milchstrasse überall von dunkler Materie umgeben und durchdrungen sein.

    Bin schon neugierig was die Leute mit Ahnung dazu sagen 😉

  6. #6 Björn Reinhardt
    30. April 2011

    @Björn: Der Gedanke ist, dass die Kraft im Zentrum des idealisierten Klumpens am stärksten wirkt und die normale Materie sich über kurz oder lang dort einpendeln würde.

    Allerdings stelle ich gerade fest, dass ich ja eigentlich sehr wenig Erfahrung damit habe, wie sich die Gravitation großer Massen IN den Massen drin verteilt…

  7. #7 Bjoern
    30. April 2011

    @Björn Reinhardt: Nein, die Gravitationskraft nimmt im Inneren eines Klumpen zur Mitte hin eigentlich normalerweise ab (folgt letztlich aus einer Anwendungen des Gauß’schen Satzes auf die Gravitation).
    https://de.wikipedia.org/wiki/Gau%C3%9Fscher_Integralsatz#Gravitation

    Außerdem, selbst wenn die Kraft im Zentrum am größten wäre – wie sollte daraus folgen, dass sich die Materie dort einpendelt…?

  8. #8 volki
    30. April 2011

    Ich habe eine Frage zum Video: Bei 1:46 wird ein Bild gezeigt, dass eine Wechselwirkung der starken Kernkraft mit dunkler Materie ausschließt. Wieso weiß man das bzw. wieso nimmt man das an?

    Ich möchte die Frage etwas präziser formulieren. Man geht ja davon aus, dass dunkle Materie hauptsächlich aus WIMPs besteht. Ich habe in Wikipedia gesehen, dass man bei WIMPs nur Wechselwirkung über Gravitation und schwacher Kernkraft annimmt. Was macht es für einen Sinn die starke Kernkraft auszuschließen? Übersehe ich irgendeinen Zusammenhang zur elektromagnetischen Kraft und wird deshalb die starke Kernkraft ausgeschlossen?

    lg
    Volki

  9. #9 Bjoern
    30. April 2011

    @Björn Reinhardt: Noch ein anderer Gedanke: wir sind uns wohl einig, dass normale Materie zum Zentrum des Klumpens hin beschleunigt wird durch die Gravitationskraft. Um in der Mitte zur Ruhe zu kommen, müsste die Materie aber offensichtlich abgebremst werden, nicht beschleunigt…

  10. #10 Florian Freistetter
    30. April 2011

    @volki: Naja, wir wissen, dass die dunkle Materie nicht aus dem gleichen Zeugs bestehen kann wie die normale Materie. Ansonsten würde sie sich ganz anders verhalten als man es z.B. bei den Galaxienkollisionen beobachtet. Die starke Kernkraft sorgt dafür, dass die Quarks – also die normale Materie – nicht auseinanderfallen. Da dunkle Materie aus anderem Zeugs bestehen muss, kann die starke Kraft hier auch nicht wirken – sonst würde sie sich ja auch genauso verhalten.

  11. #11 Björn Reinhardt
    30. April 2011

    Naja, ist ja nun mehr oder weniger uninteressant, die Idee ist offenbar nicht so spannend wie es mir spontan in den Kopf schoss. Man kann ja hin und wieder auch mal nen Nietengeistesblitz haben 🙂

  12. #12 Ludo
    30. April 2011

    Hier ist auch was zum Thema:

  13. #13 Florian Freistetter
    30. April 2011

    @Ludo: Ich warte ja immer noch auf die wissenschaftliche Veröffentlichung der “Theorie” von Herrn Volkamer…
    Ein Vortrag bei einem pseudowissenschaftlichen Verein reisst mich jetzt nicht so vom Hocker…

  14. #14 volki
    30. April 2011

    @Florian: Ich dachte immer bei Galaxienkollisionen spielt nur die Gravitation eine Rolle. Wenn sich dunkle Materie anders verhält wie die normale Materie (bei solchen Kollisionen) was für eine Rolle spielt, dann da die starke Wechselwirkung? Die starke Wechselwirkung bewirkt ja nur, dass die Quarks “zusammenkleben”. Was beobachtet man, dass man die stakre Wechselwirkung ausschließt? Im Video (ab 3:10) muß für das unterschiedliche Verhalten die fehlende elektromagnetische Wechselwirkung herhalten.

  15. #15 rolak
    30. April 2011

    Wenns dem Namen nach geht, will er doch nur spielen, Florian 😉
    Besonders beachtenswert an dem verlinkten Vortrag ist ja nicht daß es nicht um dunkle Materie geht, daß wieder einmal die geundlegenden Quellen lauter religiöse Texte sind, nein, ich durfte überrascht feststellen, daß die olle Seelenwaage wieder fröhliche Urständ feiert, angemessen in die Jetztzeit transportiert durch Computerauswertung…

  16. #16 rolak
    30. April 2011

    ..und wieder einmal zu früh 😉

    Hi volki, reicht das da als Ausgangspunkt?

  17. #17 volki
    30. April 2011

    @rolak: Danke! Frage beantwortet!

  18. #18 Bjoern
    30. April 2011

    @Björn Reinhardt: Ich muss mich selbst korrigieren. Ich hab’ gerade noch einmal die “isotherme Sphäre” nachgeschaut (ein einfaches Standard-Modell der Astronomie für solche Klumpen) und hab’ festgestellt, dass die Dichte da proportional zu 1/r^2 ist. Das bedeutet aber (mit Gauß), dass die Gravitationskraft da proportional zu 1/r wäre, also zum Zentrum hin ansteigt, nicht abnimmt! Insofern hattest du zumindest bei diesem Punkt recht.

  19. #19 Saidiph
    30. April 2011

    OffTopic, aber ich hab gerad das überzeugendste Argument für den Weltuntergang 2012 gefunden https://chzmemebase.files.wordpress.com/2011/04/memes-the-end-is-near.jpg

  20. #20 Florian W.
    1. Mai 2011

    Hört sich jetzt nicht danach an dass sich mit dunkler Materie irgendwelche interssanten Sachen machen lassen wenn man sie besser kennt; ist halt einfach da und wabert durch das Universum.

  21. #21 Andreas
    1. Mai 2011

    Hab da mal zwei Verständnisfragen:

    Es gibt ja genügend Beobachtungen, die nahelegen dass DM nicht-baryonisch ist. Wenn es so ist, kann dann DM eigentlich aus den “üblichen” Quarks der leuchtenden Materie, also Up- und Down-quarks, aufgebaut sein? Spricht da prinzipiell schon was dagegen, oder weiß man es einfach nicht?

    Und wenn DM nur gravitativ wechselwirkt, ist dann dennoch ein komplexerer Aufbau denkbar? Also (verschiedene) Atome oder gar Moleküle? Oder muss man grundsätzlich, also schon vom Modell her, eher von einer homogenen, einfach strukturierten Art von Materie ausgehen?

  22. #22 Bjoern
    1. Mai 2011

    @Andreas:

    Es gibt ja genügend Beobachtungen, die nahelegen dass DM nicht-baryonisch ist. Wenn es so ist, kann dann DM eigentlich aus den “üblichen” Quarks der leuchtenden Materie, also Up- und Down-quarks, aufgebaut sein? Spricht da prinzipiell schon was dagegen, oder weiß man es einfach nicht?

    Nicht-baryonisch heisst letztlich nichts anderes als “nicht aus Quarks aufgebaut”.

    Und wenn DM nur gravitativ wechselwirkt, ist dann dennoch ein komplexerer Aufbau denkbar? Also (verschiedene) Atome oder gar Moleküle?

    Ja, das ist prinzipiell denkbar – allerdings gehen bisher die meisten Modelle meines Wissens von Teilchen ohne komplexen Aufbau aus.

  23. #23 Bjoern
    1. Mai 2011

    @Andreas: Zu deiner zweiten Frage gibt’s z. B. hier ein mögliches Modell:
    https://blogs.discovermagazine.com/cosmicvariance/2009/09/11/dark-atoms/

  24. #24 Andreas
    1. Mai 2011

    @Bjoern

    Nicht-baryonisch heisst letztlich nichts anderes als “nicht aus Quarks aufgebaut”.

    Danke! Ich hab mir das zwar gedacht, die Antwort aber so konkret nirgendwo gefunden…

    Zu deiner zweiten Frage gibt’s z. B. hier ein mögliches Modell:

    Danke, aber der entscheidende Part in dem Artikel, das Abstract, wär für mich leider auf Kisuaheli nicht wesentlich unverständlicher… 🙁 Naja. Bei Gelegenheit werd ich versuchen, dass zu ändern. Auch Kisuaheli kann man ja lernen, ne? 😉