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Video: Wie dunkle Materie die Sterne bewegt

Von / 21. Juni 2013 / 3 Kommentare
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Im dritten Teil der Serie über dunkle Materie ging es heute um die Beobachtungen von Vera Rubin, die zeigen konnte, dass sich die Sterne in Galaxien nicht so bewegen, wie man es eigentlich erwarten würde. Was dabei genau abläuft, fasst dieses Video noch einmal grafisch zusammen:

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Kommentare (3)

  1. #1 Ralf Hildebrandt
    Berlin
    22. Juni 2013

    Wenn das ursprüngliche Modell im Nahbereich des Zentrums der Galaxie “stimmt”, legt sich dann die dunkle Materie wie eine Hohlkugel um die Galaxie? Immerhin scheint ja nahe dem Zentrum keine Materie vermisst zu werden!

  2. #2 Desolace
    23. Juni 2013

    Danke für die Weiterleitung auf das Video. Aber irgendwie verstehe ich trotzdem noch nicht, warum die Sterne nahe dem Zentrum langsamer sind als die in der Mitte… im Video heißt es, dass wenig Masse zwischen ihnen und dem Zentrum ist, welche sie “mitziehen” könnte. Aber reicht denn die Masse des Zentrums nicht aus…?
    Ich hab das Gefühl, dass ich einen total dummen Denkfehler mache, aber ich komm einfach nicht drauf 🙁

  3. #3 Alderamin
    23. Juni 2013

    @Desolace

    Welche Masse des Zentrums? Das Schwarze Loch spielt mit seinen wenigen Millionen Sonnenmassen keine große Rolle gegenüber Milliarden von Sternen. Eine kugelförmig symmetrisch verteilte Masse (z.B. die Sterne innerhalb des Bahnradius eines umlaufenden Sterns) hat die gleiche Anziehungskraft wie eine punktförmige Masse gleicher Größe. Hingegen kann man zeigen, dass eine Hohlkugel innen überall keine Gravitation ausübt, die Kräfte heben sich überall auf. D.h. ein Stern in einer gleichmäßig verteilten Menge von Sternen wird nur von den Sternen innerhalb seines Bahnradius angezogen und spürt weiter außen liegende Sterne nicht. Weiter nach innen werden es immer weniger Sterne in diesem Radius, also nimmt die Anziehungskraft mit dem Abstand vom Zentrum ab (und zwar linear: die Zahl der Sterne sinkt mit r^3, die Schwerkraft für eine feste Masse nimmt mit r^-2 zu, also nimmt die Schwerkraft der eingeschlossenen Sterne mit r ab).

    Mitgezogen wird da übrigens nichts: wer um einen Radius von r kreisen will, muss eine entsprechende Bahngeschwindigkeit mitbringen, sonst fällt er nach innen. Die Bahnen der inneren Sterne dürfte ohnehin aus komplizierten Rosettenbahnen umeinander bestehen, so wie in einem Kugelsternhaufen. Schöne Kreisbahnen sind in diesem Gewimmel undenkbar.