Mir fällt eine Unstimmigkeit in den Berichten über die dunkle Materie auf. Regelmäßig wird behauptet, die Sterne im Zentrum einer Galaxie müssten sich schneller um das Zentrum dieser drehen als die Sterne am Rand, was sie aber nicht tun. Die Sterne rotieren mit gleichmäßiger Geschwindigkeit um das Zentrum der Galaxie. Dies wäre der Beweis für die Existenz der dunklen Materie. Das ist aber offensichtlich falsch.
Ein Stern im Zentrum der Galaxie hat gleich viele Sterne rund um sich rum. In jeder Richtung heben sich also die Gravitationskräfte auf. Die Rotation dieses Sternes um das Zentrum der Galaxie ist also langsam. (der muss nicht mal um das Zentrum rotieren, der kann sogar im rechten Winkel durch das Galaxiezentrum schwingen)
Im Gegensatz dazu sind die Sterne, deren Gravitation auf einen Stern am Rand der Galaxie wirken, nur auf einer Seite dieses Sterns.
Wie genau der Verlauf einer Kurve ist die die Gravitation über einen Querschnitt einer Galaxie zeig ist übersteigt meine mathematischen Fähigkeiten. Es hängt ja auch von der Art der Galaxie und ihrer Masseverteilung ab. Dass diese Kurve im Zentrum der Galaxie einen Nulldurchgang haben muss ist aber logisch, Die Gravitation am Rand müsste meiner groben Schätzung nach etwa 4 mal so groß sein wie in der Mitte zwischen Rand und Zentrum der Galaxie. Ein schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie habe ich bei einer Betrachtung jetzt nicht berücksichtigt. Auch das Vorhandensein dunkler Materie nicht. Die verändern die Situation natürlich.
Mir kommt es jetzt nur darauf an dass man nicht einfach sagen kann man betrachtet die Galaxie wie ein Planetensystem, da kann man so tun als ob die Masse der Sonne in ihrem Zentrum vereinigt wäre.
Meine Frage: gibt es ein Programm mit dem man die Kräfte berechnen kann? Ich hab eine Zeichnung gemacht die das verdeutlicht.
Rotation von Sternen in einer Galaxie
- Marty
- Geschlossen
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Hallo Marty,
kann es sein, daß du da was durcheinanderbringst?
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Regelmäßig wird behauptet, die Sterne im Zentrum einer Galaxie müssten sich schneller um das Zentrum dieser drehen als die Sterne am Rand, was sie aber nicht tun.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
stimmt nicht, niemand behauptet sowas. Die Sterne in den Zentren von Galaxien sind nicht die, die einen auf die Dunkle Materie bringen, sondern die Sterne, die außen liegen.Prinzipiell sind deine Überlegungen gar nicht so verkehrt. Die Rotationskurve muß (in etwa, unter Vernachlässigung des Schwarzen Lochs) einen Nulldurchgang haben - hat sie auch. Danach steigt die Rotationsgeschwindigkeit an - tut sie auch. Der Knackpunkt ist aber, daß der absolut überwiegende Teil der sichtbaren Materie einer Spiralgalaxie im Bulge konzentriert ist. Das wiederum bedeutet, daß du die Sterne in den Spiralarmmen gegenüber dem Bulge praktisch vernachlässigen kannst, und ein Stern in den Außenbereichen im Wesentlichen nur die Gravitation des Bulges spüren würde, von dem er dann schon ein ganzes Stück weit weg ist. Sprich, die Zunahme stoppt irgendwann und in den Außenbereichen erwartet man ohne Dunkle Materie ein Abfallen der Rotationsgeschwindigkeiten, genau wie in unserem Sonnensystem. Das wiederum wird aber nicht beobachtet und läßt sich nur durch zusätzliche Masse erklären, die den vermeintlich fast leeren Außenbereich auffüllt. Wenn mans genau machen will, ist die Sache natürlich noch etwas komplizierter, weil dann die Massenverteilung in der Scheibe wirklich eingeht und man sich auch überlegen muß, wie die Dunkle Materie verteilt ist und wieviel man davon hat.
Hier kannst du das ganze mit einem kleinen Java-Applet am Beispiel von drei Galaxien mal durchspielen: http://burro.cwru.edu/JavaLab/RotcurveWeb/main.html
Unter http://portal.discoverthecosmos.eu/de/node/107303 bekommst du eine solche Simulation als Excel-Datei.
Ausführliche Hintergrundinfos dazu gibt es unter http://virtuelleschule.bmukk.g…rbeitsheft_darkMatter.pdfViele Grüße
Caro -
Hallo Caro, so schnell hab ich gar nicht mit einer so erschöpfenden Erklärung gerechnet!
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Caro</i>
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kann es sein, daß du da was durcheinanderbringst?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Durchaus, darum frag ich ja nach. Klar die Tatsache dass die übliche Materie einer Galaxie insgesammt nicht ausreicht ist ein Beleg für die dunkle Materie.
Ich sehe solche Beiträge von Harald Lesch und anderen, da werden diese Zusammenhänge mehr global anschaulich präsentiert. Auf Einzelheiten gehen die da nicht immer ein. Ich war bei meinen Betrachtungen von einer gleichmäßigen Verteilung von Sternen ausgegangen.
Danke und Grüße
marty
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