Beiträge von Kalle66 im Thema „Dunkle Materie und die Planetenbahn“

Christoph,

wenn die Gesamtmasse groß genug ist, dann tauschen die Teilchen der DM untereinander kin. Energie durch gravitative Wechselwirkung aus und verhalten sich ähnlich wie Sonnen in einem Kugelsternhaufen. Die wirken untereinander auch nur noch gravitativ, wobei hier die jeweiligen Einzelmassen zusätzlich relevant sind. Das sind chaotisches Vielteilchensysteme. Allerdings ist die Verteilung der Sonnen in so einem Kugelsternhaufen durchaus geprägt von anfänglich vorhandenem Gas, aus dem sie entstanden. Aber als das dann verbraucht und rausgeblasen war, ist das wie ein großes Billard, wo sich die Kugeln nicht treffen und reibungsfrei in einer halbrunden Schale rollen. Stell dir die Parabolschüssel des Arecibo-Teleskops als Billardtisch vor.

Speziell für Sonnen der dritten Generation, also mit hohem Metallgehalt, definitiv erst entstanden, als das Universum schon ein paar Mrd. Jahre alt war, kann man mit unserem Verständnis über DM praktisch ausschließen, dass sich größere Mengen an DM dort ansammeln. Wie das für Masseansammlungen (sprich Verdichtungen) in der Ursuppe kurz nach dem Urknall, aber noch vor der Entkopplung des Lichts, ausgesehen hat, kann man nur modellieren. Und dazu braucht man Annahmen über die DM, die wir nicht kennen. Vielleicht entstanden damals schon viele schwarze Löcher mit dem Zeugs.

Fakt ist, wir wissen zu wenig über DM. Vor allem, unter welchen Bedingungen DM mit Materie (anders als gravitativ) wechselwirkt. Wenn wir DM als Teilchen modellieren, heißt das nicht, dass es Teilchen sind, sondern nur, dass man mathematische Methoden der Quantenphysik anwendet und die Teilchen auch sonst mathematisch über Teilchenfelder beschreibt. Felder die Dichteverteilungen und Kräfte abbilden.
Wir beschreiben Licht ja auch über Felder, Wellen oder Photonen. Das Photon ist mathematisch ein Paketbote. Kommt es irgendwo an, füllt es dort den Briefkasten. Elektromagnetische Felder gleichen dem Logistiknetz der Paketdienste.

Gerhard,

das mit DM und SL bleibt rätselhaft. Schwarz ist ja auch dunkel.

Unter anderem geht es um die Henne und Ei Frage:

Waren supermassive SL die Keimzellen großer Galaxien oder entstanden sie erst durch die Galaxien?

Wenn sie Keimzelle sind, wie und woraus sind die supermassiven SL dann entstanden? Vielleicht schon, bevor Licht sich ~400.000 Jahre nach dem Urknall endlich von Materie entkoppelte (->kosm. Hintergrundstrahlung). DM wäre ein Kandidat, weil das Zeugs ja mit Licht nichts am Hut hat; es reagiert damit ja nicht.

Und wenn so supermassive SL entstehen konnten ... Wie schauts dann mit kleinen SL aus?

Ich stell mal die These auf: Dann gibt es ein Mechanismus, wie DM über Umwege doch mit Licht interagiert. Nämlich DM bildete kleine SL, die anschließend per Hawkingstrahlung wieder zerfallen. Übrig bleibt Licht. Aber das sollen dann Physiker mal berechnen, inwieweit das eine Rolle spielen könnte. Hängt massiv von der Kleinheit und Anzahl solcher SL ab, ob damit nennenswert DM in Licht umgewandelt wurde.

Und ... selbst inaktive SL müssten dann neben der Hawkingstrahlung noch eine zweite Strahlung haben. Nämlich vom Einfall von DM in das SL. Gemäß E=mc² wird dabei ein kleiner Prozentsatz (max. bis zu 30%) direkt in Strahlung umgewandelt. Mit anderen Worten: Gibt es DM, dann müssten SL immer auch etwas leuchten.

Edit: DM verhält sich natürlich anders als normale Materie, die in einer Akkretionsscheibe um ein SL gerät. Es kennt keine elektromagnetische Strahlung/Reibung. Aber in der Ergosphäre (wo die Raumzeit sich selbst verdreht) am Schwarzschildrand herrschen so extreme Bedingungen, dass eine Energieumwandlung auch ohne elektromagnetische Wechselwirkung stattfindet, z.B. in Gravitationswellen. Auch dürften dort aus der Energieumwandlung Teilchen neu geschaffen werden, die strahlen können. Dazu bin ich aber nicht tief genug im Thema.

Christoph,

wir wissen zu wenig, ob in einem Potential wie der Sonne sich nennenswert DM ansammeln kann. Das hängt von der mittleren Geschwindigkeit der DM ab (kann man auch als dessen Temperatur bezeichnen).

Sie heißt ja "Dunkel", weil sie mit der normalen Materie gerade nicht wechselwirkt (außer via Gravitation). Das heißt, es gibt kein Reibungsmechanismus, welcher DM abbremst. Fliegt ein Partikel auf die Sonne zu, wird es von der Anziehungskraft der Sonne beschleunigt, fliegt durch und auf der anderen Seite wieder raus und weg.

DM scheint auf anderen Größenskalen zu wirken. Wenn man da von Verklumpung spricht, dann meint man den Halo der gesamten Galaxie, aber nicht einzelne Himmelskörper.

Gerhard,

du kannst im Sonnensystem nur den Unterschied messen, der durch das Potential (im Sinne örtlicher/zeitlicher Verteilung) der Dunklen Materie hervor gerufen wird. Ansonsten wirkt die Kraft auf alle Himmelskörper im Sonnensystem gleichermaßen. Wenn schon andere Sonnen keine messbaren Störungen hervorrufen, warum sollte das die DM, die kleinräumig viel gleichmäßiger verteilt ist (bzw. scheint).

Ist wie Schwimmen im Meer. Da interessiert es dich auch nicht, ob nur 3m Wasser unter Dir sind oder 3000m. Interessieren tun nur die Wellen, kommt die im falschen Moment, schluckst du Wasser.