Bedarf es wirklich der Annahme der Existenz dunkler Materie?

paxito schrieb:Klar kannste die Frage stellen, aber du musst schon erklären wie die Zeitdilatation da irgendwie diese Effekte erklären soll. Bisher kam von dir nur, dass es Massen geben soll die durch Zeitdilatation irgendwie unsichtbar werden sollen - das ist aber immer noch einzig beim Ereignishorizonts eines schwarzen Lochs überhaupt der Fall (und auch da nicht so, wie du es beschreibst).
In dem Beitrag schwebt jetzt irgendwie der Gedanke, dass die Masse einer Galaxie da irgendwie wirken solle. Werd doch mal konkreter!

Ich stelle in den Raum, dass es Massen - in der Art schwarzer Löcher - geben könnte, die eben genauso wie "normale" schwarze Löcher nicht sichtbar, wohl aber indirekt messbar sind. Ich begründe das mit dem Effekt, dass aus schwarzen Löchern keine direkte Information kommen kann, da dort - aus unserer Sicht - keine Zeit läuft.
Wenn du hier einen wissenschaftlichen Fehler siehst, bitte ich, diesen konkret zu benennen.

Daneben (!) postuliere ich die These, dass auch bei sichtbaren Objekten von großer Masse ein Effekt auf die Struktur, wie wir sie aus unserer Sicht tatsächlich sehen ausgehen müsste...
Durch den Zeitdilatationseffekt kommen sowohl gravitative als auch optische Informationen hier nur verzerrt an. Mich würde eben interessieren, wie denn ein entzerrtes Bild aussieht, mit anderen Worten: Wie sieht unsere Milchstraße wirklich aus. Erst dann kann man doch anfangen, festzustellen, ob es Anomalien gibt, für die man eine "dunkle Materie" heranziehen muss..

Chemik schrieb:Man hat ja nach sowas gesucht (z.B. MACHOs), aber nicht in ausreichender Menge gefunden.

Ja, dass ist mir bekannt. Aber bislang habe ich nirgendwo das Thema Zeitdilatation in diesem Zusammenhang erörtert gesehen..
Wenn's mal einer berechnet und verworfen hätte, wäre ich ja schon still. Aber einfach nur zu behaupten, das kann nicht sein, ist wenig überzeugend und hilfreich..

andy2 schrieb:Wenn's mal einer berechnet und verworfen hätte, wäre ich ja schon still. Aber einfach nur zu behaupten, das kann nicht sein, ist wenig überzeugend und hilfreich..

Wie stellst du dir das denn überhaupt vor? Nehmen wir mal ein Beispiel: Wir haben einen Stern, der sich in 50.000 LJ Entfernung vom Galaxiezentrum auf einer Kreisbahn bewegt. Die Bahngechwindigkeit ist höher als erwartet. Wo willst du da jetzt einen Zeitdilationseffekt unterbringen?

Chemik schrieb:Wie stellst du dir das denn überhaupt vor? Nehmen wir mal ein Beispiel: Wir haben einen Stern, der sich in 50.000 LJ Entfernung vom Galaxiezentrum auf einer Kreisbahn bewegt. Die Bahngechwindigkeit ist höher als erwartet. Wo willst du da jetzt einen Zeitdilationseffekt unterbringen?

niemand hat gesagt, dass das einfach sei. Ich bin ja auch kein Mathematiker, aber es müsste doch zumindest Näherungsrechnungen geben..

Zu sagen: "Rechnen ist uns zu schwer, nehmen wir stattdessen lieber eine unsichtbare Materie an", erscheint doch etwas fragwürdig...

andy2 schrieb:niemand hat gesagt, dass das einfach sei. Ich bin ja auch kein Mathematiker, aber es müsste doch zumindest Näherungsrechnungen geben..

Was konkret willst du da berechnet haben? Ich seh da einfach nichts, was man überhaupt berechnen könnte.

Chemik schrieb:Was konkret willst du da berechnet haben? Ich seh da einfach nichts, was man überhaupt berechnen könnte.

Na den Unterscheid der Struktur der Milchstraße mit und ohne Berücksichtigung der Zeitdilatation.
Man kann die Anzahl der Sterne abschätzen, deren durchschnittliche Größen (ggf. in Gruppen unterteilt) annehmen, die Größe und die beobachtbare Struktur in Relation setzen....

Wo wird denn da die ZD nicht genügend beachtet? Wenn du da ein Problem siehst, dann musst du da schon konkret formulieren.
Versuch dein Problem doch mal an einem einfachen Beispiel zu beschreiben.

Chemik schrieb:Wo wird denn da die ZD nicht genügend beachtet? Wenn du da ein Problem siehst, dann musst du da schon konkret formulieren.
Versuch dein Problem doch mal an einem einfachen Beispiel zu beschreiben.

Die ZD hat grundsätzlich bei jedem Stern einen Effekt. Wenn ein Stern sich relativ zur Erde mit hoher Geschwindigkeit bewegt oder sich in der Nähe eines massereichen Objekts befindet, kann die Zeitdilatation dazu führen, dass die von uns beobachtete Position des Sterns von seiner "tatsächlichen" Position abweicht. Diese Abweichung kann durch die veränderte Bewegung des Sterns, aber eben auch durch die Krümmung des Raums um das massereiche Objekt verursacht werden.

Die Information aus masseschweren Objekten kommt aus Gründen der Zeitdilatation "verspätet" bei uns an.
Hinzu kommt die Verzögerung der Übertragung von Informationen durch die Begrenzung der Lichtgeschwindigkeit. Insbesondere aus entfernten Regionen der Milchstraße kommen die Daten hier um einige Millionen Jahre verspätet an.
Beide Effekte summieren sich. Insbesondere von den Außenbereichen der Milchstraße erhalten wir demnach ein verzerrtes Bild.
Man müsste deshalb zunächst zurückrechnen, ob bzw. wie sich die Position der Sterne tatsächlich verändert hat.

Im wesentlichen geht es mir allerdings um die theoretisch mögliche Existenz von schwarzen Löchern einer anderen Kategorie, die
die tatsächliche Struktur der Milchstraße erklären könnte. Für dunkle Materie sind mir Modelle bekannt, nicht aber zur Annahme von schwarzen Löchern dieser Kategorie. Da sich dunkle Materie, sofern man deren Existenz annimmt, merkwürdigerweise nicht ballt (obwohl ihr gravitative Wirkung zugesprochen wird !) und sich deshalb aus ihr keine schwarzen Löcher bilden, kann die Verteilung nicht die gleiche sein...

Große Sterne befinden sich tendenziell eher im Außenbereich der Milchstraße, habe ich gelesen. Dies stützt die Annahme, dass es in diesem Bereich auch zur Bildung der von mir angenommenen schwarzen Löcher besonderer Art gibt...


Unter Zugrundelegung dieser Annahme müsste man nunmehr berechnen, wo genau sich solche schwarzen Löcher befinden müssten, um die beobachtete Struktur der Milchstraße zu erklären.

Bitte erwarte von mir jetzt kein Rechenmodell....

andy2 schrieb:Die ZD hat grundsätzlich bei jedem Stern einen Effekt. Wenn ein Stern sich relativ zur Erde mit hoher Geschwindigkeit bewegt oder sich in der Nähe eines massereichen Objekts befindet, kann die Zeitdilatation dazu führen, dass die von uns beobachtete Position des Sterns von seiner "tatsächlichen" Position abweicht. Diese Abweichung kann durch die veränderte Bewegung des Sterns, aber eben auch durch die Krümmung des Raums um das massereiche Objekt verursacht werden.

Die Anzahl der Sterne in der Nähe von massenreichen Objekten ist überschaubar. Ausßerdem gibst dann einen Gravationslinsen Effekt, durch den man solche Kosntellationen gut erkennen kann. Und die ZD, die ein 08/15 Stern verursacht ist vernachlässigbar klein.

andy2 schrieb:Die Information aus masseschweren Objekten kommt aus Gründen der Zeitdilatation "verspätet" bei uns an.

Die kommen nicht verspätet. Licht wird durch ZD nur Rot/Blauverschoben. Und übrigens kannst du so auch überprüfen, ob das Licht "aus einer anderen Zeit stammt". Dann wären spezifische Spektrallinien (z.B. von Wasserstoff) verschoben.

andy2 schrieb:nsbesondere aus entfernten Regionen der Milchstraße kommen die Daten hier um einige Millionen Jahre verspätet an.

Die MS hat nen Durchmesser von ca. 100.000 LJ, also max 100.000 jahre altes Licht. Und wenn du nur die Positionsänderung eines Objektes bestimmen willst, dann ist die absolute Position egal, da sie sich rauskürzt. (sofern die Bewegung langsam gegenüber der LG ist, was aber praktisch immer der Fall ist).

andy2 schrieb:Im wesentlichen geht es mir allerdings um die theoretisch mögliche Existenz von schwarzen Löchern einer anderen Kategorie, die
die tatsächliche Struktur der Milchstraße erklären könnte.

Die Wirkung schwarzer Löcher ist ziemlich lokal. Wenn du z.B. die Sonne durch ein gleichschweres schwarzes Loch ersetzt, dann ändert sich für das Sonnensystem nichts. (mal abgesehen, dass es dunkel und kalt wird)

andy2 schrieb:Da sich dunkle Materie, sofern man deren Existenz annimmt, merkwürdigerweise nicht ballt

Ausgeschlossen ist das nicht, dass es SL aus DM gibt. Allerdings stellt sich das die Frage, wie es zum zusammenballen kommen soll. Die Gravitation ist dafür nämlich erstmal zu schwach. Bei normaler Materie ist das ein elektromagnetischer Effekt.

andy2 schrieb:Die ZD hat grundsätzlich bei jedem Stern einen Effekt. Wenn ein Stern sich relativ zur Erde mit hoher Geschwindigkeit bewegt oder sich in der Nähe eines massereichen Objekts befindet, kann die Zeitdilatation dazu führen, dass die von uns beobachtete Position des Sterns von seiner "tatsächlichen" Position abweicht.

Die Unsicherheiten bei der Beobachtung sind so groß, dass das keine wirkliche Rolle spielt. Lass das mal einige hundert Lichtjahre Abweichung sein, dann wäre das viel. Jetzt vergleiche das mit der Größe von und der Entfernung zu anderen Galaxien. Zumal man die Entfernung gar nicht ganz exakt kennt und auch nicht den genauen Winkel, in dem die Galaxie zu uns steht. Daher wird man wohl viel mit Extrapolationen von Ausschnitten arbeiten müssen. Es kommt auf die Masse und die Bewegung eines bestimmten Radius, eines bestimmten Abstands zum Zentrum, etc. an.

Es ist im Übrigen nicht davon auszugehen, dass die Physiker wesentliche Einflussfaktoren übersehen haben, nur weil du keine populärwissenschaftlichen Artikel dazu gefunden hast. Da müsste man schon die Paper lesen, um dazu etwas sagen zu können.

Chemik schrieb:Allerdings stellt sich das die Frage, wie es zum zusammenballen kommen soll. Die Gravitation ist dafür nämlich erstmal zu schwach. Bei normaler Materie ist das ein elektromagnetischer Effekt.

Die Stärke der Gravitation ist nicht das Problem, sondern die Tatsache, dass die Bewegung der Teilchen mangels elektromagnetischer Wechselwirkung nicht abgebremst wird. Sie verlieren keine kinetische Energie und flitzen daher sozusagen immer weiter.

paxito schrieb:So: https://www.eso.org/public/germany/images/eso1217b/

Damit kann ich nicht viel anfangen.

Damit Sterne weiter aussen schneller das Zentrum umkreisen können ist mehr Masse in Zentrum erforderlich?
Ja?

Wenn aber mehr Masse im Zentrum ist müssten doch auch Sterne nahe dem Zentrum schneller rotieren?

Wie kann es sein das zwar die Sterne weiter aussen (ich nehme an je weiter draussen um so mehr) schneller umlaufen können, die Sterne weiter innen aber scheinbar nicht betroffen sind?

Das verstehe ich nicht.

@THX1138
Die DM ist ja nicht im Zentrum konzentriert sondern erstreckt sich über die gesamte Galaxie. Für die Anziehung relevant ist aber nur Materie die sich innerhalb der Kreisbahn befindet. Zentrumsnahe Sterne sehen deswegen weniger Masse als zentrumsferne Sterne.

Chemik schrieb:Die DM ist ja nicht im Zentrum konzentriert sondern erstreckt sich über die gesamte Galaxie.

Aber wenn die DM/Masse gleichmässig verteilt ist war um ist die Kurve nicht dementsprechend?

Da habe ich auf der einen Seite das Bild mit der nichtabgeflachten Kurve.
auf der anderen Seite die abgeflachte Kurve.
Wieso entsteht der Unterschied in diesen Kurven durch gleichmässige Massenverteilung, die kurven sind ja im, oder nahe des Zentrums total gleich.

Wieso gibt es diesen Unterschied in den Kurven von innen nach aussen wenn die Maszenverteilung gleichmässig ist?

Chemik schrieb:Zentrumsnahe Sterne sehen deswegen weniger Masse als zentrumsferne Sterne.

Es geht aber doch ums Zentrum das umkreist wird?

Was hält denn den Stern da weit draussen auf seiner Bahn?
Die Gravitation die von innerhalb kommt.
aber wenn die höher ist als berechnet, warum hat dies keine Auswirkung auf die weiter innen liegenden Sterne?

andy2 schrieb:Du verwechselst da was. Ich habe wiederholt deutlich gemacht, dass man Effekte tatsächlich messen kann.
Man kann sogar Aggregationsscheiben beobachten. Aber nie das schwarze Loch selbst

Was soll ich da verwechseln? Ja, das ist so richtig. Wenn wir nun annehmen das schwarze Löcher die fehlende Materie darstellen, müssten wir genau das beobachten können - Gravitationslinsen, Aggregationsscheiben usw. Danach wird ja tatsächlich gesucht und wie ich auch schon schrieb: bisher ohne Erfolg.

andy2 schrieb:Verleugnest du gerade die Zeitdilatation im Bereich großer Massen?

Nö. Nur das da irgendwelche Maße versteckt würde.

andy2 schrieb:I.Ü. beantwortest du damit nicht meine Frage nach dem (meiner Meinung nach nicht bestehenden) Unterschied der Wirkung von barionischer und nicht bayonischen Materiemassen.

Das übersteigt bei weitem meinen Horizont.

andy2 schrieb:eben

Nur weil wir nicht wissen, was dunkle Materie ist, wird das nicht beliebig. Und dein Einstieg hier war ja nicht „es könnten schwarze Löcher sein“ (det is richtig oder noch allgemeiner MACHOs), sondern „es ist die Zeitdilatation.“ Und das zweite harrt seiner Erklärung, wie das irgendwas erklären könnt.

andy2 schrieb:Im Bereich großer Massen schon. Denn dort vergeht - von uns aus betrachtet - keine Zeit.

Das ist falsch, bzw. gilt so nur für das Schwarze Loch - wo wir ohnehin nicht hineinschauen können.

andy2 schrieb:Zu deinem Gedankenexperiment: Aus Sicht des Piloten vergeht die Zeit normal. Aus Sicht des Betrachters wird es wohl zu Überlagerungen kommen, so dass wir keine Lichtintervalle sehen werden.

Klar sehen wir Lichtintervalle - nur stark verlangsamt und das Licht wird ins Rote verschoben. Was meinst du mit „Überlagerungen“?

andy2 schrieb:ich habe da nie etwas anderes behauptet. Es müssen nur nicht die Art schwarzer Löcher aus Sternleichen sein

Wozu postulierst du überhaupt eine andere Art von SL? Wozu soll das gut sein?

andy2 schrieb:Allerdings dürften auch sichtbare große Objekte wie Neutronensterne aber auch große Mengen an Staub, Gas und Asteroiden einen nicht unerheblichen Anteil an der Strukturbildung von Galaxien haben. Auch in deren Einzugsbereich wirkt die Zeitdilatation und führt zu einer Verzerrung des tatsächlichen Bildes der Struktur der Galaxie.

Es gibt kein „tatsächliches Bild“. Ich glaube du haderst mit der Relativität.

andy2 schrieb:In welchem Ausmaß dies geschieht, ist mir nicht bekannt. Genau das interessiert mich aber. Offenbar wurde dies bislang nie berechnet. Jedenfalls habe ich da nichts gefunden.

Doch natürlich wurde das berechnet, das kannste dir zumindest vereinfacht sogar selbst ausrechnen.
Spezialfall nicht rotierende, ruhende Kugel:
Zeit (verlangsamt) = Zeit (normal) * Wurzel ( 1 - G (Gravitationskonst.) * M (Masse der Kugel)) / (Abstand zum Mittelpunkt der Kugel * c * c)
Du brauchst sehr massreiche Objekte und der Effekt ist nur nah an der Masse stark.

andy2 schrieb:nein. Du behauptetest fest, es gäbe keine großen Gasansammlungen. Wer behauptet, muss belegen!

Quark, ich behaupte es gibt keine großen Gasansammlungen die direkt zu SL kollabieren - zumindest nicht in und um unsere Galaxie herum.

andy2 schrieb:Ich behaupte gar nichts, sondern habe nur eine These in den Raum gestellt...

Und ich sag dass das nicht passt. Kannste drauf hören oder es lassen. Damit eine Gaswolken nicht zu einem Stern kollabiert, bräuchtest du schon reichlich exotische Umgebungen.

andy2 schrieb:Ich stelle in den Raum, dass es Massen - in der Art schwarzer Löcher - geben könnte, die eben genauso wie "normale" schwarze Löcher nicht sichtbar, wohl aber indirekt messbar sind.

Dann bleib doch gleich bei SL oder MACHOs.

andy2 schrieb:Wenn du hier einen wissenschaftlichen Fehler siehst, bitte ich, diesen konkret zu benennen.

Da ist nur Ockhamsrasiermesser im Weg, ich sehe absolut keinen Grund irgendwie „neuen“ Arten von SL zu postulieren. Wozu soll das gut sein?

andy2 schrieb:Daneben (!) postuliere ich die These, dass auch bei sichtbaren Objekten von großer Masse ein Effekt auf die Struktur, wie wir sie aus unserer Sicht tatsächlich sehen ausgehen müsste...

Klar gibt es da relativistische Effekte, nur helfen die nicht dabei das Problem der dunklen Materie zu lösen.

andy2 schrieb:Mich würde eben interessieren, wie denn ein entzerrtes Bild aussieht, mit anderen Worten: Wie sieht unsere Milchstraße wirklich aus.

Nochmal: relativistische Effekte „verzerren“ nicht ein tatsächliches Bild. Wo die Zeit langsamer vergeht, vergeht sie langsamer, fertig. Da gibt es keine übergeordnete „tatsächliche Zeit“.
Nimm das Beispiel des Neutronensterns, denn auf dessen Oberfläche gibt es (wie beim SL) heftige relativistische Effekte, da er so massereich ist. Dort vergeht die Zeit ebenfalls fast nicht, friert quasi ein.
Trotzdem können wir ihn beobachten, messen, sehen usw. - dem steht nix im Wege. Und diese Effekte ändern auch nix an seiner gravitativen Wirkung, im Gegenteil sie sind ja ein Teil davon.

@THX1138
Du fragtest, wie du dir das vorstellen sollst, drum ein Link mit einem Bild. Zu deiner Frage:
Da es bei einer Spiralgalaxie im Zentrum deutlich mehr Masse gibt, als am Rand, müsste eigentlich die Geschwindigkeit am Rand sehr schnell abnehmen. Das ist nicht der Fall, sie dreht sich so schnell als ob dort deutlich mehr Maße wäre.

Stell dir ne dicke Eisenkugel vor, die du in die Mitte eines Eintopfs wirfst und schnell rotierst. Du Suppe dreht sich mit, aber deutlich langsamer und je weiter weg von der Kugel, desto langsamer. Das würde man (als vereinfachtes Bild) erwarten. Ist aber nicht so.

THX1138 schrieb:Da habe ich auf der einen Seite das Bild mit der nichtabgeflachten Kurve.
auf der anderen Seite die abgeflachte Kurve.
Wieso entsteht der Unterschied in diesen Kurven durch gleichmässige Massenverteilung, die kurven sind ja im, oder nahe des Zentrums total gleich.

Kommt ganz drauf an, wo du nachschaust. Hier ist es anders: https://de.wikipedia.org/wiki/Rotationskurve#/media/Datei:Rotation_curve_of_spiral_galaxy_Messier_33_(Triangulum).png
Hängt am Ende immer von der spezifischen Massenverteilung ab.

paxito schrieb:Du fragtest, wie du dir das vorstellen sollst, drum ein Link mit einem Bild. Zu deiner Frage:
Da es bei einer Spiralgalaxie im Zentrum deutlich mehr Masse gibt, als am Rand, müsste eigentlich die Geschwindigkeit am Rand sehr schnell abnehmen. Das ist nicht der Fall, sie dreht sich so schnell als ob dort deutlich mehr Maße wäre.

Stell dir ne dicke Eisenkugel vor, die du in die Mitte eines Eintopfs wirfst und schnell rotierst. Du Suppe dreht sich mit, aber deutlich langsamer und je weiter weg von der Kugel, desto langsamer. Das würde man (als vereinfachtes Bild) erwarten. Ist aber nicht so.

Danke dafür, aber das bringt mich nicht weiter';')

Das weiss ich...

Ich visualisere grade "Trichter", die nach aussen weniger abflachen als sie innen "abflachen" aufgrund von Gravitation...wahrscheinlich muss ich dazu aber mathematik und visualisierungen dazu hernehmen um mir das vorstellen zu können wie diese Materie verteilt sein soll dass nur "je weiter aussen umso mehr" zum tragen kommt.

THX1138 schrieb:wahrscheinlich muss ich dazu aber mathematik und visualisierungen dazu hernehmen um mir das vorstellen zu können wie diese Materie verteilt sein soll dass nur "je weiter aussen umso mehr" zum tragen kommt.

Das Innen ist der Bulg der deutlich dichter ist als der Rand. Daran ändert auch die dunkle Materie nichts. Aber der Unterschied zwischen Rand und Innen wird durch sie deutlich kleiner. Darum geht es bei dem Unterschied in den Kurven.

paxito schrieb:Das Innen ist der Bulg der deutlich dichter ist als der Rand. Daran ändert auch die dunkle Materie nichts. Aber der Unterschied zwischen Rand und Innen wird durch sie deutlich kleiner. Darum geht es bei dem Unterschied in den Kurven.

Ich habe da die Kurven vor Augen wie auf der Seite vorher dargestellt...

Die rote Kurve zeigt wie es "sein sollte", die Kurve ist ne schöne Kurve, die Gravitation fällt mit dem quadrat der entfernung ab?
Die blaue aber beschreibt ne ganz andere "entwicklung"... abgesehen davon das sich ihre krümmung ändert (nicht gleichmässig)