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Dunkle Materie

519 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Dunkle Materie ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

Dunkle Materie

26.08.2019 um 16:44
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Es handelt sich also nicht um die Grenzwerte von nur einer Messung, der negative Wert von -65 wurde bei einem anderen (ähnlichen) Experiment ermittelt, und steht damit für sich allein. (m.M.n.)
Danke, da hatte ich fälschlicherweise in der Tat eine Messung angenommen.
D.H. eine Messung ergab > als -65 und eine andere ergab < +75?


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26.08.2019 um 16:50
Zitat von MafiatomMafiatom schrieb:D.H. eine Messung ergab > als -65 und eine andere ergab < +75?
Bei der einen Messung handelt es sich um einen direkten experimentellen Freifalltest von Antimaterie, man setzte also eine anziehende Wirkung voraus und kam dann auf die Werte <75 (bzw. unter Berücksichtigung von Fehlern auf <110).

Bei der zweiten Messung ging man von der Grundannahme einer Abstoßung aus, was offenbar einen geänderten Versuchsaufbau notwendig machte, dabei kam man dann auf die <-65, wobei das Minus nicht als negatives Verhältnis von schwerer zu träger Masse gedeutet werden darf. (m.M.n.)


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26.08.2019 um 17:48
Okay, hier wird meine Vermutung noch mal bestätigt:
Wir setzen der Antigravitation eine Grenze, indem wir das Vorzeichen von g in Gleichung 1 invertieren oder äquivalent dazu F negativ machen. Wir finden, dass F <–12 allein durch die Statistik ausgeschlossen wird, mit einer Worst-Case-Grenze für systematische Fehler von F <–65. Da jedoch die systematischen Wirkungen für solche kleinen Gruppen nicht sehr gut charakterisiert sind F | ist es konservativer, nur F <–65 auszuschließen.
Google-Übersetzung von ... nature.com

Das Minus resultiert aus der Invertierung von g und nicht aufgrund einer negativen Masse.


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22.10.2019 um 23:53
Vor knapp 3 Monaten für eROSITA (extended ROentgen Survey with an Imaging Telescope Array) ins All geschickt.
Die wissenschaftlichen Ziele sind der systematische Nachweis von schwarzen Löchern in nahen Galaxien und von über drei Millionen weit entfernten aktiven Galaxien sowie der Nachweis von heißem intergalaktischen Gas in 50.000–100.000 Galaxienhaufen und Gruppen, um daraus Erkenntnisse zur großräumigen Struktur des Kosmos und dessen Entwicklung zu gewinnen. Des Weiteren werden Detailuntersuchungen der physikalischen Natur galaktischer Röntgenquellen wie Supernova-Überresten oder Röntgendoppelsternen durchgeführt.[1] Die gewonnenen Daten sollen auch neue wissenschaftliche Erkenntnisse bezüglich Dunkler Materie und Dunkler Energie ermöglichen.[2] Diese hypothetische Form von Energie ist eine mögliche Erklärung für die Beobachtung, dass das Universum immer noch beschleunigt expandiert; sie hängt deshalb mit einigen der spannendsten Fragen der Astronomie und Physik zusammen.
Wikipedia: EROSITA

Nun hat eRosita die ersten Daten zur Erde geschickt. Und anscheinend wurden schon erste Entdeckungen gemacht, zwar nicht zur Dunklen Materie, aber immerhin. Ich denke das Informationen tur dunklen Materie noch auf sich warten lassen. Zumal sie, meiner Meinung nach, wahrscheinlich eher indirekte Hinweise geben werden. Aber mal schauen...

https://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/dunkle-materie-deutsches-roentgenteleskop-erosita-schickt-erste-bilder-a-1292757.html

In dem Zusammenhang möchte ich auf den Vortrag von Thomas Dauser hinweisen.
Generell kann ich den Kanal Weltall, Erde & Das Leben nur wärmstens empfehlen, die aufgezeichneten Vorträge vermitteln imho sehr gute den aktuellen Stand in der Forschung.

Youtube: Röntgenteleskop eROSITA • Live im Hörsaal | Thomas Dauser
Röntgenteleskop eROSITA • Live im Hörsaal | Thomas Dauser



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13.02.2020 um 02:28
Zitat von plankeplanke schrieb:Nein...Unsere Wissenschaftler haben es als feste physische Grösse identifiziert, und berechnen sogar Sonnen-/Planetenbahnen danach.

Wikipedia: Dunkle_Materie
Lies mal Deinen eigenen Link:
Dunkle Materie ist eine postulierte Form von Materie, die nicht direkt sichtbar ist, aber über die Gravitation wechselwirkt. Ihre Existenz wird postuliert, weil im Standardmodell der Kosmologie nur so die Bewegung der sichtbaren Materie erklärt werden kann, insbesondere die Geschwindigkeit, mit der sichtbare Sterne das Zentrum ihrer Galaxie umkreisen.
Und:

Wikipedia: Dunkle Materie#Alternativen zu Dunkler Materie


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13.02.2020 um 02:37
@Libertin
Wissenschaftlich gesehen gebe ich dir immer wieder Recht.
Du hast dass schon sehr gut verstanden. Das respektiere ich auch sehr.
Aber es ist noch lange nicht das, was es alles gibt.


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13.02.2020 um 07:41
Zitat von plankeplanke schrieb:Aber es ist noch lange nicht das, was es alles gibt.
Was genau meinst Du damit bezüglich dieses Themas?


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13.02.2020 um 15:32
Zitat von skagerakskagerak schrieb:Was genau meinst Du damit bezüglich dieses Themas?
Vom Thema hat er keine Ahnung, ihm geht es wohl um "Alles und/oder Nichts?". Wobei Alles nichts ist, und Nichts nicht Alles ist!

Man sollte aber auch das alte schwäbische Sprichwort bedenken: "Nicht alles gesagt, ist nicht gelogen.", wobei Alles nicht wirklich Alles ist, aber Alles und das Nichts sind Alles. Man kann aber auch nicht Alles wissen, dennoch lässt sich Alles erklären, nur nicht allen.

Damit wäre eigentlich alles gesagt, und schließen möchte ich mit meinem Lieblingsspruch:

Alles wird gut! :D


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13.02.2020 um 16:03
@Peter0167
Danke Peter 😄
Ich hatte grad einen herzlichen Lacher zur Pause.
Das war alles gut.


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14.02.2020 um 11:48
Nun ja wo reiner "Geistermaterie", und das ist dunkle Materie eben nach wie vor, halte ich auch nicht viel.
Es muss einen weg geben sie irgendwie sichtbar zu machen so dass man bspw. hier auf der Erde eine Klumpen dieser Materie direkt sieht, und so auch nachweist.

Das wäre DIE Sensation...aber bleibt abzuwarten ob das je passiert.


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14.02.2020 um 11:56
Zitat von knopperknopper schrieb:Es muss einen weg geben sie irgendwie sichtbar zu machen so dass man bspw. hier auf der Erde eine Klumpen dieser Materie direkt sieht, und so auch nachweist.
Tja, nur leider wechselwirkt sie nun mal mit nichts uns bekanntem, ist also nicht messbar, nur indirekt beobachtbar meines Wissens nach.


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15.03.2020 um 01:02
Also schwarze Löcher bzw. Primordiale schwarze Löcher, scheinen auch aus dem Rennen zu sein.

(gem. Letzter Aussage "Urknall, Weltall, und das Leben)

Könnte es eigentlich rein theoretisch auch "supermassive primordiale" schwarze Löcher geben??


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04.12.2020 um 20:22
Ich dachte das passt hier rein, find ich ganz interessant:

Scinexx - Neuer Wert für die Feinstrukturkonstante
Fundamentale Größe: Physiker haben den bisher genauesten Wert für die Feinstrukturkonstante ermittelt – die Konstante, die die grundlegende Wechselwirkung von Licht mit geladenen Teilchen beschreibt. Der neue Wert ist fast dreifach genauer als frühere Messungen und bestätigt unter anderem, dass das Elektron tatsächlich ein unteilbares Elementarteilchen ist. Zudem engt er das Kandidatenfeld für Dunkle-Materie-Teilchen weiter ein, wie die Forscher im Fachmagazin „Nature“ berichten.

Sie ist eine der fundamentalen Größen der Natur: Die Feinstrukturkonstante α beschreibt die Stärke der elektromagnetischen Wechselwirkung und damit unter anderem, wie stark Licht mit geladenen Elementarteilchen wie Elektronen oder Myonen interagiert. Weil sich aus dieser Konstante zudem viele andere Grundgrößen und quantenphysikalischen Wechselwirkungen ableiten, gilt sie als entscheidende Basis für unser physikalisches Standardmodell. Entsprechend wichtig ist es, sie möglichst genau zu kennen.
Ultrakalte Rubidiumatome unter Laserbeschuss

Den bisher genauesten Wert für die Feinstrukturkonstante haben nun Forscher um Leo Morel von der Sorbonne Universität in Paris ermittelt. Dafür nutzten sie die Tatsache, dass Atome bei der Absorption von Photonen ihren Energiezustand verändern und eine Art Rückstoß erfahren. Die Geschwindigkeit des Rückstoßes verrät die Masse des Atoms. Kombiniert mit der bekannten Masse des Elektrons und der Bindungsenergie des Elektrons im Wasserstoffatom lässt sich dann die Feinstrukturkonstante errechnen.

Konkret nutzten die Forscher für ihr Experiment ultrakalte Rubidiumatome, die in einem Vakuumrohr mithilfe von Magnetfeldern und Laserpulsen angehoben werden und dann durch eine Messtrecke fallen. In dieser nehmen die Atome Photonen auf und verändern durch ihren Rückstoß auf subtile Weise die Phasen mehrerer Messlaser. Daraus ermittelten Morel und sein Team die Rückstoßgeschwindigkeit und nutzten diese dann als Basis für ihre Berechnung der Feinstrukturkonstante als Kehrwert 1/α.
Elektron als echtes Elementarteilchen bestätigt

Das Ergebnis ist der bisher präziseste Wert für die Feinstrukturkonstante. Ihr Kehrwert beträgt demnach α-1 = 137,035999206(11). Die in Klammern stehende Zahl gibt dabei den Unsicherheitsfaktor an. Dieser liegt nach Angaben der Forscher bei 8,1 x 10-11 oder 81 Milliardsteln. Das sei fast um das Dreifache genauer als bisherige Messungen, so Morel und sein Team. Damit ermöglicht es dieser Wert, auch andere Konstanten und grundlegende voraussagen des Standardmodells zu überprüfen.

„Diese Ergebnisse bestätigt beispielsweise, dass das Elektron keine Unterstruktur aufweist und ein echtes Elementarteilchen ist“, erklärt der nicht an der Studie beteiligte Physiker Holger Müller von der University of California in Berkeley, Berkeley in einem begleitenden Kommentar. „Wenn das Elektron aus kleineren Einheiten zusammengesetzt wäre, hätte es ein anderes magnetisches Moment.“ Letzteres lässt sich aus der Feinstrukturkonstante ableiten.
Einblicke in Dunkle-Materie-Kandidaten

Aber auch über die „dunkle Seite“ des Kosmos verrät die aktuelle Messung einiges. Denn der nun genauere Wert der Feinstrukturkonstante schränkt die möglichen Eigenschaften von Teilchen der Dunklen Materie weiter ein. Zu diesen gehören auch Kandidaten wie die „Dunkle Bosonen“ – hypothetische Kraftteilchen, die einige Forscher aufgrund von Anomalien bei Quantensprüngen von Ytterbium oder Beryllium postuliert haben.

Doch die aktuellen Werte, kombiniert mit früheren Messungen, schließen die Existenz dieser Teilchenkandidaten nun fast vollständig aus, wie Morel und sein Team berichten. Denn diese Dunklen Bosonen müssten das magnetische Moment des Elektrons auf subtile, aber messbare Weise beeinflussen. Die aktuell ermittelte Feinstrukturkonstante liefert aber keinen Hinweis auf einen solchen Einfluss.
Rätselhafte Diskrepanz zu früheren Messungen

Eine Frage allerdings wirft die neue Messung auf: Der neue Wert für die Feinstrukturkonstante ist zwar der bisher genaueste, gleichzeitig weicht er aber um mehr als fünf Standardabweichungen von den beiden vorhergehenden Messwerten ab. Darunter ist eine von Morel und seinen Kollegen selbst vorgenommene Messung sowie ein mittels Atominterferometrie von Cäsiumatomen ermittelter Wert von Müller und seinem Team in Berkeley.

„Experimentatoren machen sich deshalb nun bereit, den Ursprung dieser Diskrepanzen aufzuklären – und das Standardmodells aufs Neue auf die Probe zu stellen“, sagt Müller. (Nature, 2020; doi: 10.1038/s41586-020-2964-7)
Quelle: https://www.scinexx.de/news/technik/neuer-wert-fuer-die-feinstrukturkonstante/


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Dunkle Materie

02.03.2021 um 12:48
So, es gibt mal wieder was Neues von der dunklen Seite der Macht :)

https://www.faz.net/aktuell/rhein-main/region-und-hessen/wissenschaftler-der-uni-mainz-forschen-zu-dunkler-materie-17211535.html

Salopp gesagt, haben die Jungs und Mädels an der Uni Mainz ein wenig mit den Feldgleichungen gespielt, indem sie eine zusätzliche Dimension ins Spiel brachten. Was dabei heraus kam, lieferte offensichtlich vielversprechende Ansätze, um die Sache weiter zu verfolgen.

Die Modelle mit einer zusätzlichen 5. Dimension sagen ein sehr energiereiches Teilchen voraus, welches eine mögliche Wechselwirkung zwischen Baryonen und den Teilchen der Dunklen Materie vermitteln könnte. Der Nachweis eines solchen Teilchens ist bisher nicht erfolgt, soll aber im Bereich des Möglichen liegen.

Sollte der Nachweis eines solchen Bosons gelingen, käme das einer Sensation gleich. Bisher ging man davon aus, dass DM nur gravitativ wechselwirkt, ein weiterer Nachweis würde das Modell "Dunkle Materie" deutlich stärken. Zudem würde das eine oder andere Standardmodell (SM) deutlich "umgekrempelt" werden. :D

Mir stellt sich da gleich die Frage nach einer 5. Grundkraft, und ganz sicher werden die String-Typen*innen aus ihrem Winterschlaf erwachen...


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Dunkle Materie

02.03.2021 um 21:49
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Salopp gesagt, haben die Jungs und Mädels an der Uni Mainz ein wenig mit den Feldgleichungen gespielt, indem sie eine zusätzliche Dimension ins Spiel brachten. Was dabei heraus kam, lieferte offensichtlich vielversprechende Ansätze, um die Sache weiter zu verfolgen.
Naja, alternative erklärungen im Bezug auf Dunkle Materie, gibt es wie Sand am Meer.
Ich meine damit nicht nur solche dinger wie die MOND-Hypothese, sondern zb auch sowas wie Sterile neutrinos die beim MinibooNe auf 6,1 Sigma kommen, dennoch wird das so nicht akzeptiert.
With a study published on arXiv,[3] the Collaboration announced that the finding of neutrino oscillations at MiniBooNE are confirmed at a 4.8 sigma level and, when combined with data at LSND, at a 6.1 sigma level. This hints at the detection of sterile neutrinos and a significant deviation from known physics.[12] The implication of the paper is that some of the muon neutrinos are flipping to sterile neutrinos before switching identity again to electron neutrinos.[13]
Quelle: Wikipedia: MiniBooNE

Es gibt auch noch menge andere zt intellektuell herrlich ausgearbeitete Theorien, wie zb die Entropische Gravitation
Entropische Gravitation ist eine physikalische Theorie, die die Gravitation als entropische Kraft beschreibt. Das bedeutet, dass sie nicht als fundamentale Wechselwirkung verstanden wird, die über Austauschteilchen wirkt. Vielmehr versucht ein masse-enthaltender Raumbereich nach dem Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik einen Zustand höherer Entropie zu erreichen, was zu einer entropischen Kraft {\displaystyle F=T\nabla S}{\displaystyle F=T\nabla S} führt. Die Theorie hat ihre Wurzeln in der Stringtheorie, der Thermodynamik schwarzer Löcher und der Theorie der Quanteninformation.
Wikipedia: Entropische Gravitation
Im Grunde zeigt die Fülle und zt auch die exotischen Alternativen, wie verzweifelt man im Bezug auf die dunkle Materie ist.


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03.03.2021 um 03:39
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:... eine zusätzliche Dimension ...
Ich sehe solche Ansätze sehr kritisch. Mit zusätzlichen Parametern kann man letztendlich alles so hinbiegen, dass es irgendwie passt. Es gibt dazu eine nette Anekdote über ein Treffen von Freeman Dyson und Enrico Fermi:
When [...] Dyson tried to counter by emphasizing the agreement between experiment and the calculations, Fermi asked him how many free parameters he had used to obtain the fit. Smiling after being told "Four," Fermi remarked, "I remember my old friend Johnny von Neumann used to say, with four parameters I can fit an elephant, and with five I can make him wiggle his trunk." There was little to
add.

("The Pope of Physics: Enrico Fermi and the Birth of the Atomic Age")
Ob man sich damit der physikalischen Realität annähert, halte ich für ziemlich fraglich.


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Dunkle Materie

03.03.2021 um 11:54
Zitat von uatuuatu schrieb:Ich sehe solche Ansätze sehr kritisch. Mit zusätzlichen Parametern kann man letztendlich alles so hinbiegen, dass es irgendwie passt.
Richtig.
Zitat von uatuuatu schrieb:Ob man sich damit der physikalischen Realität annähert, halte ich für ziemlich fraglich.
Die physikalische Realität sieht für mich so aus, dass mir derzeit 3 Arten der Dunklen Materie bekannt sind.
((Es ist jedoch gar nichts mystisches. Nein, nichts mystisches. Sondern etwas ganz normales. Etwas überaus normales. -- Die Besonderheit ist die, dass es nicht sichtbar ist. Es ist (für uns derzeit) unsichtbare Materie.
Ein kleiner Hinweis: Der Durchmesser der MS wurde vor Jahren mit ca. 100.000 LJ angegeben. Jetzt mit ca. 200.000 LJ. Wie das?
In 10 Jahren wahrscheinlich mit 500.000 LJ?))


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03.03.2021 um 12:46
Zitat von uatuuatu schrieb:Ob man sich damit der physikalischen Realität annähert, halte ich für ziemlich fraglich.
Das ist nach wie vor das Dilemma. Da ist eine Auswirkung auf die Gravitation unbestritten meßbar. Aber die Ursache, die ja eigentlich in dem (zusätzlichen über das tatsächlich beobachtbare hinaus) Vorhandensein von Materie bestehen müßte nicht.
Wenn man keine zusätzliche ("dunkle") Marerie feststellen kann, sollte man sich dann nicht von diesem Konstrukt verabschieden?
Dies um so mehr als sich die "Dunkle Materie" äußerst seltsam verhält. Ihre Auswirkungen sind im Nahbereich direkt auf der Erde oder im solaren Raum ja gar nicht beobachtbar. Erst dann wenn es um die Rotation unserer Galaxie geht und auch da erst dann, wenn es um deren Außenbereiche geht, also um zehntausende Lichtjahre Entfernungen und gewaltige Massen und Geschwindigkeiten ist sie plötzlich "da", wird unter diesen Umständen sogar dominierend. Meiner Meinung nach deutet das auf einen relativistischen Effekt hin. Man sollte untersuchen (und tut das offenbar auch schon), ob Gravitation unter gewissen, etremen Bedingungen in Bezug auf Entfernung, Masse und Geschwindigkeit auch durch bekannte Naturkräfte bzw. deren Wechselwirkung hervorgerufen kann.


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Dunkle Materie

03.03.2021 um 16:35
Zitat von uatuuatu schrieb:Ich sehe solche Ansätze sehr kritisch. Mit zusätzlichen Parametern kann man letztendlich alles so hinbiegen, dass es irgendwie passt. Es gibt dazu eine nette Anekdote über ein Treffen von Freeman Dyson und Enrico Fermi:
Ein jedwede größere Abweichung sollte man kritisch betrachten, allerdings ist das postulieren einer zusätzlichen Dimension sicherlich anders zu bewerten, als die ausufernden Dimensionen in der klassischen Stringtheorien. In der Physik gibt es sehr viele offene frage, die mit konventionellen Methoden einfach nicht beantwortbar sind und einige davon kann man schon sehr lange nicht beantworten und das mit all den wunderbaren Experimenten die zur Verfügung gestanden sind um etwa ein postuliertes Teilchen ausfindig zu machen.

Ich halte Modelle die einigermaßen sparsam mit Dimensionen umgehen, noch für akzeptabel, vor Allem unter eben jenen Gesichtspunkt, das man einfach nicht weiterkommt. Bei einer zusätzlichen Dimension besteht noch die Möglichkeit, es stringent herleiten zu können. Natürlich unter der Prämisse, dass die Parameter nicht willkürlich sind und diese Theorien auch einen Erklärungsvorteil anbieten und sich experimentell falsifizieren lassen.


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03.03.2021 um 17:13
@Sungmin_Sunbae: Eine zusätzliche Dimension ist eine enorme Verkomplizierung der bestehenden Physik. Einen solchen Schritt sollte man nur in Betracht ziehen, wenn es einen sehr schwerwiegenden Grund dafür gibt, z.B. wenn sich mehrere unabhängige bisher ungeklärte Phänomene damit einfach, elegant und widerspruchsfrei erklären lassen. Danach sieht die Mainzer Theorie aber ganz und gar nicht aus. Es ist einfach eine weitere von Dutzenden, wenn nicht Hunderten von Theorien, die die beobachteten Effekte im Zusammenhang mit dunker Materie halbwegs passend "erklären". Überzeugend ist keine davon. M.E. besteht vorerst kein Bedarf an weiteren Theorien, sondern an präziseren Beobachtungsdaten (insbesondere in Bezug auf scheinbare Sonderfälle im Zusammenhang mit dunkler Materie) und Experimenten (was zugegebenermassen im Zusammenhang mit dunkler Materie nicht ganz einfach ist), um die bestehenden Theorien besser beurteilen zu können.


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