Ich bin jetzt seit Weihnachten 2014 dabei (es war Herrn Gaßners Vortrag über das Higgsfeld und den LHC, bei dem er, je nach Schwierigkeitsgrad, mehrfach das Pult wechselte) und es ist wirklich klasse mitzuerleben, dass UWUDL mit den Jahren nichts seiner Faszination verloren, dafür aber ne Menge Qualität dazugewonnen hat. Normal ist es ja genau anders herum. Für mich (als interessierten Laien) immer noch das Beste, was es in der ansonsten eher traurigen Medienlandschaft zu dem Thema gibt. Euer Kanal hat mich übrigens vollkommen für TV-Dokus verdorben, ich kann mir sowas (zB eine im 5 Minuten Takt wiederkehrende Animation und Aussagen wie "Schwarze Löcher...sie sind die ultimativen Killer") einfach nicht mehr geben. So, das musste jetzt endlich mal gesagt werden.
Ich bin wie jedesmal total begeistert von dem, was mir hier geboten wird. Ich reise viel mit meinem Wohnmobil durch Europa und wenn ich mal an einem der letzten dunklen Orte bin und die Chance habe ins Weltall zu schauen, bin ich, trotz all dem was mir hier vermittelt wurde, in der Lage zu genießen, mich unbedeutend zu fühlen und nichts zu denken. Ich hoffe, all die Damen und Herren die hier so Großartiges darbieten haben diese Fähigkeit auch noch.
Die Fähigkeit, zu reisen, habe ich momentan leider nicht. Doch allem anderen stimme ich zu und finde es toll, dass Sie im Wohnmobil den Kanal verfolgen können!
Ich bin ganz ehrlich....ich hab nicht viel verstanden, bin aber trotzdem irgendwie beeindruckt! Auch wenn sich mir als geistiges Glühwürmchen die Logik für all das nicht ganz so offenbart wie wohl den meisten Zuschauern hier , so gibt es natürlich dennoch einen Daumen nach oben!
Hallo, Frau Dr. Wagner! Gehören Sie jetzt fest zum Team? Das freut mich sehr! Ihre Vorträge sind immer ganz klar strukturiert, gut verständlich und mit ansteckender Begeisterung vorgetragen. UWudL ist erst jetzt komplett!
@@jennywagner9104 Ich habe noch eine Frage: Wenn wir möglicherweise eine modifizierte Gravitationstheorie haben, die die Rotationskurven erklärt, warum kann diese nicht die Lichtablenkung an Galaxienhaufen erklären? Liegt das daran, dass wir nur eine modifizierte _Newton'sche_ Gravitationstheorie haben, aber keine modifizierte _Relativitätstheorie_ ? Und wieso kann man die Rotationskurven von Galaxien nicht auch relativistisch berechnen? Ich habe mal was gehört, dass die MOND sich mit sehr kleinen Beschleunigungen beschäftigt, während die Relativitätstheorie ja für sehr große Beschleunigungen gilt. Stimmt das so und ist das der Grund? Falls es stimmt, dann habe ich nur noch das Problem, dass mir nicht klar ist, warum außenherum um Galaxienhaufen, dort wo man die Lichtablenkung sieht, die Beschleunigungen so viel größer sind als im Außenbereich von Galaxien. Zwar haben Galaxienhaufen ein Vielfaches der Masse einer Galaxie, aber die Lichtstrahlen, die abgelenkt werden, scheinen auch in einem großen Abstand an dem Haufen vorbeizugehen. Ich würde mir hier nochmal ein paar Vergleiche und eingängige Bildchen zur Erläuterung wünschen. ^ ^
Liebe Frau Wagner, es ist eine Freude, dass mehr und mehr die Damen UWudL erobern. Sie machen das ganz fantastisch und man merkt diesem soliden und flüssigen Vortrag an, welch umfangreiche Expertise dahinter stecken wird. Bitte bleiben Sie weiter in diesem Kanal aktiv, denn Sie sind eine hervorragende Bereicherung. 15.000 Aufrufe, über 200 Kommentare und mehr als 400 Likes innerhalb eines Tages sprechen für sich. Respekt und alles Gute für Sie.
@@jennywagner9104Liebe Frau Wagbner, herzlichen Dank für die nette Reaktion. Ich bin bereits von Beginn an als Zuschauer und Fan von UWudl mit dabei. Und bleibe es natürlich auch. ;-) Alles Gute weiterhin !!
Schöner Vortrag, nur zu kurz ;-) Herzlichen Dank, ich bin immer wieder begeistert, was hier geboten wird. Das Thema dunkle Materie finde ich hochinteressant. In meiner Jugend glaubte man, Planeten könne man nie und nimmer nachweisen, nun wissen wir es besser. Daher bin ich gespannt, ob/wann vergleichbares bei der dunklen Materie geschieht.
Gibt es Beispiele für das Auftreten von Effekten der DM (z.B. Gravitationslinsen) OHNE Beteiligung sichtbarer Materie? Also scheinbar grundlose Lichtablenkung? Falls nein wäre es nicht ein großer Zufall, dass beide Materie-Arten immer nur gemeinsam auftreten? Vielleicht würden die Effekte dann am Ende doch von der sichbaren Materie verursacht, nur wissen wir evtl. noch nicht wie. Nur so ein spontaner Gedanke gerade, würde mich über eine Antwort freuen!
Es gibt Linseneffekte bei Voids, also "Leerstellen" in der Raumzeit. Das Signal ist sehr schwach und Gegenstand neuester Forschungen, doch Voids enthalten nur sehr wenig leuchtende Materie. Allerdings wahrscheinlich auch nur wenig dunkle Materie, von daher ist es kein Beispiel, das Ihre Frage klärt. Der Effekt, den Keshet et al. im Bulletcluster zeigen, kommt einer Antwort noch am nächsten. Der spontane Gedanke ist jedenfalls nicht schlecht und die Hoffnung vieler. Es wurde auch schon vorgeschlagen, eine Mischung aus Modifizierungen der ART und DM anzunehmen.
@@johannageisel5390 Ich hoffe. Danke für das Angebot. Rotationskurven, was sind das für Kurven? Warum spielt die DM keine Rolle bei Gravitaionslinsen ist aber trotzdem ein Hinweis auf DM? Die ganze Sache mit den Baryonen verstehe ich leider gar nicht. :(
@@stefanschulz6133 1. Eine Rotationskurve ist ein Diagramm, bei dem man auf der x-Achse den Abstand vom galaktischen Zentrum hat und auf der y-Achse die Geschwindigkeit, mit der ein Punkt um das galaktische Zentrum herumkreist. Wenn du dir das Bild oben links auf der Folie mit den vier Bildern anschaust (im Video), dann siehst du zwei Kurven. Die untere, die wieder abfällt, ist eine Rotationskurve, so wie man sie anhand der sichtbaren Massenverteilung in Galaxien berechnen kann. Die obere Kurve ist aber die, die man misst. Du siehst, dass sich die Punkte im äußeren Bereich der Galaxie viel schneller bewegen als man berechnet. Man erklärt sich das damit, dass sich insgesamt in der Galaxie, vor allem auch im äußeren Bereich und darum herum, mehr Masse befindet als man beobachten kann. 2. Dass DM bei Gravitationslinsen keine Rolle spielt, hast du falsch verstanden. Sie hat gesagt, dass man die Gravitationslinsen alleine mit der (allgemeinen) Relativitätstheorie berechnen kann - eine Theorie, die man anhand der Lichtablenkung durch unsere Sonne ausgezeichnet bestätigt hat. Bei dieser Lichtablenkung an der Sonne spielt DM aber keine Rolle. Allerdings ist mir auch nicht vollkommen klar, wieso das ein Argument dafür ist, dass man auf Dunkle Materie bei Galaxienhaufen nicht verzichten kann. Da muss ich nochmal nachfragen. Also, was wir wissen ist, dass man die beobachtete Lichtablenkung an den Galaxienhaufen nicht mit der Relativitätstheorie aus der sichtbaren Masse berechnen kann. Das heißt, wenn die Relativitätstheorie stimmt, muss da noch mehr Masse in den Haufen sein als wir im elektromagnetischen Spektrum detektieren können. 3. Wikipedia sagt: "Als Baryonische Materie bezeichnet man in der Kosmologie und der Astrophysik die aus Atomen aufgebaute Materie, um diese von dunkler Materie, dunkler Energie und elektromagnetischer Strahlung zu unterscheiden." Das mit der "baryonische Verteilung im kosmischen Mikrowellenhintergrund" ist irgendwie eine seltsame Formulierung, aber die Grundidee ist Folgende: Wenn man sich die kosmische Hintergrundstrahlung ganz genau (also so richtig sehr genau) anschaut, dann gibt es kleine Fluktuationen in der Temperatur, die man als eine Art Schallwellen interpretiert, die durch das frühe Universum gelaufen sind, weil bereits Teile davon unter der Schwerkraft kollabierten, während sich andere weiter aufblähten. Für die Details bin ich zu doof, aber durch clevere Theorie und Mathematik kann man aus der Verteilung der Größen dieser Fluktuationen ableiten, wie sich die baryonische Materie im frühen Universum verteilt hat. Naja, und dann haben sich die Leute angeschaut, wie sich die baryonische Materie heute verteilt (in Form von Galaxienhaufen etc.) und dann überlegt: Mit welchem Modell kommt man von der Verteilung früher zu der Verteilung heute? Und dabei haben sie festgestellt, dass sie nur dann ein passendes Modell basteln können, wenn sie Dunkle Materie mit einbeziehen.
Frau Dr. Wagner ist ein absoluter Gewinn für den Kanal, vielen Dank! Was die Dunkle Materie angeht, so will sich mir das Mirakulöse daran noch nicht so recht erschließen. Wieso benötigt es denn eine "besondere" Form der Materie? Die Möglichkeiten der Kompaktifizierung der uns bekannten Materie sind doch erstaunlich genug. Ist es denn keine plausible Möglichkeit, dass man die dunkle Materie mit dem bekannten Periodensystem erklärt, wenn man nur entsprechende Kompaktheit und Verteilung annimmt?
Hallo MRMRMRMR, manche Effekte ließen sich durch alternative Ansätze und Verteilungen erklären - jedoch nicht alle. In unserer Playlist zur Dunklen Materie finden Sie die Details, beispielsweise zur Strukturbildung im frühen Universum und der Silkdämpfung. Hier musste sich Materie entgegen harter Strahlung zu ersten Strukturen verbinden. Baryonische Materie wechselwirkt elektromagnetisch - Dunkle Materie nicht - oder zumindest nur extrem schwach. Grüße Josef M. Gaßner
Sehr interessantes Video! Eine Frage zu dem Bullet Cluster hätte ich aber noch, Frau Wagner: in der Simulation scheint ja die DM gewissermaßen in einem punktförmigen Ort rechts vom Cluster zu existieren, um die Geschoßform zu erklären. Andererseits um die Rotationsgeschwindigkeit von Galaxien zu erklären, wird dagegen eher davon ausgegangen, dass die DM um die Galaxie quasi verschmiert ist (wenn ich es richtig in Erinnerung habe). Ist das nicht ein Widerspruch, bzw. wieso sollte sich hier bei dem Bullet Cluster die DM quasi in einer Region konzentrieren?
Hallo Christian, Wenn Material A, das aus unterschiedlichen Bestandteilen besteht, auf anderes Material B trifft und es durchdringt, werden die Teile von A, die stärker wechselwirken sich schwerer tun B zu durchdringen und die Dunkle Materie - von der wir ausgehen, dass sie schwächer wechselwirkt - wird sich leichter tun. Dadurch separiert sich die Dunkle Materie von der baryonischen - das sieht man im Bild eingefärbt. Hier sind zwei sehr große Gebiete zusammengekracht und durchdringen sich. Das ist nicht das übliche Szenario bei Spiralgalaxien - deren Dunkle Materie sich größtenteils im Halo befindet. Grüße Josef M. Gaßner
Liebe Frau Wagner, Danke für Ihren übersichtlichen Vortrag zu neuen Veröffentlichungen zur möglichen Existenz der dunklen Materie. Bei allen Ihren vier Hinweisen (Galaxienbewegungen, Gravitationslinsen, Mikrowellenhintergrund und Galaxienhaufenanalyse) geht es aber letztendlich immer nur um Gravitationseffekte. Dass aber hinter diesen gravitativen Effekten eine Masse stecken muss, ist letztlich aber eine Hypothese. Und dies ist auch meine Frage an Sie: Warum dieser Schluss „Gravitation gleich Masse (DM)?“ Seit der ART wissen wir, dass Gravitationswirkungen mit Krümmungen (Verzerrungen) der Raumzeit beschrieben werden können. Und es hat mindestens eine Situation der kosmischen Entwicklung gegeben, bei der die sich entfaltende Raumzeit sicher nicht orthogonal und flach, sondern verzerrt und gekrümmt war, ohne dass daran Massen beteiligt waren, nämlich beim oder nach dem Urknall und den dabei explodierenden Fluktuationen. Kann es nicht sein, dass all diese Effekte, die scheinbar auf eine DM verweisen, schlicht Relikte der Verzerrungen der Raumzeit zu Beginn allen Werdens sind? Mit freundlichem Gruß Peter Lewe-Schlosser, Linden
Ich finde es interessant, wie viele Kommentare hier genau diese Frage stellen, warum wir gravitative Effekte immer direkt einer Masse zuordnen möchten. Einige Antworten dazu finden Sie in den Kommentaren weiter untern.
Man hört oft, die sichtbare Materie reicht nicht aus in den Galaxien, um die äußeren Bahngeschwindigkeiten der Sterne zu erreichen. Auf der anderen Seite werden die Zahlen der Sterne in den Galaxien ständig nach oben korrigiert, man vermutet selbst in der Milchstraße 400 Milliarden oder mehr Sterne, Wissenschaftler Teams warfen schon die Zahl von 1 Billiarde Sternen in Andromeda auf die Waage. Also gibt es doch wesentlich mehr sichtbare Materie, wir entdecken sie nur später. Und dann das Thema Schwarze Löcher. Es muss doch unendlich viele in allen vorstellbaren Größen geben. Und nicht nur durch Sterne, sondern schon nach dem Urknall entstanden. Wer braucht da noch exotische schwere Teilchen?
Aus was DM letztlich besteht, wissen wir noch nicht, doch es ist klar, dass es sehr wahrscheinlich nicht die Teilchen sein können, die wir aus dem Alltag kennen. Der Anteil dieser Materieart im Universum ist nämlich bereits zur Zeit der primordialen Nukleosynthese (also in der Frühzeit des Universums, als sich aus heißem Plasma die ersten Kernbausteine der leichten Elemente bildeten) festgelegt. Berechnungen und Messungen zeigen, dass nur etwa 5% unseres Universums aus dieser Materieart besteht. Doch gleichzeitig lassen Beobachtungen des kosmischen Mikrowellenhintergrundes und Beobachtungen der großräumigen Strukturen nicht zu, dass diese Materie die einzige ist, denn, wenn dem so wäre, müssten unsere Beobachtungen sehr anders aussehen. Dieses Rätsel haben wir bis jetzt dadurch gelöst, dass wir DM eingeführt haben. Es stellt sich heraus, dass sie für eine Vielzahl an Phänomenen eine sehr gute Erklärung liefert. Dazu gibt es bald auch noch einen gesonderten Vortrag.
2:17 Aber die ART beschreibt diese Phänomene doch nur genau dann gut wenn man die Existenz dunkler Materie also einer zusätzlichen Gravitationsquelle postuliert? Wenn man auf die EInführung von Hilfskonstrukten angewiesen ist könnte das nicht ein Indiz dafür sein dass die ART nicht korrekt ist (auf sehr großen Längeneinheiten)?
Bevor ich die ART auf großen Skalen modifiziere, würde ich zuerst an der Kosmologie/Astrophysik zweifeln. Die meisten unserer Beobachtungen beruhen nämlich darauf, dass wir nur auf die Himmelskugel projizierte Beobachtungen haben. Information entlang der Sichtlinie ist nicht immer vorhanden oder mehrdeutig. Beim Gravitationslinseneffekt hat man z.B. schon mit Hilfe von Simulationen festgestellt, dass Annahmen über eine relativ symmetrische Verteilung der dunklen Materie den Gesamtinhalt an DM in einer Gravitationslinse stark beeinflussen und man weniger DM zur Erklärung braucht, wenn die Linse als weniger symmetrisch modelliert wird. Es gibt auch einen Vortrag dazu hier auf dem Kanal, Gravitationslinsen & Dunkle Materie.
@@jennywagner9104 Hallo, ich habe noch eine Frage aber zu einem etwas anderem Thema. Soweit ich weiß leitet man die Urknall-Theorie aus der Beobachtung eines expandierenden Universums ab. Aber durch was ist es gerechtfertig diese Expansion über mehr als 13.8 milliarden Jahre zurückzurechnen? Es könnte ja sein, dass Universum nicht schon immer expandierte oder das die Ausdehnung des Raumes periodisch zu oder abnimmt aber dabei nie einen Mindestwert unterschreitet.
@@Julian-te3gm Gute Frage! Zunächst einmal kann man sich fragen, ob das Universum nicht unendlich ausgedehnt und ewig statisch ist (das wurde anfangs favorisiert). Dagegen spricht Olbers Paradoxon, dass der Nachthimmel für uns dunkel und inhomogen mit Licht erhellt erscheint. Davon nun ausgehend, kann man schließen, dass das Universum einen Anfang gehabt haben muss. Durch die Beobachtungen von Supernovae, die in Galaxien bei unterschiedlicher Rotverschiebung explodiert sind, schließen wir nun, dass ein Universum mit nur Materie und Strahlung darin diese Beobachtungen nicht erklären kann, da wir beim Fit an die Daten einen negativen Parameter für die Materie erhalten, was physikalisch nicht sinnvoll ist. Daher haben wir in unser kosmologisches Modell einen Term aufgenommen, der Einsteins kosmologischer Konstanten Rechnung trägt. Er folgt aus sehr allgemeinen mathematischen Betrachtungen der Theorie und bietet sich daher als Erweiterung sofort an. Bis jetzt passt die beschleunigte Expansion, die er beschreibt, sehr gut zu den Daten, nicht nur denen der Supernovae (über die noch heftig diskutiert wird), sondern auch denen des großskaligen Strukturwachstums. In der Tat wäre es möglich, dass diese Expansion nicht kontinuierlich, sondern periodisch verläuft oder gar lokal unterschiedlich schnell stattfindet. Solche Modelle werden in Zukunft vielleicht eine Rolle spielen, wenn unsere Daten eine noch bessere Qualität haben, dass wir solche Effekte testen können. Bislang passt alles im Rahmen der Messunsicherheiten zu der einfacheren Expansionsvariante.
Zuerst einmal Danke. Nachdem ich bei Wikipedia über MOND nachgelesen habe, war mir einiges klarer. Trotzdem habe ich noch eine Frage: Wird jede Galaxie-Art gleich berechnet? Bei einer Spiralgalaxie sind ja die Massen auch nebeneinander wie auf einer Schnur aufgereiht, unterliegen also auch der Gravitation der Nachbarsterne die ja bis 90º zum Zentrum versetzt sein können. Ich hoffe, ich habe mich verständlich ausgedrückt.
soweit ich MOND verstehe, modifiziert sie das Gravitationsgesetz, also sollten Galaxien alle gleich behandelt werden. Abhängig von der Verteilung der Massen in den unterschiedlichen Galaxienarten werden die Ergebnisse der Bewegungen der Einzelteile sich aber unterscheiden.
@@jennywagner9104 Im Prinzip ja, wobei man aber berücksichtigen muss, dass es bei MoND nicht nur auf die Massenverteilung innerhalb einer Galaxie ankommt, sondern wegen des "external field"- Effekts auch auf die in ihrer Umgebung. Insbesondere bei kleinen an sich sehr vergleichbaren Galaxien kann dies zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen führen. Dies hat beispielsweise bei der Diskussion um die von der Dragonfly-Gruppe entdeckten Zwerggalaxien zu zahlreichen Missverständnissen, auch auf diesem Kanal, der dazu neigt, die Evidenz pro oder contra DM selektiv wahrzunehmen (confirmation bias), geführt, als würde MoND das Gravitationsgesetz je nach Galaxie unterschiedlich abändern. www.eurekalert.org/pub_releases/2020-12/cwru-upo121620.php Gruß, Lulu
Vielen Dank, Jenny Wagner. Schön, dass Sie wieder da sind! Wie kann man denn ausschließen, dass DM beispielsweise aus einer Vielzahl inaktiver Sterne/kleine, stellare schwarzer Löcher/Neutronensternen etc besteht? Die wären ja ebenso schlecht für uns erkennbar und es müssten unzählige dort draußen existieren, ohne dass wir sie erkennen können. Und welche Eigenschaften von DM werden denn in der Simulation vom Geschosshaufen angenommen, die die Ergebnisse von der Simulation mit "nur Gas" unterscheiden? Ist die Massenverteilung in beiden Simulationen gleich oder wurde einfach die beobachtete Masseverteilung wieder in die Simulation eingefügt (das hielte ich nicht für sehr aussagekräftig...)
Zum ersten Teil: Es wurden viele Simulationen durchgeführt, die die Verteilung der Sternmassen in Sternentstehungsgebieten beschreiben (initial mass function). Da die Lebenszeit eines Stern primär durch die Masse bestimmt ist, kann man daraus sagen, dass es nicht genug dunkle Sterne und schwarze Löcher gibt, um die Phänomene der dunklen Materie vollkommen zu erklären. Aber sie machen einen Teil aus. Jedoch können sie in Anisotopien im kosmischen Mikrowellenhintergrund nicht erklären.
Freut mich, dass Ihnen der Vortrag gefallen hat. Ausschließen können wir die Hypothese, dass DM aus sehr kleinen, sehr früh im Universum gebildeten schwarzen Löchern besteht noch nicht, diese Idee ist Gegenstand aktueller Forschungen. Was wir jedoch bisher wissen, ist, dass diese schwarzen Löcher bereits vor der primordialen Nukleosynthese gebildet worden sein müssen, da der Anteil an gewöhnlicher ("baryonischer") Materie, den wir zu der Zeit bestimmen können, sehr gut zum aktuellen Materiegehalt des Universums passt und der ist nur um die 5% des Gesamtenergiegehalts des Universums. Neutronensterne bestehen, wie ihr Name schon andeutet, aus gewöhnlicher Materie, d.h. deren Häufigkeit ist ebenfalls in der primordialen Nukleosynthese vorherbestimmt, es seie denn, es fließt von irgendwoher weitere, gewöhnliche Materie in unser Universum...
@@nerdwana5813 Es stimmt, dass sie die Anisotropien im Mikrowellenhintergrund nicht erklären können, aber vieleicht ist die DM eben auch keine Lösung für die Anisotropie des CMB. Ist dir bekannt, ob bezüglich der Verteilung der Materie im CMB auch Simulationen mit und ohne dunkler Materie durchgeführt wurden? Falls ja, wäre auch hier wieder interessant, welche Annahmen zur dunklen Materie getroffen wurden, damit das Ergebnis der Simulationen dann der heutigen Beobachtung des CMB entspricht.
@@jennywagner9104 Vielen Dank für die Erläuterung! Eine Nachfrage dazu: Sie schreiben, dass der Materiegehalt zur Zeit der primordialen Nukleosynthese sehr gut zum aktuellen Materiegehalt des Universums passt. Das Thema würde mich mal genauer interessieren. Können Sie weiterführende Stichwörter dazu nennen oder mir weiterführende Quellen geben? Vielleicht wurde es schonmal auf dem Kanal erwähnt, aber an dieses spezielle Thema kann ich mich leider nicht erinnern. Weil das würde in der Tat die These entkräftigen, dass es sich um MACHOs handelt, die im Laufe eines Galaxienlebens erst entstehen.
Vielen Dank für den Vortrag! Vielleicht habe ich etwas falsch verstanden, aber warum sind Dunkle Materie und Sichtbare Materie nicht stärker "durchmischt"? Im Extremfall ein Himmelskörper der aus beidem besteht?
Gute Frage! Ich denke, das liegt daran, dass sichtbare Materie alle 4 fundamentalen WW zur Interaktion zur Verfügung hat, während wir bislang von DM nur gesichert wissen, dass sie gravitativ wechselwirkt. Wir gehen zudem davon aus, dass sie nur sehr wenig mit sich selbst wechselwirkt, was man in Simulationen studieren kann. Es ist möglich, dass diese Reaktionskargheit die beiden Materiesorten nicht stärker mischt. Wir werden sehen, was künftige Forschungsergebnisse und Beobachtungen uns weiter dazu sagen.
@@jennywagner9104 Danke für die schnelle Antwort! DM "verklumpt" sozusagen nicht? Also kann man sich das Ganze als gravitativ anziehende Wolke vorstellen die sich nicht verdichtet?
@@Simonides8726 Ja, so mehr oder minder ist das der aktuelle Stand der Dinge, obwohl es schon Verdichtungen aufgrund der Gravitation gibt, sonst sähen wir keine Gravitationslinseneffekte. :)
@@jennywagner9104 Liebe Frau Wagner, Zitat: „… während wir bislang von DM nur gesichert wissen, dass sie gravitativ wechselwirkt.“ Jetzt dreht sich die Argumentation im Kreis. Die gravitativen Effekte sind ja der Ausgangspunkt der Suche nach Gründen, nicht der Beweis der DM. Und darauf - nämlich das missing link zwischen DM und Gravitation - zielte die Nachfrage von mir und einigen anderen in der Kommentarliste. Mit den besten Grüßen Peter Lewe-Schlosser
@@peterlewe-schlosser2189 Hier dreht sich die Argumentation nicht im Kreis, denn die hängt von der Ausgangslage der Frage ab. Sie stellen hier eine andere Frage und die würde ich anders beantworten: Starten wir damit, dass wir Beobachtungen haben, die sich mit leuchtender Materie im Rahmen unseres Weltmodells nicht erklären lassen. Nun wollen wir verstehen, wo diese Effekte herkommen. Wir stellen die Hypothese auf, dass DM existiert. Unter dieser Annahme leiten wir Eigenschaften der DM aus bisherigen Beobachtungen ab und stellen fest, dass sie der Gravitation unterliegt. Um die DM-Existenz-Hypothese zu untermauern, sollten wir Vorhersagen zu weiteren, noch unbeobachteten Eigenschaften von DM machen, z.B. könnten wir zusätzlich annehmen, DM wirke auch schwach. Damit wäre DM in dieser Hypothese mit der Gravitation dadurch verbunden, dass sie einen Teilchencharakter hat und gravitativ wechselwirkt. Diese Hypothese könnte widerlegt werden, indem wir z.B. eine Modifizierung der Gravitationstheorie / Erweiterung der ART finden, die alle Beobachtungen ohne die Annahme erklären kann, dass DM existiert. So eine Modifizierung wäre eine zweite Hypothese, die man ähnlich wie die DM-Hypothese testen muss und sie hätte eine andere Verbindung zur bisher gültigen Gravitationstheorie. Diese alternative Hypothese wurde im zweiten Teil des Vortrags im Paper von Keshet et al. überprüft und es wurde ein Gegenbeispiel gezeigt, dass eine ganz bestimmte modifizierte Gravitationstheorie mit hoher Sicherheit widerlegt. Aber guter Punkt, wenn viele Leute den Eindruck haben, die Physik drehte sich hier im Kreis, mache ich mal einen Vortrag, in dem ich die Argumentationsketten der einzelnen Ansätze darlege.
Erstmal ein RIESEN DANKESCHÖN für diesen Kanal! Frage eines interessanten Laien mit höheren Mathematik-Kenntnissen: Würde sich das Problem der dunklen Materie nicht lösen lassen, wenn wir die grundsätzliche Messung der Entfernung im intergalaktischen Bereich überdenken? (Die Bestätigung der Relativitätstheorie während der irdischen Sonnenfinsternis mal angenommen, deshalb auch nur bei größeren Entfernungen) Vielen Dank (Deutlicher gesagt: Expandiert der Raum im großen Maßstab in allen Richtungen gleich schnell? Und wäre eine nicht lineare Ausdehnung eine mögliche Lösung ohne Dunkle Materie?)
"In der M-Theorie werden die Gravitonen als geschlossene Strings dargestellt, die nicht an die Grenzen einer Brane gebunden sind. Daher sind sie in der Lage, sich durch alle zusätzlichen Raumdimensionen auszubreiten und auch in andere Branen zu gelangen. Auf diese Weise wird die Stärke der Gravitation hinreichend abgeschwächt, so dass sie im Rahmen unserer vierdimensionalen Erfahrungswelt als die schwächste der vier Wechselwirkungen erscheint."
Das bringt mich auf eine Idee, schade, dass ich keine Zeit dafür hab. Ist eine Abweichung der Gravitation nicht eher zunächst nur ein Anzeichen für eine veränderte Dilatation zwischen den Masseansammlungen? Das ist nicht unbedingt direkt auf ein ‘Mehr’ an Masse zurückzuführen.
Wie am Galaxienbeispiel erklärt, kann man die Rotationskurven auch als eine Veränderung des Gravitationsgesetzes beschreiben, doch in der Summe aller Phänomene, die wir beobachten, insbesondere der Evolution der Strukturen auf Skala des gesamten Universums, muss es im Rahmen unseres kosmologischen Standardmodells zwei Effekte geben: zum einen eine kosmische Expansion (wahrscheinlich meinen Sie das mit "Dilation" und zum zweiten aber auch ein mehr an Masse. Heute dominiert die kosmische Expansion unser Universum, doch zu früheren Zeiten muss die Gesamtmasse die Strukturbildung hauptsächlich gefördert haben. Expansion und Masse zu einem einzigen Effekt zusammenzufügen könnte man vielleicht mit einer stark modifizierten kosmischen Expansion basteln, doch das würde bedeuten, das Standardmodell aufzugeben und man müsste nun prüfen, ob die geänderte Beschreibung mit allen anderen Phänomenen im Universum noch im Einklang steht, z. B. ob sich dadurch die Entfernungen zu Objekten ändern und damit auch unser Blick zurück ins frühe Universum.
@@jennywagner9104 Wir sehen eine Evolution des gesamten Universums? Obwohl in den Tiefen des Alls die Vergangenheit betrachten, teilweise x Milliarden Jahre zurück?
@@klssgm nicht des gesamten Universums, aber eines großen Teils. Da Licht eine endliche Zeit braucht, um von entfernten Orten zu uns zu gelangen, sehen wir weit entfernte Objekte, wie sie in der Vergangenheit aussahen (zur Zeit der Emission des beobachteten Lichts). Die Spanne eines Menschenlebens reicht zwar nicht aus, die Entwicklung des Universums in Realzeit zu beobachten, aber mit den Daten aus den unterschiedlichen Weltzeitaltern können wir schon viel über die Entwicklung des Universums lernen.
@@klssgm An Hand der Rotverschiebung, lässt sich den hier ankommenden Photonen eine Zeitspanne zuordnen, wie lange sie im expandierenden Universum unterwegs waren. So erhält man um uns herum eine schalenmäßige Anordnung von Kugeloberflächen, wobei jede Kugeloberfläche in dem Zustand jetzt gesehen wird, wie das Universum allgemein damals war. Zum Beispiel sehen wir die 1 Milliarde Lichtjahre entfernte Schale so, wie diese vor 1 Milliarde Jahre war (vereinfacht ausgedrückt). So bekommt man je nach Entfernung solide Stichproben der Zeitalter, wie das Universum zu den jeweiligen Zeiten ausgesehen hatte. Eigentlich ist das Formelsystem, mit welchem man die Daten gewinnt, nicht ausreichend bestimmt (ähnlich einem LGS, in welchem eine Zeile fehlt), aber für die Interpretation der Topologie und Expansion spielt das eher nur eine untergeordnete Rolle und würde Erklärungen nur unnötig verkomplizieren.
Sehr schön vier der wichtigsten Effekte erläutert, die auf Dunkle Materie hindeuten. Und welche alternative Deutungen es geben könnte, um vielleicht auf Dunkle Materie verzichten zu können. Ich verstehe aber auch die Kommentare derjenigen, die ohne die vielen Grundlagen-Videos im UWudL-Kanal gesehen zu haben, nur anhand dieses Videos auch die Grundlagen-Zusammenhänge verstehen wollen. --> Liebes UWuDL-Team, auf dieses Problem werdet Ihr immer mehr stoßen, je mehr Videos auf das Vorhandene aufbauen: 1. "lechzen" die einen auf aufbauende Videos - und wollen die Grundlagen nicht nochmal aufgedröselt hören. (Gibt ja die vielen Grundlagen-Videos.) 2. wollen die anderen - die solch ein Video vielleicht als ersten UWudL-Video sehen - vorab darauf hingewiesen werden, dass es ohne die Grundlagen aus Video 7 und 42 und 4711 halt leider nicht geht. Im UWudL-Internet-Kanal selbst gibt es zumindest die leicht/mittel/schwer-Einteilung (die hilft dafür aber auch nicht wirklich weiter). Vielleicht sollte es anfangs eine Grafik geben, die links Blöcke zeigt, die nötig sind, um den Block weiter rechts mit diesem Video zu verstehen? -Grüße, A.
kurzer und knackiger "beweis", der selbst den hoffnungslosesten skeptiker ueberzeugen sollte. klasse gemacht das video! fuer uns optimisten kann das nur heissen: weitehin mit dem feldstecher nachts wach bleiben.
Naja, Beweis ist in der Naturwissenschaft immer ein mit Vorsicht zu benutzender Begriff. Der große Vorteil an der Dunklen Materie ist, dass sie viele unterschiedlich Phänomene erklären kann, was aber nicht heißt, dass sie auch existieren muss.
Liebe Frau Wagner, mit dem Konzept der nichtleuchtenden Materie konnte ich nie viel anfangen. Etwas als Materie zu postulieren, das nur die Gravitations-WW von Materie hat, ist eine Notmaßnahme und erinnert mich an die untauglichen Erklärungsversuche der Epizyklen im geozentrischen Weltbild oder an die Annahme des Äthers in der Elektrodynamik. Sollte die Physik nicht eher darüber nachdenken, dass die Voraussetzung eines homogenen Raumes nicht zu halten ist? Würde die Hypothese eines inhomogenen und vielleicht auch nicht isotropen Raumes die Theorie nicht vereinfachen?
Hier hat UA-cam meine Antwort wohl leider nicht geposted: in der Tat werden auch inhomogene (und sogar anisotrope) Universumsmodelle in Betracht gezogen. Doch bislang haben wir noch keines gefunden, das sowohl den Randbedingungen der Beobachtungen genügt und gleichzeitig ohne DM auskommt -- nach meinem Kenntnisstand. Allerdings ein kleiner Lichtblick ins Dunkel: bei den Gravitationslinsen hat man bereits herausgefunden, dass hochsymmetrische Massendichten, die als Linsen angenommen werden, mehr DM enthalten müssen als weniger symmetrische, die die beobachteten Gravitationslinseneffekte erklären können. Vielleicht finden wir in naher Zukunft, dass eine analoge Untersuchung für Universumsmodelle ebenfalls den benötigten Anteil an DM reduziert?! (Zu den Gravitationslinsen gibt es ein Video hier auf dem Kanal, es heißt "Gravitationslinsen und Dunkle Materie")
Nein, nicht direkt. Die Gravitationslinse gibt nur die Information, dass eine Masse Licht ablenkt, aber nicht, welche Art von Masse. Allerdings...wenn es Effekte wie bei M87* zusätzlich in der direkten Nähe des schwarzen Lochs gibt, die sichtbar gemacht werden können, dann kann man darauf schließen, dass es sich wahrscheinlich um ein schwarzes Loch als Linse handelt, da DM (in Form von anderen, exotischen Teilchen) nicht als so dicht angenommen wird, diese Gravitationslinseneffekte wie sie bei schwarzen Löchern auftreten, zu erzeugen.
Das ist Gegenstand der aktuellen Gravitationslinsenforschung, in der wir uns mit der Verteilung und damit den Dichteschwankungen der DM auf Galaxienhaufen- oder Galaxienskala befassen. Auf jeden Fall gibt es Unterschiede, denn ohne diese Inhomogenitäten in der Verteilung würden wir kaum starke Gravitationslinseneffekte im Universum beobachten können.
Muss es eigentlich immer Materie sein, die den Raum krümmt? Könnte nicht noch eine andere Ursache dafür in Frage kommen? Man nennt es "Dunkle Materie", aber vielleicht ist es ja keine... Wollte nur mal fragen :)
Danke für das Video, leider viel zu kurz😊 Viele Menschen bezweifeln die Existenz der DM. Nur weil noch nicht direkt nachgewiesen? was ist daran so schlimm?
Ist doch gar nichts schlimm daran. Wissenschaft wächst ja damit, dass Leute mit dem Finger auf Sachen zeigen und sie anzweifeln. Fraglich ist, ob wir dunkle Materie jemals direkt nachweisen werden können. Und indirekte Beweise sind immer so ein Ding von Gravitationstheorien. Die allgemeine Relativitätstheorie muss ja auch nicht der Weisheit letzter Schluss sein.
Nichts ist schlimm an einem Phänomen, über das wir uns die Köpfe zerbrechen. Ob das, was wir aktuell als DM bezeichnen, tatsächlich die materielle Form hat, wie wir vermuten, also in Teilchenexperimenten an Collidern nachgewiesen werden kann, ist noch offen und die Zweifel, ob diese Form von DM existiert, sind durchaus berechtigt. Schließlich suchen wir schon ein paar Jahrzehnte nach entsprechenden Teilchenkandidaten und haben noch keins gefunden... Wenn DM tatsächlich nur gravitativ wirkt, werden Teilchenkollisionen DM schwer nachweisen können (da viele Experimente auf Teilchenkandidaten abzielen, die auch schwach wechselwirken und nicht nur gravitativ). Daher, finde ich, sollten wir in alle Richtungen ermitteln, um diese DM-Phänomene zu erklären. Pardo & Spergel tun das sehr elegant, indem sie eine allgemeine Transformation der sichtbaren Strukturen aufstellen und dieser Transformation die nötigen Eigenschaften zuweisen, um die Beobachtungen zu erklären.
Ich finde den Begriff "dunkle Materie" auch etwas irreführend. Im Prinzip reden wir über Gravitationsquellen, deren Ursprung wir nicht kennen. Also in erster Linie ist diese Begriff nur ein Lückenfüller für potentiell mehrere unterschiedliche Phänomene, die gravitativ wirken. Ich glaube die Existenz kann man daher nicht wirklich anzweifeln. Allerdings teile ich die Ansicht, dass es vielleicht zu optimistisch ist, wenn eine einzige unbekannte Teilchenart nun eine Erklärung für alle Beobachtungen ist, die nur durch DM erklärt werden können.
Könnten denn die Effekte, die der dunklen Materie zugeschrieben werden auch von nicht sichtbaren schwarzen Löchern stammen oder ist diese Herangehensweise zu verwerfen?
Naja, es müsste 5 mal so viel Dunkle Materie da sein als baryonische Materie (die bereits die uns bekannten Schwarzen Löcher beinhaltet). Das müssten also verdammt viele unsichtbare schwarze Löcher sein. Wo sollten die herkommen? Und wieso können wir sie nicht sehen? Alle schwarzen Löcher, in die Materie hineinfällt, fangen an zu leuchten. Gerade im intergalaktischen Raum sollte man das sehen, wenn auch nur schwach.
Toll erklärt, fand's super spannend. Hatte in letzter Zeit das Gefühl es sei nur noch eine Frage der Zeit, bis die dunkle Materie obsolet wird. Jetzt nicht mehr so sehr. Vielen Dank.
Ich frage mich schon lange ob die Möglichkeit besteht, dass die dunkle Materie nur deswegen für uns dunkel ist weil sie sich in einer anderen räumlichen Dimension befindet und wir somit nur ihre Auswirkung auf den Raum beobachten können?
Sicher, dass Sie etwas für uns nicht direkt Detektierbares nun auch noch in nicht erfassbare zusätzliche Dimensionen stecken wollen? ;) Ich bin ein großer Fan davon, die Modellvorstellungen möglichst einfach zu halten und soviel Information, wie wir erhalten können, direkt aus den Beobachtungen zu ziehen. Daher beginne ich mit Spekulationen über zusätzliche Dimensionen erst, wenn wir Vorhersagen dafür haben, die wir in naher Zukunft auf ihre Gültigkeit überprüfen können.
@@jennywagner9104 Ich teile vom Prinzip Ihren Ansatz einer einfachen Erklärung. Eine einfache Auslegung meiner Idee wäre, dass es sich um viele kleine schwarze Löcher handelt. Auch hier wäre die Materie nicht mehr detektierbar, die Auswirkung = Gravitation aber meßbar.
Wieso und woher ist man sich so sicher, dass die Dunkle Materie aus irgendwelchen bisher unbekannten Teilchen besteht und nicht eine Krümmung der Raumzeit ist, die aus wiederum bisher unbekannten Raumzeit-Eigenschaften zustande kommt? Beispielsweise könnte die Raumzeit an verschiedenen Stellen unterschiedlich stark durch die Dunkle Energie expandieren, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, und das Resultat wäre dann eine Raumzeit-Krümmung an einigen Stellen, nämlich genau die Krümmung, die man auf eine Dunkle Materie zurückzuführen versucht. Gibt es diese Idee auch schon? Oder kann bzw. konnte man es bereits widerlegen und oder ausschließen, so dass die Dunkle Materie zwangsläufig aus Teilchen bestehen und eine Materie-Form sein muss? Danke
Die allgemeine Relativitätstheorie braucht immer eine Masse, um die Raumzeit zu verzerren. Und diese Theorie ist schon sehr gut bestätigt, deshalb wird nach einer Lösung gescuht, die sich aus der Theorie ableiten lässt.
@@nerdwana5813 Ok, trotzdem wäre eine Idee wie oben beschrieben oder eine ähnliche in der Richtung nicht ganz auszuschließen, wenn man bedenkt, dass die Expansion der Raumzeit, die auch irgendwie eine Raumzeit-Krümmung ist, etwa eine negative wenn man so will, nicht mit der Allgemeinen Relativitätstheorie zu erklären ist, zumindest nicht ganz (ich denke, ohne darin vertieftes Wissen zu haben, dass die Allgemeine Relativitätstheorie eine Expansion vorhersagt bzw. erwartet, aber diese nicht erklärt, weshalb Einstein mit Konstanten die Expansion in seinen Gleichungen auszugleichen versuchte). So könnte es sein, dass die Lösung gar nicht mit einer Materie-Form zusammenhängt. Genau so wie die Expansion wahrscheinlich durch keine Masse verursacht wird (es sei denn, es gibt tatsächlich Paralleluniversen, die unseres gravitativ auseinander ziehen).
Das Problem an der Idee, die Gravitationstheorie zu ändern, ist, dass z.B. im Bullet Cluster das Gas getrennt vom Mammutanteil der Masse ist. D.h. wir sehen hier zwei unterschiedliche Masseverteilungen. Eine Änderung der Gravitationstheorie mit nur einer Sorte Masse in diesem Universum muss erklären, wie es dazu kommt, dass ein Teil der Masse sich im blau markierten Bereich ansammelt, während ein anderer Teil im rosa markierten Bereich verbleibt. Zudem muss diese Theorie auch erklären, wie es sein kann, dass die sichtbare Masse im blau markierten Bereich viel zu klein ist, als dass sie den beobachteten Gravitationslinseneffekt in diesen Bereichen erklären kann. Und, wie die Antworten auch andeuten: was wäre die Ursache für die geänderte Raumkrümmung in Ihrer Theorie?
@@jennywagner9104 Naja, meine Idee ist folgende Frage: was wäre, wenn die Raumzeit-Krümmung, die man auf Dunkle Materie zurückzuführen versucht, gar nicht einer speziellen Art der Materie geschuldet wäre, sondern einigen anderen physikalischen Phänomenen, die wir noch nicht verstehen, genau so wie die Dunkle Materie selbst oder die Dunkle Energie, die wir auch nicht verstehen und nicht erklären können. Die konkrete Idee wäre, die Raumzeit-Krümmung nicht auf eine Dunkle Materie sondern auf die Dunkle Energie zurückzuführen, in dem die Dunkle Energie die Raumzeit expandieren lässt, allerdings nicht gleichmäßig. Die Folge ist dann, dass die Raumzeit mancherorts gekrümmt wird, nämlich da wo sie weniger als die Umgebung expandierte. Und weiter, zu viel Expansion der Umgebung eines Bereiches kann den Bereich selbst zusammendrücken, also regelrecht krümmen. Das würde genau so den Gravitationslinseneffekt, die Gasverteilungen, Galaxierotationen usw. erklären wie die postulierte erwartete Dunkle Materie, bloß wäre das auf, hier beispielsweise, die Dunkle Energie, oder allgemein auf Raumzeit-Eigenschaften (die wir nicht kennen und wofür wir Theorien brauchen) zurückzuführen. Das könnte man zwar auch nicht verstehen und erklären, solange es keine vollständige Theorie dafür entwickelt wird, aber zum einen würde man die Dunkle Materie loswerden und das Problem auf die Dunkle Energie oder Raumzeit-Eigenschaften o.Ä. reduzieren. Zum anderen könnte die Suche nach Dunkler Materie nicht der richtige Ansatz sein. Wie gesagt, es sei denn, man kann Ideen wie meine sicher und mit Nachweisen ausschließen oder widerlegen. Ich weiß, meine Idee impliziert, dass nicht nur die Gravitation die Raumzeit verändert, sondern auch die Raumzeit gravitative Effekte hervorbringen kann, da wo sie aufgrund ungleichmäßiger Expansion z.B. gekrümmt wird, was dann als Gravitation interpretiert wird. Aber warum nicht? Wir verstehen die Dunkle Energie auch nicht, und sie ist nahezu sicher bestätigt (bis auf Abweichungen der Messungen von einander, was die Geschwindigkeit der Expansion angeht). Eine solche Krümmung muss nicht unbedingt aufgrund der Gravitation einer Masse sein, denn die Gravitation selber ist die Folge gekrümmter Raumzeit. So muss es nicht unbedingt eine Masse sein, die die Krümmung hervorruft. Eine ungleichmäßige Expansion oder gar andere Raumzeit-Eigenschaften könnten die Krümmung ebenso verursachen. Zusammengefasst lautet die Idee wie folgt: 1) Raumzeit expandiert. 2) Raumzeit expandiert nicht überall gleichmäßig. 3) Ungleichmäßige Expansion der Raumzeit kann Krümmungen der Raumzeit verursachen. 4) Dunkle Materie wird nicht benötigt. Ich bin sehr gespannt was dagegen sprechen würde.
@@khashayaremami Die Frage ist, auf welchen Skalen so ein Universum Anisotropien und Inhomogenitäten zeigt, denn diese müssen im Einklang mit der großskaligen Isotropie und Homogenität stehen, die wir heute und auch im kosmischen Mikrowellenhintergrund beobachten können. Zudem tauschen wir nur eine Unbekannte durch eine andere, nach aktuellem Stand also (noch?) kein direkter Fortschritt.
Hallo Chris, danke für den Hinweis - und danke, dass Sie uns offensichtlich unterstützen! Ich habe den Link neu programmiert - jetzt sollte er wieder funktionieren. Grüße Josef M. Gaßner
Was ist dunkle Materie? Insgesamt hoch spannend, aber für mich stellt sich weniger die Frage; ob da was ist sondern was da ist. Dunkle Materie ist doch immer noch ein Platzhalter oder hab ich da was verpasst? Gibt es denn da neue Erkenntnisse worum es sich bei der dunklen Materie handeln könnte?.
Hallo Paul, genau darum gehts doch im Beitrag. Es gibt zwei Lager, die um Deutungshoheit in Sachen DM ringen: Neue Teilchen vs. modifizierte Theorien. Die von Jenny erläuterten aktuellen Publikationen sprechen mehr für Teilchen. Detaillierte Videos zu den Kandidaten von Wimps, Machos, Neutralinos, Axionen, etc. finden Sie in der Playlist "Dunkle Materie". Grüße Josef M. Gaßner
@@UrknallWeltallLeben | Besten dank für die Antwort. Nachdem was ich die letzten Jahre aus Beiträgen hier, im Spektrum aber auch anderweitig mitgenommen habe ist zumindest die überwiegende Ansicht "es sind Teilchen". Ob neue oder nur nicht richtig gedeutet/vermessen. Aber das die grundlegenden Theorien wirklich in Frage gestellt werden war mir so noch nicht bewusst geworden. Also nochmal danke für den Hinweis. Das wird mich jetzt wieder eine Zeit beschäftigen bis ich da mehr weiß 🙂. Beste Grüße Paul
Denksportaufgabe: Unsere Galaxis bewegt sich relativ mit 620 km/sec. Da sich Gravitation mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet "merken" die Außenbereiche erst nach 53.000 Jahren, dass sich z.B. Saggitarius A ~ 10^12 km gravitativ von der ursprünglichen Position entfernt hat. Welche Auswirkung ergibt sich auf Rotation der Galaxis?
Wenn wir für einen Augenblick annehmen, dass es dunkle Materie tatsächlich gibt und nicht doch noch ein anderer Effekt durch die Lappen gegangen ist, etwa durch Elektrostatik oder Magnetismus zwischen interstellarem Staub, gleichzeitig aber der Nachweis von WIMPS bislang ungefähr genauso erfolgreich ist wie der Nachweis unbekannter elektrostatischer Effekte zwischen unbeobachtetem kaltem interstellarem Staub oder Sand, dann stellt sich doch die Frage, ob WIMPS wirklich der einzige Ansatz sind. Könnte es nicht auch frühe oder primordiale kalte gewöhnliche Materie geben, etwa in Meteoriten- oder Planetengröße? Oder falls gewöhnliche Materie ein grundsätzlicheres Problem darstellt, dann größere Klumpen anderer Zusammensetzung, die aber praktisch fast nie kollidieren, weil sie sehr dünn verteilt sind, bis hin zu den berühmten primordialen Schwarzen Löchern? Die dunkle Materie müsste dann zwar mit ihresgleichen wechselwirken, aber nicht oder kaum mit gewöhnlicher Materie, außer gravitativ. Mit anderen Worten: Ist eine Erweiterung des Standardmodells denkbar, das etwa eine zweite Form von Elektromagnetismus und der starken Kernkraft beinhaltet, so dass dieses Zwillings-Standardmodell nur über die Gravitation mit dem bekannten Standardmodell verflochten ist, nicht aber über Elektromagnetismus und starke Wechselwirkung, vielleicht auch nicht über die schwache Wechselwirkung, da diese über die elektroschwache Vereinheitlichung mit der elektromagnetischen zusammenhängt? Oder gibt es einen zwingenden empirischen Grund dafür, dass dunkle Materie mit gewöhnlicher Materie schwach wechselwirkt und daher der WIMPS-Ansatz der einzig verbliebene ist? Fordert der kosmische Hintergrund eine schwache Wechselwirkung zwischen gewöhnlicher und dunkler Materie? Ist im Zweifel eine fünfte Wechselwirkung denkbar, die nur während der vermuteten Inflation während des Urknalls zum Tragen kommt, weil ihre Reichweite noch kürzer als die der starken Wechselwirkung ist? Wie schauen die genauen Randbedingungen für die empirisch erlaubte Physik der dunklen Materie aus?
Der Zoo an möglichen Kandidaten für DM ist in den letzten Jahren stark gewachsen und beinhaltet neben WIMPS z.B. auch noch Axionen. Wir wissen aus dem kosmischen Mikrowellenhintergrund ziemlich sicher, dass DM nicht elektromagnetisch wechselwirkt. Die schwache WW konnten wir bis dato nicht ausschließen, sie ist aber nicht "gefordert", sondern mehr eine noch offene Möglichkeit. Die genauen Randbedingungen für DM sind sehr allgemein im Pardo & Spergel Paper dargestellt, wo ich im Vortrag erläutere, da die Autoren sich lediglich auf sehr einfache Annahmen für die sichtbare Materie berufen und eine allgemeine "Funktion" aufstellen, wie man die Beobachtungen im kosmischen Mikrowellenhintergrund in die Verteilung heute (also in unserer jüngsten Vergangenheit) transformiert. DM erfüllt alle Eigenschaften dieser Funktion.
Ich erkenne in diesem Beitrag keinen Hinweis darauf, dass die beobachteten Effekte nicht auch durch größere Ansammlungen von schwarzen Löchern erklärt werden könnten. In aller Regel sind die einfachen Erklärungen die richtigen, nicht die komplizierten. Das Vorhandensein massenhaft auftretender schwarzer Löcher mittlerer Größe, also zwischen den stellaren und den massiven wurde erst kürzlich nachgewiesen. Warum man hier immer noch verzweifelt nach einer bisher unbekannten Zustandsform unsichtbarer Materie sucht soll mir erstmal einer/eine erklären...
Wenn es im Universum überall massenhaft schwarze Löcher geben würde, würde es diese aber auch massenhaft in unserer Galaxie und damit in unserer Nähe geben. Entsprechend müssten wir dann auch große Bereiche unserer Milchstraße durch Gravitationslinseneffekte verzerrt sehen. Tun wir aber nicht, also passt die Theorie nicht zu unseren Beobachtungen und ist somit widerlegt....
ChrisOhm hat Recht, es gibt bereits ausgeschlossene Bereiche an Massen schwarzer Löcher. Eine ausführlichere Erklärung gibt es weiter unten zu einem Kommentar von Vargad.
@@chrisohm90 das ist doch auch wieder nur Theorie wie alles andere auch. Denn nur weil wir, wie so oft, sie nicht sehen, heißt es nicht das da keine sind (gleich der dunklen Materie). Das momentan nächste schwarze Loch ist rund 1000 Lj von der Erde entfernt und wurde auch nur, wie so oft, zufällig gefunden. Daher ist dieses einfach nur auszuschliessen weil es nicht so schön einfach ist wie mit der dunklen Materie, meines Erachtens nicht seriös. Und von meiner warte aus machen viele Astrophysiker es sich etwas zu leicht und verschließen mir zu oft ihre Augen für andere bzw. alternative Optionen. Denn wenn man nicht der Masse folgt, wird man auch als renommierter Wissenschaftler schnell ausgegrenzt. Geld siegt halt überall und man beißt nicht die Hand die einen füttert. Wie gesagt, ich weiß nicht ob es die dunkle Materie wirklich gibt oder nicht (das weiß ja keiner) aber nur weil das der Einfachste Weg ist, sollte man sich nicht so darauf versteifen und weiterhin objektiv bleiben.
@@jennywagner9104 und @ChrisOhm: Danke für die Antworten, wenn ich auch zugeben muss dass sie mich als interessierten Laien noch nicht zu überzeugen vermochten. Der Hinweis auf die ausbleibenden Gravitationslinseneffekte scheint nach meinen Kenntnissen keine große Aussagekraft zu besitzen. Ich kann mich erinnern an anderer Stelle etwas "von dem unglaublich seltenen Ereignis" erfahren zu haben, dass ein schwarzes Loch in unserer kosmischen Nachbarschaft nur deshalb detektiert werden konnte, weil es unmittelbar vor einem beobachtbaren Objekt im Hintergrund vorbeigezogen sei was - Originalton der Mitteilung - angesichts der riesigen Distanzen und Leerräume in unserer Galaxie einen fast unwahrscheinlichen Glücksfall darstellte. Offensichtlich gelingt der Nachweis "kleinerer", mittelschwerer oder primordialer schwarzer Löcher eben doch nicht so einfach als dass man dessen Ausbleiben schon als Indiz oder gar Beleg einer Vermutung heranziehen könnte. Vargad spielt in einer anderen Liga, seinen unaufbereiteten Ausführungen kann (und will) ich als Amateur leider nicht folgen. Nochmals großen Dank für die freundliche Reaktion, das kommt bei UA-cam wirklich nicht allzu oft vor!
@@enduroreisen Du musst aber bedenken, dass 5 mal so viel dunkle Materie wie baryonische Materie im Universum sein muss. Also für jede Galaxie die leuchtet müsste es 5 geben, die aus schwarzen Löchern bestehen. Bei dieser Menge würde es auffallen.
Die Argumentation von Sabine Hossenfelder ist, dass beide Varianten ihre Probleme haben. Modified Gravity braucht ein neues Feld, Dunkle Materie ein neues Teilchen, was aber schlussendlich dasselbe ist. Es braucht eine Zusammenführung beider und einen Phasenübergang. Ein "entweder oder" könnte der falsche Weg sein.
Wenn man manche Kommentare hier liest hat man den Eindruck einige Leute kennen oder verstehen die Grundprinzipen wissenschaftlicher Erkenntnis nicht ganz. Vielleicht machen Sie mal ein Video dazu dann werden auch die Fragen sinnvoller und zielgenauer und weniger aufgeregt. Die überragende Qualität der Videos auf diesem Kanal hätte es mehr als verdient.
Wenn ich die Grafik mit dem Geschosshaufen so betrachte (ab 5:05 oben rechts) müsste man ja meinen das eine Wechselwirkung der sichtbaren Materie mit dem vermeintlichen Massepunkt der Dunklen Materie in Zukunft absehbar ist. Bedeutet das etwa, dass Dunkle Materie hier direkt beobachtet werden kann?
Ich denke nicht "direkt": Man wird nur die Auswirkungen auf sichtbare Materie sehen können. Daraus kann man dann vielleicht wieder Rückschlüsse auf weitere Eigenschaften von dunkler Materie ableiten. Daraus kann man dann eventuell wieder eingrenzen aus was dunkle Materie bestehen muss und/oder wie man sie durch Wechselwirkungseffekte sichtbar machen könnte
Was wäre, wenn die gravitationslinse ein supermassives schwarze loch wäre, welches aus einer früheren kollision 2er oder mehrerer Galaxien übrig geblieben ist? quasi nur der galaxiekern, da eine andere galaxie alle sterne aufgenommen hat. dies würde die gravitationslinse als auch den bulg des geschosshaufens erklären!?!?
Nein, leider (oder zum Glück?!) sind die Massen schwarzer Löcher viel kleiner als die Massen, die wir für den Linseneffekt im Geschosshaufen benötigen. Von daher kann ein schwarzes Loch die Phänomene im Geschosshaufen nicht erklären. Weder die großskaligen, die im ersten Bild gezeigt sind, noch die kleinskaligeren Gaskegelphänomene, die Keshet et al. untersucht haben. Zum Thema Linseneffekte in der Nähe von schwarzen Löchern gibt es die wunderschönen Aufnahmen von M87*.
Mir ist das mit der dunklen Materie irgendwie suspekt. Da gibt es einerseits gute Beobachtungen und Modelle andererseits wird man nicht fündig... Sehr, sehr seltsam...
Die Hoffnung ist ja, dass es schwere Teilchen sind, die gravitativ und über die schwache Kernkraft wechselwirken. Wenn es sie gibt, sie aber NUR über Gravitation wirken, haben wir keine Chance sie in Beschleunigern wie dem LHC zu entdecken.
@@nerdwana5813 Da möchte ich vorsichtig widersprechen: viele Teilchen werden "nur" indirekt mit Beschleunigern nachgewiesen. Es würde ja erst einmal genügen, wenn man am Beschleuniger durch Energiedefizite auf ein unbekanntes Teilchen schließen könnte.
Neulich hat man ja nun einen vagen Hinweis auf eine mögliche 5. Grundkraft gefunden. Was auch bedeutet, dass wir unser Standardmodell überarbeiten müssen. Kann schon sein, dass dabei etwas herauskommt.
Jein. Es gibt in der Tat Hinweise, dass unser Standardmodell der Teilchenphysik vielleicht unvollständig ist, doch das letzte Wort in dieser Debatte ist noch nicht gesprochen. Eine gute Gegenüberstellung der Argumente gibt es auf der Website des Quanta Magazine zum Thema "muon-g-2-experiment-at-fermilab-finds-hint-of-new-particles", ich kann den Link hier leider nur nicht posten. (Falls Sie kein Englisch verstehen, reicht sicher auch eine maschinelle Übersetzung des Artikels)
@@jennywagner9104 Während ich den Artikel gelesen habe, ist mir ein andere Artikel über die natur der Gravitation in den Sinn gekommen. Sehr kurz zusammen gefasst: Gravitation hat etwas mit Zeit und Raum zu tun. Jetzt meine steile These: Ist es denkbar das Dunkelmaterie ein Anomalien der Raum-Zeit ist? Und kein Teilchen?
@@RickB500 Schon. Der Geschosshaufen ist ein Galaxienhaufen mit etwa 40 Galaxien und liegt in der Größenordnung von 10^14 Sonnenmassen. Selbst supermassive schwarze Löcher kommen nur auf 10^6 Sonnenmassen. Das ist ein Unterschied im Faktor von 10^8, also 100000000 mal kleiner.
@@nerdwana5813 Supermassive schwarze löcher können auf ein paar Milliarden (10^9 bis 10^10) Sonnenmassen kommen. Aber bei der Auswirkung auf einen Galaxienhaufen stimme ich zu: die Entfernungen sind zu groß, als dass eine einzelne punktförmige Gravitationsquelle solche Auswirkungen haben könnte. Wir müssen hier nach einer Lösung suchen, die sich über große Räume verteilt (daher rechnet man in der Simulation mit Staub)
@@nerdwana5813 OK, SLs mit dieser Größe sind nicht bekannt, aber unmöglich sind sie nicht. Will aber nicht mit Möglichkeiten spekulieren. Aber sind denn Anhäufungen von DM in dieser Größenordnung bekannt? Auf den Bildern wird bei 6:29 ja die ziehende Masse als weisse Kugel dargestellt, das müsste dann DM mit einer enormen Energiedichte sein. Mir sagten zwei Profs mal (u. a. M Bartelmann), das DM nicht klumpt.
Darf ich Loriot ein wenig variieren? Eine Gravitation ohne Einstein wäre möglich, aber nicht sinnvoll. Wahrscheinlich kommen wir irgendwann an den Punkt, an dem wir Einsteins Theorie, die bislang so gut unsere Beobachtungen beschreibt, erweitern oder verändern müssen. Doch bis dahin ist sie für mich der überzeugendste Weg, der eine Vielzahl von Prüfungen erfolgreich bestanden hat.
@@jennywagner9104eigentlich benötigen wir einen neuen newton und einen neuen k Boltzmann. Und einen neuen carnot. Ist ja eine wilde Konstruktion. Postulate von früheren phisikeren wurden unzulässig erweitert. Oder einfach ignoriert.. die Formulierung des 2. Hauptsatz beruht auf den carnot Wirkungsgrad. Carnot Gedanken experiment mit der Carnot maschine der wiederum auf ein ideales gas.. naja ich brauch nicht mehr lange dann fällt der 2 Hauptsatz.
Mich würde mal interessieren, ob dunkle Materie die gleichen Gravitationseigenschaften besitzt, wie baryonische Materie. Also ob dunkle Materie auch klumpt -z.B.-.
Die Gravitation macht keinen Unterschied zwischen Arten von Materie, es zählt nur Masse. Und das Klumpen von dunkler Materie ist tatsächlich ein wichtiger Bestandteil von Strukturbildung im frühen Universum.
@@inkognito5448 Tja, ich stelle mir das immer so vor: Da DM keine Interaktion mit Bajonischer zulässt, und beide streben zum Mittelpunkt, kann nur die bajonische Materie in unserer bajonischen Welt den Mittelpunkt der Massebildung erreichen. Die DM würde das wohl auch gerne machen, wird aber von der bajonischen aus den Systemen gehalten.
Man geht ja davon aus, dass sich die DM in "Wolken geklumpt" hat. Strukturen, wie Sterne etc. Kann es (vermutlich) nicht geben, da die DM aufgrund fehlender Wechselwirkungen ihre kinetische Energie nicht los werden kann.
@@guntherkraft7732 Das merkwürdige ist ja, dass dunkle Materie einerseits zwar klumpen soll, andererseits aber relativ gleichmäßig in Galaxien verteilt sein soll, ohne eben im Zentrum einer Galaxie die höchste Dichte zu haben. Nur so könnte sie eine Erklärung für das Rotationsverhalten von Galaxien sein. Wenn wir beide Anforderungen an DM stellen, müsste es irgendwo ein "Maximum" an Klumpung/Dichte geben, über das die DM nicht hinaus gehen darf. Das erfordert einige zusätzliche Eigenschaften, die wir von baryonischer Materie bisher nicht kennen.
Anmerkung: es könnte sein, dass Jenny Wagner in ihrem Beitrag zu viel Vorwissen vorausgesetzt hat und die Begrifflichkeiten, die sie mit „uns allen bekannt“ kommentiert hat, noch einmal näher erläutern sollte, um den Gesamtzusammenhang für alle Zuseher greifbar zu machen
Hallo Wolfgang, wir haben eine eigene Playlist für Dunkle Materie. Darin finden sich alle Grundlagen hierzu. Ich finde, Jenny hat eh einen schönen Überblick vorangestellt. Grüße Josef M. Gaßner
Man geht davon aus das schwarze Löcher eine bestimmte Größe und Masse haben müssen. Meine Annahme wäre wenn das nicht stimmt? Jeder Körper-- jedes Teilchen hat einen Schwarzschildradius. Mit anderen Worten: supatomare schwarze Löcher.
wie genau funktioniert das eigentlich mit der informationsübermittlung mittels elektromagnetischer Wellen. Ich meine wie genau werden die Informationen auf die Wellen "geprägt"?
Im Prinzip wird eine Trägerwelle mit konstanter Frequenz und Amplitude mit Hilfe elektronischer Schaltungen durch das zu übertragende Signal verändert - man spricht von Amplituden- bzw. Frequenzmodulation (gibt's sicher was auf wikipedia) - beim Empfänger wird vom Signal die Trägerwelle wieder "abgezogen" und man erhält das Informationssignal.
@@nerdwana5813 ja klar sowas in der art hatte ich mir auch schon gedacht aber ich versteh nicht so ganz wie dadurch bei z.B. Radiowellen Ton übertragen werden kann
Danke für den Vortrag Frau Wagner, auch wenn er mich nicht überzeugt. Beispiel die Arbeit von Pardo & Spergel. Hier wird explizit die Annahme gemacht: “If the alternative gravity theory's dynamical equations for the growth rate of structure are linear...” Dies trifft für den bekanntesten Kandidaten für eine Alternative Gravitationstheorie, nämlich MoND, nicht zu. Diese Theorie is inhärent nichtlinear. Auch die anderen beiden Punkte sind nicht wirklich Totschlagargumente gegen Alternative Gravitationstheorien. Auch mit Dunkler Materie hat man ein Problem mit dem Bullet-Cluster ( und vergleichbaren Clustern ). arxiv.org/abs/0704.0381 Gruß, Lulu
"Totschlagargumente" kann es in der beobachtenden Wissenschaft leider nicht geben. Um zu beweisen, dass keine DM-Teilchen existieren, müssten wir das gesamte Universum nach ihnen durchforsten und zeigen, dass wir nirgends welche finden konnten. Das ist nicht möglich. Was wir jedoch haben sind Argumente dafür, dass das, was wir aktuell unter dem Begriff DM verstehen, eine Vielzahl von sehr unterschiedlichen Phänomenen einfach und elegant erklären kann. Alternativen dazu benötigen mehr Annahmen und können oft nicht alle Phänomene erklären. Das weist auch nicht zwangsweise auf die Existenz der DM hin, doch zumindest ist sie damit die beste, pragmatische "Arbeitshypothese", um unser Universum zu verstehen, die wir bislang gefunden haben. Was die Linearität angeht: bei Pardo & Spergel geht es um lineares Strukturwachstum im frühen Universum, bei MOND geht es dagegen darum, eine bereits vorhandene, stabile Struktur im heutigen Universum zu beschreiben. Diese beiden Ansätze stehen nicht zueinander im Widerspruch, da es sich um zwei verschiedene Sachverhalte handelt.
@@jennywagner9104 Hallo Frau Wagner, Um zu beweisen, dass Dunkle Materie tatsächlich existiert, würde es ja ausreichen, sie eindeutig und zweifelsfrei zu detektieren. In diesem Sinne könnte es gegen Alternative Gravitationstheorien sehr wohl ein "Totschlagargument" geben. Die Hoffnung darauf scheint aber auch bei den Anhängern der DM im Sinkflug. Zu dem Punkt mit den Annahmen, in dem sie auf das Sparsamkeitsprinzip anspielen: Hinter der scheinbar einfachen Annahme DM verbergen sich bei genauerem Hinsehen doch ein ganzes Bündel von Annahmen. So lassen sich mit einer Sorte von Partikeln wohl nicht alle Phänomene gleichermaßen gut nachmodellieren. Mal wünscht man sich Partikel-DM mit den Eigenschaften von WIMPs, mal hätte man lieber Axionen oder was auch immer. Wie groß wird der postulierte DM-Teilchenzoo werden, um die Theorie allen Beobachtungen anzupassen? Hier gilt allgemein: Für das Sparsamkeitsprinzip kommt es nicht darauf an, mit wie vielen Annahmen, Gleichungen, Parametern, Teilchen usw. man beginnt, es kommt darauf an, mit wie vielen man endet! MoND macht genau eine Annahme in Form einer zusätzlichen Konstante. Das hat sich seit den ersten Veröffentlichungen von Milgrom in den Achtzigern nicht verändert. Zum Strukturwachstum: Bei MoND geht es nicht nur darum, eine bereits vorhandene, stabile Struktur im heutigen Universum zu beschreiben, sondern auch deren Entstehung, wobei dann die inhärente Nichtlinearität zum Tragen kommt. arxiv.org/pdf/1404.7525.pdf Gruß, Lulu
Hallo Lulu, ich hätte eine allgemeine Anmerkung: Alle Ihre Beiträge muss ich immer wieder aufs Neue aus den von YT gelöschten Kommentaren fischen. Woran es genau liegt, kann ich nicht eindeutig festlegen. Üblicherweise führen Reizwörter oder gepostete Links zu diesem Problem - oder der User hat bereits eine Historie auf YT. In diesem Beitrag könnte das Wort "Totschlag" entscheidend gewesen sein. Ich bitte in Zukunft dem Problem vorsichtig Rechnung zu tragen. Alternativ ist es auch möglich, direkt auf unserer Webseite Fragen an das Team zu richten. Grüße Josef M. Gaßner
@@UrknallWeltallLeben Dass meine Beiträge hier regelmäßig ums Überleben kämpfen, ist mir auch schon aufgefallen, ohne dass ich wüsste, warum. Für so unsachlich halte ich sie eigentlich nicht. Vielleicht poste ich einfach mal 10 "Ave Maria" und 1 "Vater unser". Gruß, Lulu
Frau Wagner, vielen Dank für die Vorstellung der Arbeiten und deren Erläuterung! 1. Stellt sich die Forscherin Dunkle Materie eigentlich wirklich als Materie vor oder ist der Name nur angelehnt an das was wir bereits kennen, was Gravitation verursacht? Es könnte ja auch ein "unbekannter physikalischer Effekt" sein der nur auf großen Skalen wirkt, oder? 2. War sog. Dunkle Materie als womöglich von Anfang an im Spiel (nach der Messung der Hintergrundstrahlung), also kurz nach dem Urknall, als es die "großen Skalen" noch nicht gab?
1. Dunkle Materie unterscheidet sich von normaler Materie dadurch, dass du sie weder sehen noch anfassen kannst, sie wird dich auch nicht hart am Kopf treffen oder dir die Sicht versperren. Du kannst sie auf keine Art wahrnehmen oder feststellen, dass sie irgendwo ist [Also du als Mensch; mit Teleskopen und Experimenten versuchen Wissenschaftler ja doch irgend wie etwas von ihr wahr zu nehmen]. Damit unterscheidet sie sich doch deutlich von normaler Materie. 2. DM war zumindest bevor die Hintergrundstrahlung entstand da und hat die Materie in dieses "Blasenmuster" zusammen geklumpt. Ohne DM wäre nicht genug Gravitation vorhanden gewesen um die Strukturen zu bilden die wir sehen, sondern die Materie wäre durch die Strahlung (die ja erst ab der Hintergrundstrahlung entweichen konnte) auseinander getrieben worden. Ich hoffe ich konnte helfen.
Gerne! Zu 1.: Für mich persönlich ist "Dunkle Materie" aktuell eine Kategorie, die einen ganzen Zoo an möglichen (materiellen?) Teilchenkandidaten umfasst. Den Begriff "DM" sehe ich allgemein als eine Erklärung für die Klasse an Phänomenen an, die ich im Vortrag beschrieben habe. Vielleicht stellt sich der Begriff analog zum Begriff "Krebs" heraus, was sich mittlerweile als eine facettenreiche Krankheit in vielen Formen erwiesen hat. Vielleicht finden wir ein einziges spezielles Teilchen, vielleicht eine noch nicht entdeckte andere Erklärung in unserem kosmologischen Modell. Ich bin für jede Erklärung offen, hauptsache, wir finden eine! Zu 2.: ja, das war sie sehr wahrscheinlich, wie snygg schon schrieb.
@@fikoay1719 Warum reiben sich diese Schwarzen löcher bei einer Galaxien Kollision nicht an dem Gas wie alles andere sondern fliegt nur durch Gravitation beeinflusst weiter? Warum erzeugen diese Schwarzen löcher, im Gegensatz zu allen anderen Schwarzen Löchern keine Gravitationslinsen oder andere Effekte? Warum haben die alle keine Aggregationsscheibe? Warum gibt es diese Schwarzen löcher nur woanders, aber nicht hier bei uns?
@@fikoay1719 Es geht nicht um Glauben, sondern um (vorläufiges) Wissen. 2 Billionen Galaxien werden angenommen, die allermeisten haben in ihrem Zentrum ein supermassives schwarzen Loch. Wissenschaftler wissen das und schließen sie als DM aus.
Wow, genau das hab ich mich schon oft gefragt. Wir können DM nicht reproduzieren / messen, geht's denn nicht ohne. Bitte Frau Wagner mit ins dauer Programm!
Unbedingt zu erwähnen zum Thema wäre auch immer die Silk-Dämpfung die zeigt, das wir bereits im ganz frühen Kosmos ohne dunkle Materie enorme Probleme hätten überhaupt mit der Strukturbildung zu beginnen.
@@klssgm Die Antimaterie zerstrahlt bereits in den ersten Minuten nach dem Urknall und wird danach aufgrund der gefallenen Temperatur des Kosmos nicht mehr nachproduziert. Aber selbst wenn es durch einen bisher unbekannten Vorgang doch noch neue Antimaterie gegeben hätte, würde diese in genau gleicher Weise durch die Silk-Dämpfung gestört werden wie die Materie, da Sie identisch mit der Strahlung wechselwirkt.
Der smiley gravitationslinseneffekt ist doch ziemlich kugelsymetrisch, kann es nicht auch einfach ein schwarzes Loch sein, das sich relativ nah zu uns davor befindet? Oder zählen die auch zur dunklen Materie? Sind Planeten staub Bishin zu braunen Zwergen nicht auch dunkel oder zählen die da nicht rein, weil man da ja Röntgen Emissionen messen kann, ich bin ein relativ gut bewanderter laie, aber was genau ist denn nun die dunkle Materie, ich bin immer mehr verwirrt, je mehr ich darüber nachdenke,.. außerdem wäre ein Video zu den riesigen voids ganz interessant, diese riesigen raumblasen, wenn ich sie so nennen darf
Planetenstaub, Braune Zwerge, Neutronensterne und schwarze Löcher etc. sind alles KEINE dunkle Materie, sondern normale Materie. Dunkle Materie ist etwas das Gravitation ausübt, aber sonst keine oder nur äußerst schwache Wechselwirkungen mit normaler Materie eingeht. Daher ist dunkle Materie unsichtbar und wenn sie nah bei uns wäre, könnten wir uns wohl auch einfach hindurchbewegen. Dunkle Materie heißt nicht so, weil sie dunkel ist, sondern weil wir nicht wissen, was es ist und ihre Eigenschaften daher "im dunklen liegen"
@@jennywagner9104, ich verstehe eine Sache nicht: Wenn die DM 90% (oder wieviel auch immer) der Masse des Universums ausmacht, und diese sich zwischen den Galaxien befindet, dann bedeutet das ja, dass der interglaktische Raum voll sein muss davon. Wie kann man sich dann erklären, dass z.B. Andromeda von der Milchstraße angezogen wird?
@@arneg6771 Die Verteilung ist nur auf sehr großen Skalen (also auf Skala des Hubble Radius) als homogen angenommen. Lokale Inhomogenitäten sorgen dafür, dass auf Skalen zwischen Galaxien nicht alles statisch bleibt.
@@jennywagner9104, wenn die Milchstraße 100.000 LJ Durchmesser hat und es 90% DM im Univesum gibt, dann müsste es doch zwischen Andromeda und der Milchstraße noch die Masse von 9 Michstraßen in Dunkler Materie geben. Diese 9 Galaxien sind dann hintereinander aufgereiht knapp 1.000.000 LJ lang. Das ist fast der halbe Weg zu Andromeda. Klar, die sind nicht homogen verteilt, aber wo ist die Masse? Da von der DM Gravitation ausgeht, muss man sie doch nachweisen können.
Könnte DM freie Gravitonen sein die nicht in der baryonischen Materie eingebunden sind, weil diese " gesättigt" ist"? Ist eigentlich eine Wechselwirkung der dunklen Energie mit der dunklen Materie bekannt ? War vor dem Urknall nur die dunkle Energie oder auch die dunkle Materie schon vorhanden ? Außerhalb der Singularität ? War der Urknall nur eine Evolution des Alls um Leben zu ermöglichen ?
Sehr schwierige Fragen, über die man nach aktuellem Kenntnisstand nur spekulieren kann. Also, leider habe ich dazu noch keine Antwort. Vielleicht in 10 Jahren! :)
Ich frage mich schon seit einiger Zeit, ob der Gaia Satellit nicht ausreichend genaue Daten liefern müsste, um dunkle Materie auch in unserer Milchstraße nachweisen zu können. Aber dazu habe ich leider noch nichts gefunden. Wäre ja extrem spannend, wenn man da was finden würde.
Was wäre wenn man supatomare schwarze Löcher in Superposition, also als Warscheinlichkeitswelle beobachtet hätte. Quasi den wellen Teilchen Dualismus? Und das als dunkle Materie interpretiert.
Schwarze Löcher sind ein Produkt der allgemeinen Relativitätstheorie und demnach nicht wirklich mit quantenmechanischen Methoden wie der Superposition zu beschreiben. Außerdem ist die Existenz von Mikro Schwarzen Löchern rein hypothetisch und bräuchte eine bestätigte Stringtheorie als Stütze. Die haben wir nicht.
Sehr tolles Video! Mir kommt persönlich oft vor, dass Astronomen Dunkle Materie oft in Phänomenen verwenden um etwas zu erklären, was sie noch nicht verstehen. Das erachte nicht als sehr sinnvoll, da wir nicht einmal wissen, was Dunkle Materie ist und ob es überhaupt ein Teilchen ist. In der Tat ein sehr schwieriges Thema. ich bin gespannt, was zukünftige Forschung zeigen wird! Liebe Grüße
Das nennt man "postulieren". Wenn man etwas nicht kennt, versucht man, zumindest herauszufinden welche Eigenschaften das Etwas haben muss um die beobachteten Phänomene zu erklären. Und dann gibt man dem Ding einen Namen, damit man es in Theorien einbauen und diese damit überprüfen kann. Und entweder funktioniert das, dann hat man zumindest bestätigt, dass man sich auf dem richtigen Weg befindet, oder es funktioniert nicht, dann weiß man, dass das Etwas wohl eher nicht existiert oder zumindest nicht die angenommen Eigenschaften hat. Das Higgs-Teilchen wurde auch erstmal nur postuliert, bevor man es gefunden hat. Auch die Struktur der Atomhülle mit diskreten Energieniveaus wurde von Niels Bohr zunächst nur postuliert, hat dann aber zu so vielen Beobachtungen und anderen Theorien gepasst, dass heute niemand mehr daran zweifeln kann.
Könnte man nicht sagen, an gewissen Bereichen innerhalb der Galaxy gibt es Raumzeit- Anomalien oder Hicksfeldverzerrungen. Dann muss dort ja nicht unbedingt eine fürs elektromagnetische unsichtbare Masse sein.
@@nerdwana5813 Gleichermassen könnte ich sagen, woher kommt den diese Masse die wir nicht sehen. Die Auswirkung die Verzerrung der Raumzeit können wir jedoch durch die Umlenkung des Lichts erkennen. Darauf zu schliessen, dass dies nur durch Anwesenheit von Masse möglich sei. Dann wäre es ja keine Anomalie mehr. Wer weis den genau ob die Feldstärke des Hicksfelds überall konstant ist.?
@@stuckclamp Aber die Überlegungen sollten doch einer gewissen Gesetzmäßigkeit folgend. So eine Anomlie wie du sie vorschlägst, ist halt einfach da, weil sie da ist. Und das Higgsfeld ordnet vereinfacht gesagt, Teilchen die Masse zu, nicht dem leeren Raum
Im frühen Universum gab es hauptsächlich xxl Sonnen ergo warum besteht das Universum nicht hauptsächlich aus schwarzen Löchern die haben gravitative Auswirkungen und sind so klein das wir sie nicht entdecken können.
Diese alten schwarzen Löcher stellen auch einen Teil der "dunklen Materie", aber nicht genug, um alles zu erklären. Zusätzlich gibt es ja Effekte auf den kosmischen Mikrowellenhintergrund. Und der entstand bei der Recombination von Wasserstoff, lange bevor sich die ersten Sterne gebildet haben.
Ich bin jetzt seit Weihnachten 2014 dabei (es war Herrn Gaßners Vortrag über das Higgsfeld und den LHC, bei dem er, je nach Schwierigkeitsgrad, mehrfach das Pult wechselte) und es ist wirklich klasse mitzuerleben, dass UWUDL mit den Jahren nichts seiner Faszination verloren, dafür aber ne Menge Qualität dazugewonnen hat. Normal ist es ja genau anders herum. Für mich (als interessierten Laien) immer noch das Beste, was es in der ansonsten eher traurigen Medienlandschaft zu dem Thema gibt. Euer Kanal hat mich übrigens vollkommen für TV-Dokus verdorben, ich kann mir sowas (zB eine im 5 Minuten Takt wiederkehrende Animation und Aussagen wie "Schwarze Löcher...sie sind die ultimativen Killer") einfach nicht mehr geben. So, das musste jetzt endlich mal gesagt werden.
Schließe mich an!Danke für eure Arbeit!
Ich bin wie jedesmal total begeistert von dem, was mir hier geboten wird.
Ich reise viel mit meinem Wohnmobil durch Europa und wenn ich mal an einem der letzten dunklen Orte bin und die Chance habe ins Weltall zu schauen, bin ich, trotz all dem was mir hier vermittelt wurde, in der Lage zu genießen, mich unbedeutend zu fühlen und nichts zu denken.
Ich hoffe, all die Damen und Herren die hier so Großartiges darbieten haben diese Fähigkeit auch noch.
Die Fähigkeit, zu reisen, habe ich momentan leider nicht. Doch allem anderen stimme ich zu und finde es toll, dass Sie im Wohnmobil den Kanal verfolgen können!
@@jennywagner9104 Außer im Black-Hole-Funkloch in old Germany :)
Ich bin ganz ehrlich....ich hab nicht viel verstanden, bin aber trotzdem irgendwie beeindruckt! Auch wenn sich mir als geistiges Glühwürmchen die Logik für all das nicht ganz so offenbart wie wohl den meisten Zuschauern hier , so gibt es natürlich dennoch einen Daumen nach oben!
Gibt es vielleicht spezielle Fragen, bei denen ich möglicherweise weiterhelfen kann?
Hallo, Frau Dr. Wagner! Gehören Sie jetzt fest zum Team? Das freut mich sehr! Ihre Vorträge sind immer ganz klar strukturiert, gut verständlich und mit ansteckender Begeisterung vorgetragen. UWudL ist erst jetzt komplett!
Danke für die netten Worte! Freut mich sich, dass Ihnen die Vorträge gefallen.
@@Rhea59 Ich werde es gerne weiterleiten, denn das ist nicht mein Ressort.
du nooooooooooooob duu
lOOlL
@@ampere686 , bist du zu nah an eine Steckdose gekommen oder Watt Voltest du uns jetzt sagen da Ohm?
@@jennywagner9104 Ich habe noch eine Frage:
Wenn wir möglicherweise eine modifizierte Gravitationstheorie haben, die die Rotationskurven erklärt, warum kann diese nicht die Lichtablenkung an Galaxienhaufen erklären?
Liegt das daran, dass wir nur eine modifizierte _Newton'sche_ Gravitationstheorie haben, aber keine modifizierte _Relativitätstheorie_ ?
Und wieso kann man die Rotationskurven von Galaxien nicht auch relativistisch berechnen?
Ich habe mal was gehört, dass die MOND sich mit sehr kleinen Beschleunigungen beschäftigt, während die Relativitätstheorie ja für sehr große Beschleunigungen gilt.
Stimmt das so und ist das der Grund?
Falls es stimmt, dann habe ich nur noch das Problem, dass mir nicht klar ist, warum außenherum um Galaxienhaufen, dort wo man die Lichtablenkung sieht, die Beschleunigungen so viel größer sind als im Außenbereich von Galaxien.
Zwar haben Galaxienhaufen ein Vielfaches der Masse einer Galaxie, aber die Lichtstrahlen, die abgelenkt werden, scheinen auch in einem großen Abstand an dem Haufen vorbeizugehen.
Ich würde mir hier nochmal ein paar Vergleiche und eingängige Bildchen zur Erläuterung wünschen. ^ ^
Liebe Frau Wagner, es ist eine Freude, dass mehr und mehr die Damen UWudL erobern. Sie machen das ganz fantastisch und man merkt diesem soliden und flüssigen Vortrag an, welch umfangreiche Expertise dahinter stecken wird. Bitte bleiben Sie weiter in diesem Kanal aktiv, denn Sie sind eine hervorragende Bereicherung. 15.000 Aufrufe, über 200 Kommentare und mehr als 400 Likes innerhalb eines Tages sprechen für sich. Respekt und alles Gute für Sie.
Vielen herzlichen Dank für die netten Worte! ich hoffe, Sie bleiben dem Kanal treu und finden auch die Videos meiner Kollegen ebenso inspirierend. :)
@@jennywagner9104Liebe Frau Wagbner, herzlichen Dank für die nette Reaktion. Ich bin bereits von Beginn an als Zuschauer und Fan von UWudl mit dabei. Und bleibe es natürlich auch. ;-) Alles Gute weiterhin !!
Besonderen Dank das die Paper nicht nur schön erklärt und eingeordnet werden , sondern auch direkt verlinkt sind.
Schöner Vortrag, nur zu kurz ;-) Herzlichen Dank, ich bin immer wieder begeistert, was hier geboten wird.
Das Thema dunkle Materie finde ich hochinteressant. In meiner Jugend glaubte man, Planeten könne man nie und nimmer nachweisen, nun wissen wir es besser. Daher bin ich gespannt, ob/wann vergleichbares bei der dunklen Materie geschieht.
Spannendes Thema, sehr gut Erläutert!
ich mag solche Vorträge.
ich mag die Menschen die sich mit sowas beschäftigen und begeistern!👋
Gibt es Beispiele für das Auftreten von Effekten der DM (z.B. Gravitationslinsen) OHNE Beteiligung sichtbarer Materie? Also scheinbar grundlose Lichtablenkung?
Falls nein wäre es nicht ein großer Zufall, dass beide Materie-Arten immer nur gemeinsam auftreten? Vielleicht würden die Effekte dann am Ende doch von der sichbaren Materie verursacht, nur wissen wir evtl. noch nicht wie. Nur so ein spontaner Gedanke gerade, würde mich über eine Antwort freuen!
Es gibt Linseneffekte bei Voids, also "Leerstellen" in der Raumzeit. Das Signal ist sehr schwach und Gegenstand neuester Forschungen, doch Voids enthalten nur sehr wenig leuchtende Materie. Allerdings wahrscheinlich auch nur wenig dunkle Materie, von daher ist es kein Beispiel, das Ihre Frage klärt. Der Effekt, den Keshet et al. im Bulletcluster zeigen, kommt einer Antwort noch am nächsten. Der spontane Gedanke ist jedenfalls nicht schlecht und die Hoffnung vieler. Es wurde auch schon vorgeschlagen, eine Mischung aus Modifizierungen der ART und DM anzunehmen.
Sehr kompetent, sachlich und locker präsentiert: sympathische Referentin.
Diesen Beitrag zur dunklen Materie muss ich wohl noch ein paar mal schauen um ihn zu verstehen. Vielen Dank. :)
Das ist das Schöne daran. Ich checke auch kaum was. Bildzeitung ist einfacher. Aber Total uninteressant.
Gibt es vielleicht spezielle Fragen, bei denen ich möglicherweise weiterhelfen kann?
wenn du es unbedingt wissen willst, wirst du es auch irgendwann verstehen.
@@johannageisel5390 Ich hoffe. Danke für das Angebot. Rotationskurven, was sind das für Kurven?
Warum spielt die DM keine Rolle bei Gravitaionslinsen ist aber trotzdem ein Hinweis auf DM?
Die ganze Sache mit den Baryonen verstehe ich leider gar nicht. :(
@@stefanschulz6133 1. Eine Rotationskurve ist ein Diagramm, bei dem man auf der x-Achse den Abstand vom galaktischen Zentrum hat und auf der y-Achse die Geschwindigkeit, mit der ein Punkt um das galaktische Zentrum herumkreist.
Wenn du dir das Bild oben links auf der Folie mit den vier Bildern anschaust (im Video), dann siehst du zwei Kurven. Die untere, die wieder abfällt, ist eine Rotationskurve, so wie man sie anhand der sichtbaren Massenverteilung in Galaxien berechnen kann.
Die obere Kurve ist aber die, die man misst. Du siehst, dass sich die Punkte im äußeren Bereich der Galaxie viel schneller bewegen als man berechnet.
Man erklärt sich das damit, dass sich insgesamt in der Galaxie, vor allem auch im äußeren Bereich und darum herum, mehr Masse befindet als man beobachten kann.
2. Dass DM bei Gravitationslinsen keine Rolle spielt, hast du falsch verstanden. Sie hat gesagt, dass man die Gravitationslinsen alleine mit der (allgemeinen) Relativitätstheorie berechnen kann - eine Theorie, die man anhand der Lichtablenkung durch unsere Sonne ausgezeichnet bestätigt hat. Bei dieser Lichtablenkung an der Sonne spielt DM aber keine Rolle.
Allerdings ist mir auch nicht vollkommen klar, wieso das ein Argument dafür ist, dass man auf Dunkle Materie bei Galaxienhaufen nicht verzichten kann.
Da muss ich nochmal nachfragen.
Also, was wir wissen ist, dass man die beobachtete Lichtablenkung an den Galaxienhaufen nicht mit der Relativitätstheorie aus der sichtbaren Masse berechnen kann. Das heißt, wenn die Relativitätstheorie stimmt, muss da noch mehr Masse in den Haufen sein als wir im elektromagnetischen Spektrum detektieren können.
3. Wikipedia sagt: "Als Baryonische Materie bezeichnet man in der Kosmologie und der Astrophysik die aus Atomen aufgebaute Materie, um diese von dunkler Materie, dunkler Energie und elektromagnetischer Strahlung zu unterscheiden."
Das mit der "baryonische Verteilung im kosmischen Mikrowellenhintergrund" ist irgendwie eine seltsame Formulierung, aber die Grundidee ist Folgende:
Wenn man sich die kosmische Hintergrundstrahlung ganz genau (also so richtig sehr genau) anschaut, dann gibt es kleine Fluktuationen in der Temperatur, die man als eine Art Schallwellen interpretiert, die durch das frühe Universum gelaufen sind, weil bereits Teile davon unter der Schwerkraft kollabierten, während sich andere weiter aufblähten.
Für die Details bin ich zu doof, aber durch clevere Theorie und Mathematik kann man aus der Verteilung der Größen dieser Fluktuationen ableiten, wie sich die baryonische Materie im frühen Universum verteilt hat.
Naja, und dann haben sich die Leute angeschaut, wie sich die baryonische Materie heute verteilt (in Form von Galaxienhaufen etc.) und dann überlegt: Mit welchem Modell kommt man von der Verteilung früher zu der Verteilung heute?
Und dabei haben sie festgestellt, dass sie nur dann ein passendes Modell basteln können, wenn sie Dunkle Materie mit einbeziehen.
Sehr angenehme informative Stimme.
Frau Dr. Wagner ist ein absoluter Gewinn für den Kanal, vielen Dank! Was die Dunkle Materie angeht, so will sich mir das Mirakulöse daran noch nicht so recht erschließen. Wieso benötigt es denn eine "besondere" Form der Materie? Die Möglichkeiten der Kompaktifizierung der uns bekannten Materie sind doch erstaunlich genug. Ist es denn keine plausible Möglichkeit, dass man die dunkle Materie mit dem bekannten Periodensystem erklärt, wenn man nur entsprechende Kompaktheit und Verteilung annimmt?
Hallo MRMRMRMR,
manche Effekte ließen sich durch alternative Ansätze und Verteilungen erklären - jedoch nicht alle. In unserer Playlist zur Dunklen Materie finden Sie die Details, beispielsweise zur Strukturbildung im frühen Universum und der Silkdämpfung. Hier musste sich Materie entgegen harter Strahlung zu ersten Strukturen verbinden. Baryonische Materie wechselwirkt elektromagnetisch - Dunkle Materie nicht - oder zumindest nur extrem schwach.
Grüße Josef M. Gaßner
Sehr interessantes Video! Eine Frage zu dem Bullet Cluster hätte ich aber noch, Frau Wagner: in der Simulation scheint ja die DM gewissermaßen in einem punktförmigen Ort rechts vom Cluster zu existieren, um die Geschoßform zu erklären. Andererseits um die Rotationsgeschwindigkeit von Galaxien zu erklären, wird dagegen eher davon ausgegangen, dass die DM um die Galaxie quasi verschmiert ist (wenn ich es richtig in Erinnerung habe). Ist das nicht ein Widerspruch, bzw. wieso sollte sich hier bei dem Bullet Cluster die DM quasi in einer Region konzentrieren?
Hallo Christian,
Wenn Material A, das aus unterschiedlichen Bestandteilen besteht, auf anderes Material B trifft und es durchdringt, werden die Teile von A, die stärker wechselwirken sich schwerer tun B zu durchdringen und die Dunkle Materie - von der wir ausgehen, dass sie schwächer wechselwirkt - wird sich leichter tun. Dadurch separiert sich die Dunkle Materie von der baryonischen - das sieht man im Bild eingefärbt. Hier sind zwei sehr große Gebiete zusammengekracht und durchdringen sich. Das ist nicht das übliche Szenario bei Spiralgalaxien - deren Dunkle Materie sich größtenteils im Halo befindet.
Grüße Josef M. Gaßner
@@UrknallWeltallLeben Vielen Dank, Herr Gaßner!
Danke Fr. Dr. Wagner, sehr interessant, gerne mehr wenn Sie möchten !
Wirklich toll näher gebracht, ich freue mich auf mehr! :)
Vielen Dank für das Update. 👌
Liebe Frau Wagner,
Danke für Ihren übersichtlichen Vortrag zu neuen Veröffentlichungen zur möglichen Existenz der dunklen Materie.
Bei allen Ihren vier Hinweisen (Galaxienbewegungen, Gravitationslinsen, Mikrowellenhintergrund und Galaxienhaufenanalyse) geht es aber letztendlich immer nur um Gravitationseffekte. Dass aber hinter diesen gravitativen Effekten eine Masse stecken muss, ist letztlich aber eine Hypothese.
Und dies ist auch meine Frage an Sie: Warum dieser Schluss „Gravitation gleich Masse (DM)?“
Seit der ART wissen wir, dass Gravitationswirkungen mit Krümmungen (Verzerrungen) der Raumzeit beschrieben werden können. Und es hat mindestens eine Situation der kosmischen Entwicklung gegeben, bei der die sich entfaltende Raumzeit sicher nicht orthogonal und flach, sondern verzerrt und gekrümmt war, ohne dass daran Massen beteiligt waren, nämlich beim oder nach dem Urknall und den dabei explodierenden Fluktuationen.
Kann es nicht sein, dass all diese Effekte, die scheinbar auf eine DM verweisen, schlicht Relikte der Verzerrungen der Raumzeit zu Beginn allen Werdens sind?
Mit freundlichem Gruß
Peter Lewe-Schlosser, Linden
Ich finde es interessant, wie viele Kommentare hier genau diese Frage stellen, warum wir gravitative Effekte immer direkt einer Masse zuordnen möchten. Einige Antworten dazu finden Sie in den Kommentaren weiter untern.
Vielen Dank für den tollen Beitrag.
Wie sind die Fortschritte bei Katrin?
Man hört oft, die sichtbare Materie reicht nicht aus in den Galaxien, um die äußeren Bahngeschwindigkeiten der Sterne zu erreichen. Auf der anderen Seite werden die Zahlen der Sterne in den Galaxien ständig nach oben korrigiert, man vermutet selbst in der Milchstraße 400 Milliarden oder mehr Sterne, Wissenschaftler Teams warfen schon die Zahl von 1 Billiarde Sternen in Andromeda auf die Waage. Also gibt es doch wesentlich mehr sichtbare Materie, wir entdecken sie nur später. Und dann das Thema Schwarze Löcher. Es muss doch unendlich viele in allen vorstellbaren Größen geben. Und nicht nur durch Sterne, sondern schon nach dem Urknall entstanden. Wer braucht da noch exotische schwere Teilchen?
Aus was DM letztlich besteht, wissen wir noch nicht, doch es ist klar, dass es sehr wahrscheinlich nicht die Teilchen sein können, die wir aus dem Alltag kennen. Der Anteil dieser Materieart im Universum ist nämlich bereits zur Zeit der primordialen Nukleosynthese (also in der Frühzeit des Universums, als sich aus heißem Plasma die ersten Kernbausteine der leichten Elemente bildeten) festgelegt. Berechnungen und Messungen zeigen, dass nur etwa 5% unseres Universums aus dieser Materieart besteht. Doch gleichzeitig lassen Beobachtungen des kosmischen Mikrowellenhintergrundes und Beobachtungen der großräumigen Strukturen nicht zu, dass diese Materie die einzige ist, denn, wenn dem so wäre, müssten unsere Beobachtungen sehr anders aussehen. Dieses Rätsel haben wir bis jetzt dadurch gelöst, dass wir DM eingeführt haben. Es stellt sich heraus, dass sie für eine Vielzahl an Phänomenen eine sehr gute Erklärung liefert. Dazu gibt es bald auch noch einen gesonderten Vortrag.
2:17 Aber die ART beschreibt diese Phänomene doch nur genau dann gut wenn man die Existenz dunkler Materie also einer zusätzlichen Gravitationsquelle postuliert? Wenn man auf die EInführung von Hilfskonstrukten angewiesen ist könnte das nicht ein Indiz dafür sein dass die ART nicht korrekt ist (auf sehr großen Längeneinheiten)?
Bevor ich die ART auf großen Skalen modifiziere, würde ich zuerst an der Kosmologie/Astrophysik zweifeln. Die meisten unserer Beobachtungen beruhen nämlich darauf, dass wir nur auf die Himmelskugel projizierte Beobachtungen haben. Information entlang der Sichtlinie ist nicht immer vorhanden oder mehrdeutig. Beim Gravitationslinseneffekt hat man z.B. schon mit Hilfe von Simulationen festgestellt, dass Annahmen über eine relativ symmetrische Verteilung der dunklen Materie den Gesamtinhalt an DM in einer Gravitationslinse stark beeinflussen und man weniger DM zur Erklärung braucht, wenn die Linse als weniger symmetrisch modelliert wird. Es gibt auch einen Vortrag dazu hier auf dem Kanal, Gravitationslinsen & Dunkle Materie.
@@jennywagner9104 Hallo, ich habe noch eine Frage aber zu einem etwas anderem Thema.
Soweit ich weiß leitet man die Urknall-Theorie aus der Beobachtung eines expandierenden Universums ab. Aber durch was ist es gerechtfertig diese Expansion über mehr als 13.8 milliarden Jahre zurückzurechnen? Es könnte ja sein, dass Universum nicht schon immer expandierte oder das die Ausdehnung des Raumes periodisch zu oder abnimmt aber dabei nie einen Mindestwert unterschreitet.
@@Julian-te3gm Gute Frage! Zunächst einmal kann man sich fragen, ob das Universum nicht unendlich ausgedehnt und ewig statisch ist (das wurde anfangs favorisiert). Dagegen spricht Olbers Paradoxon, dass der Nachthimmel für uns dunkel und inhomogen mit Licht erhellt erscheint. Davon nun ausgehend, kann man schließen, dass das Universum einen Anfang gehabt haben muss. Durch die Beobachtungen von Supernovae, die in Galaxien bei unterschiedlicher Rotverschiebung explodiert sind, schließen wir nun, dass ein Universum mit nur Materie und Strahlung darin diese Beobachtungen nicht erklären kann, da wir beim Fit an die Daten einen negativen Parameter für die Materie erhalten, was physikalisch nicht sinnvoll ist. Daher haben wir in unser kosmologisches Modell einen Term aufgenommen, der Einsteins kosmologischer Konstanten Rechnung trägt. Er folgt aus sehr allgemeinen mathematischen Betrachtungen der Theorie und bietet sich daher als Erweiterung sofort an. Bis jetzt passt die beschleunigte Expansion, die er beschreibt, sehr gut zu den Daten, nicht nur denen der Supernovae (über die noch heftig diskutiert wird), sondern auch denen des großskaligen Strukturwachstums. In der Tat wäre es möglich, dass diese Expansion nicht kontinuierlich, sondern periodisch verläuft oder gar lokal unterschiedlich schnell stattfindet. Solche Modelle werden in Zukunft vielleicht eine Rolle spielen, wenn unsere Daten eine noch bessere Qualität haben, dass wir solche Effekte testen können. Bislang passt alles im Rahmen der Messunsicherheiten zu der einfacheren Expansionsvariante.
Zuerst einmal Danke.
Nachdem ich bei Wikipedia über MOND nachgelesen habe, war mir einiges klarer.
Trotzdem habe ich noch eine Frage:
Wird jede Galaxie-Art gleich berechnet?
Bei einer Spiralgalaxie sind ja die Massen auch nebeneinander wie auf einer Schnur aufgereiht, unterliegen also auch der Gravitation der Nachbarsterne die ja bis 90º zum Zentrum versetzt sein können.
Ich hoffe, ich habe mich verständlich ausgedrückt.
soweit ich MOND verstehe, modifiziert sie das Gravitationsgesetz, also sollten Galaxien alle gleich behandelt werden. Abhängig von der Verteilung der Massen in den unterschiedlichen Galaxienarten werden die Ergebnisse der Bewegungen der Einzelteile sich aber unterscheiden.
@@jennywagner9104
Im Prinzip ja, wobei man aber berücksichtigen muss, dass es bei MoND nicht nur auf die Massenverteilung innerhalb einer Galaxie ankommt, sondern wegen des "external field"- Effekts auch auf die in ihrer Umgebung. Insbesondere bei kleinen an sich sehr vergleichbaren Galaxien kann dies zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen führen. Dies hat beispielsweise bei der Diskussion um die von der Dragonfly-Gruppe entdeckten Zwerggalaxien zu zahlreichen Missverständnissen, auch auf diesem Kanal, der dazu neigt, die Evidenz pro oder contra DM selektiv wahrzunehmen (confirmation bias), geführt, als würde MoND das Gravitationsgesetz je nach Galaxie unterschiedlich abändern.
www.eurekalert.org/pub_releases/2020-12/cwru-upo121620.php
Gruß,
Lulu
Endlich ist alles klar! Wunderbar - Danke! 😃
Vielen Dank, Jenny Wagner. Schön, dass Sie wieder da sind!
Wie kann man denn ausschließen, dass DM beispielsweise aus einer Vielzahl inaktiver Sterne/kleine, stellare schwarzer Löcher/Neutronensternen etc besteht? Die wären ja ebenso schlecht für uns erkennbar und es müssten unzählige dort draußen existieren, ohne dass wir sie erkennen können.
Und welche Eigenschaften von DM werden denn in der Simulation vom Geschosshaufen angenommen, die die Ergebnisse von der Simulation mit "nur Gas" unterscheiden?
Ist die Massenverteilung in beiden Simulationen gleich oder wurde einfach die beobachtete Masseverteilung wieder in die Simulation eingefügt (das hielte ich nicht für sehr aussagekräftig...)
Zum ersten Teil: Es wurden viele Simulationen durchgeführt, die die Verteilung der Sternmassen in Sternentstehungsgebieten beschreiben (initial mass function). Da die Lebenszeit eines Stern primär durch die Masse bestimmt ist, kann man daraus sagen, dass es nicht genug dunkle Sterne und schwarze Löcher gibt, um die Phänomene der dunklen Materie vollkommen zu erklären. Aber sie machen einen Teil aus. Jedoch können sie in Anisotopien im kosmischen Mikrowellenhintergrund nicht erklären.
Freut mich, dass Ihnen der Vortrag gefallen hat. Ausschließen können wir die Hypothese, dass DM aus sehr kleinen, sehr früh im Universum gebildeten schwarzen Löchern besteht noch nicht, diese Idee ist Gegenstand aktueller Forschungen. Was wir jedoch bisher wissen, ist, dass diese schwarzen Löcher bereits vor der primordialen Nukleosynthese gebildet worden sein müssen, da der Anteil an gewöhnlicher ("baryonischer") Materie, den wir zu der Zeit bestimmen können, sehr gut zum aktuellen Materiegehalt des Universums passt und der ist nur um die 5% des Gesamtenergiegehalts des Universums. Neutronensterne bestehen, wie ihr Name schon andeutet, aus gewöhnlicher Materie, d.h. deren Häufigkeit ist ebenfalls in der primordialen Nukleosynthese vorherbestimmt, es seie denn, es fließt von irgendwoher weitere, gewöhnliche Materie in unser Universum...
@@nerdwana5813 Es stimmt, dass sie die Anisotropien im Mikrowellenhintergrund nicht erklären können, aber vieleicht ist die DM eben auch keine Lösung für die Anisotropie des CMB. Ist dir bekannt, ob bezüglich der Verteilung der Materie im CMB auch Simulationen mit und ohne dunkler Materie durchgeführt wurden?
Falls ja, wäre auch hier wieder interessant, welche Annahmen zur dunklen Materie getroffen wurden, damit das Ergebnis der Simulationen dann der heutigen Beobachtung des CMB entspricht.
@@jennywagner9104 Vielen Dank für die Erläuterung!
Eine Nachfrage dazu: Sie schreiben, dass der Materiegehalt zur Zeit der primordialen Nukleosynthese sehr gut zum aktuellen Materiegehalt des Universums passt. Das Thema würde mich mal genauer interessieren. Können Sie weiterführende Stichwörter dazu nennen oder mir weiterführende Quellen geben?
Vielleicht wurde es schonmal auf dem Kanal erwähnt, aber an dieses spezielle Thema kann ich mich leider nicht erinnern.
Weil das würde in der Tat die These entkräftigen, dass es sich um MACHOs handelt, die im Laufe eines Galaxienlebens erst entstehen.
@@vargad3919 Es gibt einen weiteren Vortrag dazu von mir, der bald auf dem Kanal erscheinen wird. Wir bemühen uns, den zeitnah zu veröffentlichen.
Vielen Dank für den Vortrag! Vielleicht habe ich etwas falsch verstanden, aber warum sind Dunkle Materie und Sichtbare Materie nicht stärker "durchmischt"? Im Extremfall ein Himmelskörper der aus beidem besteht?
Gute Frage! Ich denke, das liegt daran, dass sichtbare Materie alle 4 fundamentalen WW zur Interaktion zur Verfügung hat, während wir bislang von DM nur gesichert wissen, dass sie gravitativ wechselwirkt. Wir gehen zudem davon aus, dass sie nur sehr wenig mit sich selbst wechselwirkt, was man in Simulationen studieren kann. Es ist möglich, dass diese Reaktionskargheit die beiden Materiesorten nicht stärker mischt. Wir werden sehen, was künftige Forschungsergebnisse und Beobachtungen uns weiter dazu sagen.
@@jennywagner9104 Danke für die schnelle Antwort! DM "verklumpt" sozusagen nicht? Also kann man sich das Ganze als gravitativ anziehende Wolke vorstellen die sich nicht verdichtet?
@@Simonides8726 Ja, so mehr oder minder ist das der aktuelle Stand der Dinge, obwohl es schon Verdichtungen aufgrund der Gravitation gibt, sonst sähen wir keine Gravitationslinseneffekte. :)
@@jennywagner9104 Liebe Frau Wagner,
Zitat: „… während wir bislang von DM nur gesichert wissen, dass sie gravitativ wechselwirkt.“
Jetzt dreht sich die Argumentation im Kreis. Die gravitativen Effekte sind ja der Ausgangspunkt der Suche nach Gründen, nicht der Beweis der DM. Und darauf - nämlich das missing link zwischen DM und Gravitation - zielte die Nachfrage von mir und einigen anderen in der Kommentarliste.
Mit den besten Grüßen
Peter Lewe-Schlosser
@@peterlewe-schlosser2189 Hier dreht sich die Argumentation nicht im Kreis, denn die hängt von der Ausgangslage der Frage ab. Sie stellen hier eine andere Frage und die würde ich anders beantworten: Starten wir damit, dass wir Beobachtungen haben, die sich mit leuchtender Materie im Rahmen unseres Weltmodells nicht erklären lassen. Nun wollen wir verstehen, wo diese Effekte herkommen. Wir stellen die Hypothese auf, dass DM existiert. Unter dieser Annahme leiten wir Eigenschaften der DM aus bisherigen Beobachtungen ab und stellen fest, dass sie der Gravitation unterliegt. Um die DM-Existenz-Hypothese zu untermauern, sollten wir Vorhersagen zu weiteren, noch unbeobachteten Eigenschaften von DM machen, z.B. könnten wir zusätzlich annehmen, DM wirke auch schwach. Damit wäre DM in dieser Hypothese mit der Gravitation dadurch verbunden, dass sie einen Teilchencharakter hat und gravitativ wechselwirkt. Diese Hypothese könnte widerlegt werden, indem wir z.B. eine Modifizierung der Gravitationstheorie / Erweiterung der ART finden, die alle Beobachtungen ohne die Annahme erklären kann, dass DM existiert. So eine Modifizierung wäre eine zweite Hypothese, die man ähnlich wie die DM-Hypothese testen muss und sie hätte eine andere Verbindung zur bisher gültigen Gravitationstheorie. Diese alternative Hypothese wurde im zweiten Teil des Vortrags im Paper von Keshet et al. überprüft und es wurde ein Gegenbeispiel gezeigt, dass eine ganz bestimmte modifizierte Gravitationstheorie mit hoher Sicherheit widerlegt. Aber guter Punkt, wenn viele Leute den Eindruck haben, die Physik drehte sich hier im Kreis, mache ich mal einen Vortrag, in dem ich die Argumentationsketten der einzelnen Ansätze darlege.
Erstmal ein RIESEN DANKESCHÖN für diesen Kanal!
Frage eines interessanten Laien mit höheren Mathematik-Kenntnissen:
Würde sich das Problem der dunklen Materie nicht lösen lassen, wenn wir die grundsätzliche Messung der Entfernung im intergalaktischen Bereich überdenken?
(Die Bestätigung der Relativitätstheorie während der irdischen Sonnenfinsternis mal angenommen, deshalb auch nur bei größeren Entfernungen)
Vielen Dank
(Deutlicher gesagt: Expandiert der Raum im großen Maßstab in allen Richtungen gleich schnell? Und wäre eine nicht lineare Ausdehnung eine mögliche Lösung ohne Dunkle Materie?)
Schauen Sie mal weiter unten in den Kommentaren, da ist die Frage schon mehrmals gestellt und einige Antworten dazu gegeben worden.
"In der M-Theorie werden die Gravitonen als geschlossene Strings dargestellt, die nicht an die Grenzen einer Brane gebunden sind. Daher sind sie in der Lage, sich durch alle zusätzlichen Raumdimensionen auszubreiten und auch in andere Branen zu gelangen. Auf diese Weise wird die Stärke der Gravitation hinreichend abgeschwächt, so dass sie im Rahmen unserer vierdimensionalen Erfahrungswelt als die schwächste der vier Wechselwirkungen erscheint."
Sehr schöne und sehr gute Erklärungen von Jenny Wagner! Danke dafür! Und ich freue mich auch auf mehr!
Das bringt mich auf eine Idee, schade, dass ich keine Zeit dafür hab.
Ist eine Abweichung der Gravitation nicht eher zunächst nur ein Anzeichen für eine veränderte Dilatation zwischen den Masseansammlungen?
Das ist nicht unbedingt direkt auf ein ‘Mehr’ an Masse zurückzuführen.
Wie am Galaxienbeispiel erklärt, kann man die Rotationskurven auch als eine Veränderung des Gravitationsgesetzes beschreiben, doch in der Summe aller Phänomene, die wir beobachten, insbesondere der Evolution der Strukturen auf Skala des gesamten Universums, muss es im Rahmen unseres kosmologischen Standardmodells zwei Effekte geben: zum einen eine kosmische Expansion (wahrscheinlich meinen Sie das mit "Dilation" und zum zweiten aber auch ein mehr an Masse. Heute dominiert die kosmische Expansion unser Universum, doch zu früheren Zeiten muss die Gesamtmasse die Strukturbildung hauptsächlich gefördert haben. Expansion und Masse zu einem einzigen Effekt zusammenzufügen könnte man vielleicht mit einer stark modifizierten kosmischen Expansion basteln, doch das würde bedeuten, das Standardmodell aufzugeben und man müsste nun prüfen, ob die geänderte Beschreibung mit allen anderen Phänomenen im Universum noch im Einklang steht, z. B. ob sich dadurch die Entfernungen zu Objekten ändern und damit auch unser Blick zurück ins frühe Universum.
@@jennywagner9104 Wir sehen eine Evolution des gesamten Universums? Obwohl in den Tiefen des Alls die Vergangenheit betrachten, teilweise x Milliarden Jahre zurück?
@@klssgm nicht des gesamten Universums, aber eines großen Teils. Da Licht eine endliche Zeit braucht, um von entfernten Orten zu uns zu gelangen, sehen wir weit entfernte Objekte, wie sie in der Vergangenheit aussahen (zur Zeit der Emission des beobachteten Lichts). Die Spanne eines Menschenlebens reicht zwar nicht aus, die Entwicklung des Universums in Realzeit zu beobachten, aber mit den Daten aus den unterschiedlichen Weltzeitaltern können wir schon viel über die Entwicklung des Universums lernen.
@@jennywagner9104 Danke! Das möchte ich niemals bestreiten. Aber man muss sehr den Simulationen vertrauen.
@@klssgm An Hand der Rotverschiebung, lässt sich den hier ankommenden Photonen eine Zeitspanne zuordnen, wie lange sie im expandierenden Universum unterwegs waren. So erhält man um uns herum eine schalenmäßige Anordnung von Kugeloberflächen, wobei jede Kugeloberfläche in dem Zustand jetzt gesehen wird, wie das Universum allgemein damals war. Zum Beispiel sehen wir die 1 Milliarde Lichtjahre entfernte Schale so, wie diese vor 1 Milliarde Jahre war (vereinfacht ausgedrückt).
So bekommt man je nach Entfernung solide Stichproben der Zeitalter, wie das Universum zu den jeweiligen Zeiten ausgesehen hatte.
Eigentlich ist das Formelsystem, mit welchem man die Daten gewinnt, nicht ausreichend bestimmt (ähnlich einem LGS, in welchem eine Zeile fehlt), aber für die Interpretation der Topologie und Expansion spielt das eher nur eine untergeordnete Rolle und würde Erklärungen nur unnötig verkomplizieren.
Sehr schön vier der wichtigsten Effekte erläutert, die auf Dunkle Materie hindeuten. Und welche alternative Deutungen es geben könnte, um vielleicht auf Dunkle Materie verzichten zu können.
Ich verstehe aber auch die Kommentare derjenigen, die ohne die vielen Grundlagen-Videos im UWudL-Kanal gesehen zu haben, nur anhand dieses Videos auch die Grundlagen-Zusammenhänge verstehen wollen.
--> Liebes UWuDL-Team, auf dieses Problem werdet Ihr immer mehr stoßen, je mehr Videos auf das Vorhandene aufbauen:
1. "lechzen" die einen auf aufbauende Videos - und wollen die Grundlagen nicht nochmal aufgedröselt hören. (Gibt ja die vielen Grundlagen-Videos.)
2. wollen die anderen - die solch ein Video vielleicht als ersten UWudL-Video sehen - vorab darauf hingewiesen werden, dass es ohne die Grundlagen aus Video 7 und 42 und 4711 halt leider nicht geht.
Im UWudL-Internet-Kanal selbst gibt es zumindest die leicht/mittel/schwer-Einteilung (die hilft dafür aber auch nicht wirklich weiter).
Vielleicht sollte es anfangs eine Grafik geben, die links Blöcke zeigt, die nötig sind, um den Block weiter rechts mit diesem Video zu verstehen?
-Grüße, A.
kurzer und knackiger "beweis", der selbst den hoffnungslosesten skeptiker ueberzeugen sollte. klasse gemacht das video! fuer uns optimisten kann das nur heissen: weitehin mit dem feldstecher nachts wach bleiben.
Naja, Beweis ist in der Naturwissenschaft immer ein mit Vorsicht zu benutzender Begriff. Der große Vorteil an der Dunklen Materie ist, dass sie viele unterschiedlich Phänomene erklären kann, was aber nicht heißt, dass sie auch existieren muss.
@@nerdwana5813 jawohl! ich bin gaenzlich einverstanden. darum habe ich das wort beweis mit gaensefuesschen vershen
:-)
Liebe Frau Wagner, mit dem Konzept der nichtleuchtenden Materie konnte ich nie viel anfangen. Etwas als Materie zu postulieren, das nur die Gravitations-WW von Materie hat, ist eine Notmaßnahme und erinnert mich an die untauglichen Erklärungsversuche der Epizyklen im geozentrischen Weltbild oder an die Annahme des Äthers in der Elektrodynamik. Sollte die Physik nicht eher darüber nachdenken, dass die Voraussetzung eines homogenen Raumes nicht zu halten ist? Würde die Hypothese eines inhomogenen und vielleicht auch nicht isotropen Raumes die Theorie nicht vereinfachen?
Hier hat UA-cam meine Antwort wohl leider nicht geposted: in der Tat werden auch inhomogene (und sogar anisotrope) Universumsmodelle in Betracht gezogen. Doch bislang haben wir noch keines gefunden, das sowohl den Randbedingungen der Beobachtungen genügt und gleichzeitig ohne DM auskommt -- nach meinem Kenntnisstand. Allerdings ein kleiner Lichtblick ins Dunkel: bei den Gravitationslinsen hat man bereits herausgefunden, dass hochsymmetrische Massendichten, die als Linsen angenommen werden, mehr DM enthalten müssen als weniger symmetrische, die die beobachteten Gravitationslinseneffekte erklären können. Vielleicht finden wir in naher Zukunft, dass eine analoge Untersuchung für Universumsmodelle ebenfalls den benötigten Anteil an DM reduziert?! (Zu den Gravitationslinsen gibt es ein Video hier auf dem Kanal, es heißt "Gravitationslinsen und Dunkle Materie")
Sehr gut erklärt.👍
Kann man bei der Gravitationslinse zwischen einem (kleinen) Schwarzen Loch und Dunkler Materie unterscheiden?
Nein, nicht direkt. Die Gravitationslinse gibt nur die Information, dass eine Masse Licht ablenkt, aber nicht, welche Art von Masse. Allerdings...wenn es Effekte wie bei M87* zusätzlich in der direkten Nähe des schwarzen Lochs gibt, die sichtbar gemacht werden können, dann kann man darauf schließen, dass es sich wahrscheinlich um ein schwarzes Loch als Linse handelt, da DM (in Form von anderen, exotischen Teilchen) nicht als so dicht angenommen wird, diese Gravitationslinseneffekte wie sie bei schwarzen Löchern auftreten, zu erzeugen.
@@jennywagner9104 Danke für die Antwort
Kann man eigentlich auch die Dichte der Dunkeln Materie schätzen?Falls ja, gibt es Unterschiede?
Das ist Gegenstand der aktuellen Gravitationslinsenforschung, in der wir uns mit der Verteilung und damit den Dichteschwankungen der DM auf Galaxienhaufen- oder Galaxienskala befassen. Auf jeden Fall gibt es Unterschiede, denn ohne diese Inhomogenitäten in der Verteilung würden wir kaum starke Gravitationslinseneffekte im Universum beobachten können.
Muss es eigentlich immer Materie sein, die den Raum krümmt? Könnte nicht noch eine andere Ursache dafür in Frage kommen? Man nennt es "Dunkle Materie", aber vielleicht ist es ja keine... Wollte nur mal fragen :)
Diese Frage taucht hier gefühlt in jedem zweiten Kommentar auf. Schauen Sie auf die Antworten weiter unten im Kommentarbereich.
Danke für das Video, leider viel zu kurz😊 Viele Menschen bezweifeln die Existenz der DM. Nur weil noch nicht direkt nachgewiesen? was ist daran so schlimm?
Ich sehe das genauso wie du. Wir sind bei dunkler Materie halt noch ziemlich am Anfang des Verstehens...
Ist doch gar nichts schlimm daran. Wissenschaft wächst ja damit, dass Leute mit dem Finger auf Sachen zeigen und sie anzweifeln. Fraglich ist, ob wir dunkle Materie jemals direkt nachweisen werden können. Und indirekte Beweise sind immer so ein Ding von Gravitationstheorien. Die allgemeine Relativitätstheorie muss ja auch nicht der Weisheit letzter Schluss sein.
Nichts ist schlimm an einem Phänomen, über das wir uns die Köpfe zerbrechen. Ob das, was wir aktuell als DM bezeichnen, tatsächlich die materielle Form hat, wie wir vermuten, also in Teilchenexperimenten an Collidern nachgewiesen werden kann, ist noch offen und die Zweifel, ob diese Form von DM existiert, sind durchaus berechtigt. Schließlich suchen wir schon ein paar Jahrzehnte nach entsprechenden Teilchenkandidaten und haben noch keins gefunden... Wenn DM tatsächlich nur gravitativ wirkt, werden Teilchenkollisionen DM schwer nachweisen können (da viele Experimente auf Teilchenkandidaten abzielen, die auch schwach wechselwirken und nicht nur gravitativ). Daher, finde ich, sollten wir in alle Richtungen ermitteln, um diese DM-Phänomene zu erklären. Pardo & Spergel tun das sehr elegant, indem sie eine allgemeine Transformation der sichtbaren Strukturen aufstellen und dieser Transformation die nötigen Eigenschaften zuweisen, um die Beobachtungen zu erklären.
Ich finde den Begriff "dunkle Materie" auch etwas irreführend. Im Prinzip reden wir über Gravitationsquellen, deren Ursprung wir nicht kennen.
Also in erster Linie ist diese Begriff nur ein Lückenfüller für potentiell mehrere unterschiedliche Phänomene, die gravitativ wirken.
Ich glaube die Existenz kann man daher nicht wirklich anzweifeln. Allerdings teile ich die Ansicht, dass es vielleicht zu optimistisch ist, wenn eine einzige unbekannte Teilchenart nun eine Erklärung für alle Beobachtungen ist, die nur durch DM erklärt werden können.
Könnten denn die Effekte, die der dunklen Materie zugeschrieben werden auch von nicht sichtbaren schwarzen Löchern stammen oder ist diese Herangehensweise zu verwerfen?
Naja, es müsste 5 mal so viel Dunkle Materie da sein als baryonische Materie (die bereits die uns bekannten Schwarzen Löcher beinhaltet). Das müssten also verdammt viele unsichtbare schwarze Löcher sein. Wo sollten die herkommen? Und wieso können wir sie nicht sehen? Alle schwarzen Löcher, in die Materie hineinfällt, fangen an zu leuchten. Gerade im intergalaktischen Raum sollte man das sehen, wenn auch nur schwach.
Toll erklärt, fand's super spannend. Hatte in letzter Zeit das Gefühl es sei nur noch eine Frage der Zeit, bis die dunkle Materie obsolet wird. Jetzt nicht mehr so sehr. Vielen Dank.
Danke für das tolle, informative Video :)
Ich frage mich schon lange ob die Möglichkeit besteht, dass die dunkle Materie nur deswegen für uns dunkel ist weil sie sich in einer anderen räumlichen Dimension befindet und wir somit nur ihre Auswirkung auf den Raum beobachten können?
Sicher, dass Sie etwas für uns nicht direkt Detektierbares nun auch noch in nicht erfassbare zusätzliche Dimensionen stecken wollen? ;) Ich bin ein großer Fan davon, die Modellvorstellungen möglichst einfach zu halten und soviel Information, wie wir erhalten können, direkt aus den Beobachtungen zu ziehen. Daher beginne ich mit Spekulationen über zusätzliche Dimensionen erst, wenn wir Vorhersagen dafür haben, die wir in naher Zukunft auf ihre Gültigkeit überprüfen können.
@@jennywagner9104 Ich teile vom Prinzip Ihren Ansatz einer einfachen Erklärung. Eine einfache Auslegung meiner Idee wäre, dass es sich um viele kleine schwarze Löcher handelt. Auch hier wäre die Materie nicht mehr detektierbar, die Auswirkung = Gravitation aber meßbar.
Wieso und woher ist man sich so sicher, dass die Dunkle Materie aus irgendwelchen bisher unbekannten Teilchen besteht und nicht eine Krümmung der Raumzeit ist, die aus wiederum bisher unbekannten Raumzeit-Eigenschaften zustande kommt? Beispielsweise könnte die Raumzeit an verschiedenen Stellen unterschiedlich stark durch die Dunkle Energie expandieren, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, und das Resultat wäre dann eine Raumzeit-Krümmung an einigen Stellen, nämlich genau die Krümmung, die man auf eine Dunkle Materie zurückzuführen versucht.
Gibt es diese Idee auch schon? Oder kann bzw. konnte man es bereits widerlegen und oder ausschließen, so dass die Dunkle Materie zwangsläufig aus Teilchen bestehen und eine Materie-Form sein muss?
Danke
Die allgemeine Relativitätstheorie braucht immer eine Masse, um die Raumzeit zu verzerren. Und diese Theorie ist schon sehr gut bestätigt, deshalb wird nach einer Lösung gescuht, die sich aus der Theorie ableiten lässt.
@@nerdwana5813 Ok, trotzdem wäre eine Idee wie oben beschrieben oder eine ähnliche in der Richtung nicht ganz auszuschließen, wenn man bedenkt, dass die Expansion der Raumzeit, die auch irgendwie eine Raumzeit-Krümmung ist, etwa eine negative wenn man so will, nicht mit der Allgemeinen Relativitätstheorie zu erklären ist, zumindest nicht ganz (ich denke, ohne darin vertieftes Wissen zu haben, dass die Allgemeine Relativitätstheorie eine Expansion vorhersagt bzw. erwartet, aber diese nicht erklärt, weshalb Einstein mit Konstanten die Expansion in seinen Gleichungen auszugleichen versuchte). So könnte es sein, dass die Lösung gar nicht mit einer Materie-Form zusammenhängt. Genau so wie die Expansion wahrscheinlich durch keine Masse verursacht wird (es sei denn, es gibt tatsächlich Paralleluniversen, die unseres gravitativ auseinander ziehen).
Das Problem an der Idee, die Gravitationstheorie zu ändern, ist, dass z.B. im Bullet Cluster das Gas getrennt vom Mammutanteil der Masse ist. D.h. wir sehen hier zwei unterschiedliche Masseverteilungen. Eine Änderung der Gravitationstheorie mit nur einer Sorte Masse in diesem Universum muss erklären, wie es dazu kommt, dass ein Teil der Masse sich im blau markierten Bereich ansammelt, während ein anderer Teil im rosa markierten Bereich verbleibt. Zudem muss diese Theorie auch erklären, wie es sein kann, dass die sichtbare Masse im blau markierten Bereich viel zu klein ist, als dass sie den beobachteten Gravitationslinseneffekt in diesen Bereichen erklären kann. Und, wie die Antworten auch andeuten: was wäre die Ursache für die geänderte Raumkrümmung in Ihrer Theorie?
@@jennywagner9104 Naja, meine Idee ist folgende Frage:
was wäre, wenn die Raumzeit-Krümmung, die man auf Dunkle Materie zurückzuführen versucht, gar nicht einer speziellen Art der Materie geschuldet wäre, sondern einigen anderen physikalischen Phänomenen, die wir noch nicht verstehen, genau so wie die Dunkle Materie selbst oder die Dunkle Energie, die wir auch nicht verstehen und nicht erklären können.
Die konkrete Idee wäre, die Raumzeit-Krümmung nicht auf eine Dunkle Materie sondern auf die Dunkle Energie zurückzuführen, in dem die Dunkle Energie die Raumzeit expandieren lässt, allerdings nicht gleichmäßig. Die Folge ist dann, dass die Raumzeit mancherorts gekrümmt wird, nämlich da wo sie weniger als die Umgebung expandierte. Und weiter, zu viel Expansion der Umgebung eines Bereiches kann den Bereich selbst zusammendrücken, also regelrecht krümmen.
Das würde genau so den Gravitationslinseneffekt, die Gasverteilungen, Galaxierotationen usw. erklären wie die postulierte erwartete Dunkle Materie, bloß wäre das auf, hier beispielsweise, die Dunkle Energie, oder allgemein auf Raumzeit-Eigenschaften (die wir nicht kennen und wofür wir Theorien brauchen) zurückzuführen.
Das könnte man zwar auch nicht verstehen und erklären, solange es keine vollständige Theorie dafür entwickelt wird, aber zum einen würde man die Dunkle Materie loswerden und das Problem auf die Dunkle Energie oder Raumzeit-Eigenschaften o.Ä. reduzieren. Zum anderen könnte die Suche nach Dunkler Materie nicht der richtige Ansatz sein. Wie gesagt, es sei denn, man kann Ideen wie meine sicher und mit Nachweisen ausschließen oder widerlegen.
Ich weiß, meine Idee impliziert, dass nicht nur die Gravitation die Raumzeit verändert, sondern auch die Raumzeit gravitative Effekte hervorbringen kann, da wo sie aufgrund ungleichmäßiger Expansion z.B. gekrümmt wird, was dann als Gravitation interpretiert wird. Aber warum nicht? Wir verstehen die Dunkle Energie auch nicht, und sie ist nahezu sicher bestätigt (bis auf Abweichungen der Messungen von einander, was die Geschwindigkeit der Expansion angeht). Eine solche Krümmung muss nicht unbedingt aufgrund der Gravitation einer Masse sein, denn die Gravitation selber ist die Folge gekrümmter Raumzeit. So muss es nicht unbedingt eine Masse sein, die die Krümmung hervorruft. Eine ungleichmäßige Expansion oder gar andere Raumzeit-Eigenschaften könnten die Krümmung ebenso verursachen.
Zusammengefasst lautet die Idee wie folgt:
1) Raumzeit expandiert.
2) Raumzeit expandiert nicht überall gleichmäßig.
3) Ungleichmäßige Expansion der Raumzeit kann Krümmungen der Raumzeit verursachen.
4) Dunkle Materie wird nicht benötigt.
Ich bin sehr gespannt was dagegen sprechen würde.
@@khashayaremami Die Frage ist, auf welchen Skalen so ein Universum Anisotropien und Inhomogenitäten zeigt, denn diese müssen im Einklang mit der großskaligen Isotropie und Homogenität stehen, die wir heute und auch im kosmischen Mikrowellenhintergrund beobachten können. Zudem tauschen wir nur eine Unbekannte durch eine andere, nach aktuellem Stand also (noch?) kein direkter Fortschritt.
wow sehr schön dargestellt und sehr gut vorgetragen👍🏻💪🏻🤗☺️ Bitte mehr von Ihnen Frau Wagner🙋♀️👏
Über diese MOND-Theorie würde ich gerne mehr erfahren. Oder gab es da schon mal einen Beitrag auf diesem Kanal?
Hallo Andreas,
ja, in der Reihe von Aristoteles zur Stringtheorie bin ich im Beitrag zur Dunklen Materie darauf eingegangen.
Grüße Josef M. Gaßner
Danke wie immer super
Der "Spenden"-Button zeigt auf 404. Hoffentlich ist die Seite nicht in einem schwarzen (Mini-)Loch gelandet. :D
Hallo Chris,
danke für den Hinweis - und danke, dass Sie uns offensichtlich unterstützen! Ich habe den Link neu programmiert - jetzt sollte er wieder funktionieren.
Grüße Josef M. Gaßner
vielen Dank für die tolle Erläuterung ! 👍
Was ist dunkle Materie?
Insgesamt hoch spannend, aber für mich stellt sich weniger die Frage; ob da was ist sondern was da ist. Dunkle Materie ist doch immer noch ein Platzhalter oder hab ich da was verpasst? Gibt es denn da neue Erkenntnisse worum es sich bei der dunklen Materie handeln könnte?.
Hallo Paul,
genau darum gehts doch im Beitrag. Es gibt zwei Lager, die um Deutungshoheit in Sachen DM ringen: Neue Teilchen vs. modifizierte Theorien. Die von Jenny erläuterten aktuellen Publikationen sprechen mehr für Teilchen. Detaillierte Videos zu den Kandidaten von Wimps, Machos, Neutralinos, Axionen, etc. finden Sie in der Playlist "Dunkle Materie".
Grüße Josef M. Gaßner
@@UrknallWeltallLeben | Besten dank für die Antwort.
Nachdem was ich die letzten Jahre aus Beiträgen hier, im Spektrum aber auch anderweitig mitgenommen habe ist zumindest die überwiegende Ansicht "es sind Teilchen". Ob neue oder nur nicht richtig gedeutet/vermessen. Aber das die grundlegenden Theorien wirklich in Frage gestellt werden war mir so noch nicht bewusst geworden.
Also nochmal danke für den Hinweis. Das wird mich jetzt wieder eine Zeit beschäftigen bis ich da mehr weiß 🙂.
Beste Grüße Paul
Denksportaufgabe: Unsere Galaxis bewegt sich relativ mit 620 km/sec. Da sich Gravitation mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet "merken" die Außenbereiche erst nach 53.000 Jahren, dass sich z.B. Saggitarius A ~ 10^12 km gravitativ von der ursprünglichen Position entfernt hat. Welche Auswirkung ergibt sich auf Rotation der Galaxis?
Sehr gut✌👍
Sehr angenehm erklärt!
Vielen Dank für das tolle Update zur dunklen Materie Jenny 👍
Na das war ja mal supertransparent! Danke dafür, meinen geistigen Horizont schmerzfrei erweitert zu haben.
Wenn wir für einen Augenblick annehmen, dass es dunkle Materie tatsächlich gibt und nicht doch noch ein anderer Effekt durch die Lappen gegangen ist, etwa durch Elektrostatik oder Magnetismus zwischen interstellarem Staub, gleichzeitig aber der Nachweis von WIMPS bislang ungefähr genauso erfolgreich ist wie der Nachweis unbekannter elektrostatischer Effekte zwischen unbeobachtetem kaltem interstellarem Staub oder Sand, dann stellt sich doch die Frage, ob WIMPS wirklich der einzige Ansatz sind. Könnte es nicht auch frühe oder primordiale kalte gewöhnliche Materie geben, etwa in Meteoriten- oder Planetengröße? Oder falls gewöhnliche Materie ein grundsätzlicheres Problem darstellt, dann größere Klumpen anderer Zusammensetzung, die aber praktisch fast nie kollidieren, weil sie sehr dünn verteilt sind, bis hin zu den berühmten primordialen Schwarzen Löchern? Die dunkle Materie müsste dann zwar mit ihresgleichen wechselwirken, aber nicht oder kaum mit gewöhnlicher Materie, außer gravitativ. Mit anderen Worten: Ist eine Erweiterung des Standardmodells denkbar, das etwa eine zweite Form von Elektromagnetismus und der starken Kernkraft beinhaltet, so dass dieses Zwillings-Standardmodell nur über die Gravitation mit dem bekannten Standardmodell verflochten ist, nicht aber über Elektromagnetismus und starke Wechselwirkung, vielleicht auch nicht über die schwache Wechselwirkung, da diese über die elektroschwache Vereinheitlichung mit der elektromagnetischen zusammenhängt? Oder gibt es einen zwingenden empirischen Grund dafür, dass dunkle Materie mit gewöhnlicher Materie schwach wechselwirkt und daher der WIMPS-Ansatz der einzig verbliebene ist? Fordert der kosmische Hintergrund eine schwache Wechselwirkung zwischen gewöhnlicher und dunkler Materie? Ist im Zweifel eine fünfte Wechselwirkung denkbar, die nur während der vermuteten Inflation während des Urknalls zum Tragen kommt, weil ihre Reichweite noch kürzer als die der starken Wechselwirkung ist? Wie schauen die genauen Randbedingungen für die empirisch erlaubte Physik der dunklen Materie aus?
Der Zoo an möglichen Kandidaten für DM ist in den letzten Jahren stark gewachsen und beinhaltet neben WIMPS z.B. auch noch Axionen. Wir wissen aus dem kosmischen Mikrowellenhintergrund ziemlich sicher, dass DM nicht elektromagnetisch wechselwirkt. Die schwache WW konnten wir bis dato nicht ausschließen, sie ist aber nicht "gefordert", sondern mehr eine noch offene Möglichkeit. Die genauen Randbedingungen für DM sind sehr allgemein im Pardo & Spergel Paper dargestellt, wo ich im Vortrag erläutere, da die Autoren sich lediglich auf sehr einfache Annahmen für die sichtbare Materie berufen und eine allgemeine "Funktion" aufstellen, wie man die Beobachtungen im kosmischen Mikrowellenhintergrund in die Verteilung heute (also in unserer jüngsten Vergangenheit) transformiert. DM erfüllt alle Eigenschaften dieser Funktion.
@@jennywagner9104 Vielen Dank, Frau Wagner! Das hilft mir erst einmal, den aktuellen Kenntnisstand über DM besser einzuordnen.
Danke für die sehr gut zusammengefasste und top vorbereitete Präsentation des Themas
bzgl 6:30 wird da DM als ein quasi Konglomerat angenommen?
Ja.
Schöner Vortrag. Danke!!
Sehr interessant. Danke für eure Mühe
Danke für den guten Ton im Video! :-)
Ich erkenne in diesem Beitrag keinen Hinweis darauf, dass die beobachteten Effekte nicht auch durch größere Ansammlungen von schwarzen Löchern erklärt werden könnten. In aller Regel sind die einfachen Erklärungen die richtigen, nicht die komplizierten. Das Vorhandensein massenhaft auftretender schwarzer Löcher mittlerer Größe, also zwischen den stellaren und den massiven wurde erst kürzlich nachgewiesen. Warum man hier immer noch verzweifelt nach einer bisher unbekannten Zustandsform unsichtbarer Materie sucht soll mir erstmal einer/eine erklären...
Wenn es im Universum überall massenhaft schwarze Löcher geben würde, würde es diese aber auch massenhaft in unserer Galaxie und damit in unserer Nähe geben. Entsprechend müssten wir dann auch große Bereiche unserer Milchstraße durch Gravitationslinseneffekte verzerrt sehen. Tun wir aber nicht, also passt die Theorie nicht zu unseren Beobachtungen und ist somit widerlegt....
ChrisOhm hat Recht, es gibt bereits ausgeschlossene Bereiche an Massen schwarzer Löcher. Eine ausführlichere Erklärung gibt es weiter unten zu einem Kommentar von Vargad.
@@chrisohm90 das ist doch auch wieder nur Theorie wie alles andere auch. Denn nur weil wir, wie so oft, sie nicht sehen, heißt es nicht das da keine sind (gleich der dunklen Materie). Das momentan nächste schwarze Loch ist rund 1000 Lj von der Erde entfernt und wurde auch nur, wie so oft, zufällig gefunden. Daher ist dieses einfach nur auszuschliessen weil es nicht so schön einfach ist wie mit der dunklen Materie, meines Erachtens nicht seriös. Und von meiner warte aus machen viele Astrophysiker es sich etwas zu leicht und verschließen mir zu oft ihre Augen für andere bzw. alternative Optionen. Denn wenn man nicht der Masse folgt, wird man auch als renommierter Wissenschaftler schnell ausgegrenzt. Geld siegt halt überall und man beißt nicht die Hand die einen füttert. Wie gesagt, ich weiß nicht ob es die dunkle Materie wirklich gibt oder nicht (das weiß ja keiner) aber nur weil das der Einfachste Weg ist, sollte man sich nicht so darauf versteifen und weiterhin objektiv bleiben.
@@jennywagner9104 und @ChrisOhm: Danke für die Antworten, wenn ich auch zugeben muss dass sie mich als interessierten Laien noch nicht zu überzeugen vermochten. Der Hinweis auf die ausbleibenden Gravitationslinseneffekte scheint nach meinen Kenntnissen keine große Aussagekraft zu besitzen. Ich kann mich erinnern an anderer Stelle etwas "von dem unglaublich seltenen Ereignis" erfahren zu haben, dass ein schwarzes Loch in unserer kosmischen Nachbarschaft nur deshalb detektiert werden konnte, weil es unmittelbar vor einem beobachtbaren Objekt im Hintergrund vorbeigezogen sei was - Originalton der Mitteilung - angesichts der riesigen Distanzen und Leerräume in unserer Galaxie einen fast unwahrscheinlichen Glücksfall darstellte. Offensichtlich gelingt der Nachweis "kleinerer", mittelschwerer oder primordialer schwarzer Löcher eben doch nicht so einfach als dass man dessen Ausbleiben schon als Indiz oder gar Beleg einer Vermutung heranziehen könnte.
Vargad spielt in einer anderen Liga, seinen unaufbereiteten Ausführungen kann (und will) ich als Amateur leider nicht folgen.
Nochmals großen Dank für die freundliche Reaktion, das kommt bei UA-cam wirklich nicht allzu oft vor!
@@enduroreisen Du musst aber bedenken, dass 5 mal so viel dunkle Materie wie baryonische Materie im Universum sein muss. Also für jede Galaxie die leuchtet müsste es 5 geben, die aus schwarzen Löchern bestehen.
Bei dieser Menge würde es auffallen.
PN?
👍👍👍🙂
Was wäre, wenn Dunkle Materie kein Teilchen ist?
Hallo Arts,
genau darum gehts doch im Video - bitte nochmal in Ruhe ansehen...
Grüße Josef M. Gaßner
Excellent
Die Argumentation von Sabine Hossenfelder ist, dass beide Varianten ihre Probleme haben. Modified Gravity braucht ein neues Feld, Dunkle Materie ein neues Teilchen, was aber schlussendlich dasselbe ist. Es braucht eine Zusammenführung beider und einen Phasenübergang. Ein "entweder oder" könnte der falsche Weg sein.
Wenn man manche Kommentare hier liest hat man den Eindruck einige Leute kennen oder verstehen die Grundprinzipen wissenschaftlicher Erkenntnis nicht ganz. Vielleicht machen Sie mal ein Video dazu dann werden auch die Fragen sinnvoller und zielgenauer und weniger aufgeregt. Die überragende Qualität der Videos auf diesem Kanal hätte es mehr als verdient.
Dem Wunsch kommen wir gerne nach. Wissenschafts- und Erkenntnistheorie ist sehr spannend!
Super Danke bin gespannt
das hat spaß gemacht, war hilfreich und gut 🙂👍
Wenn ich die Grafik mit dem Geschosshaufen so betrachte (ab 5:05 oben rechts) müsste man ja meinen das eine Wechselwirkung der sichtbaren Materie mit dem vermeintlichen Massepunkt der Dunklen Materie in Zukunft absehbar ist.
Bedeutet das etwa, dass Dunkle Materie hier direkt beobachtet werden kann?
Ich denke nicht "direkt": Man wird nur die Auswirkungen auf sichtbare Materie sehen können. Daraus kann man dann vielleicht wieder Rückschlüsse auf weitere Eigenschaften von dunkler Materie ableiten. Daraus kann man dann eventuell wieder eingrenzen aus was dunkle Materie bestehen muss und/oder wie man sie durch Wechselwirkungseffekte sichtbar machen könnte
Was wäre, wenn die gravitationslinse ein supermassives schwarze loch wäre, welches aus einer früheren kollision 2er oder mehrerer Galaxien übrig geblieben ist? quasi nur der galaxiekern, da eine andere galaxie alle sterne aufgenommen hat. dies würde die gravitationslinse als auch den bulg des geschosshaufens erklären!?!?
Nein, leider (oder zum Glück?!) sind die Massen schwarzer Löcher viel kleiner als die Massen, die wir für den Linseneffekt im Geschosshaufen benötigen. Von daher kann ein schwarzes Loch die Phänomene im Geschosshaufen nicht erklären. Weder die großskaligen, die im ersten Bild gezeigt sind, noch die kleinskaligeren Gaskegelphänomene, die Keshet et al. untersucht haben.
Zum Thema Linseneffekte in der Nähe von schwarzen Löchern gibt es die wunderschönen Aufnahmen von M87*.
Mir ist das mit der dunklen Materie irgendwie suspekt. Da gibt es einerseits gute Beobachtungen und Modelle andererseits wird man nicht fündig... Sehr, sehr seltsam...
Die Hoffnung ist ja, dass es schwere Teilchen sind, die gravitativ und über die schwache Kernkraft wechselwirken. Wenn es sie gibt, sie aber NUR über Gravitation wirken, haben wir keine Chance sie in Beschleunigern wie dem LHC zu entdecken.
@@nerdwana5813
Da möchte ich vorsichtig widersprechen: viele Teilchen werden "nur" indirekt mit Beschleunigern nachgewiesen. Es würde ja erst einmal genügen, wenn man am Beschleuniger durch Energiedefizite auf ein unbekanntes Teilchen schließen könnte.
Neulich hat man ja nun einen vagen Hinweis auf eine mögliche 5. Grundkraft gefunden. Was auch bedeutet, dass wir unser Standardmodell überarbeiten müssen.
Kann schon sein, dass dabei etwas herauskommt.
Kurz und bündig erklärt. 👍
Verständlich erklärt, vielen Dank!
Hat man nicht erst vor ein paar Wochen in den USA einige hinweise auf dunkle Materie in Teilchenbeschleunigern gefunden?
Jein. Es gibt in der Tat Hinweise, dass unser Standardmodell der Teilchenphysik vielleicht unvollständig ist, doch das letzte Wort in dieser Debatte ist noch nicht gesprochen. Eine gute Gegenüberstellung der Argumente gibt es auf der Website des Quanta Magazine zum Thema "muon-g-2-experiment-at-fermilab-finds-hint-of-new-particles", ich kann den Link hier leider nur nicht posten. (Falls Sie kein Englisch verstehen, reicht sicher auch eine maschinelle Übersetzung des Artikels)
@@jennywagner9104 Danke für den Hinweis sehr interessant!
@@jennywagner9104 Während ich den Artikel gelesen habe, ist mir ein andere Artikel über die natur der Gravitation in den Sinn gekommen. Sehr kurz zusammen gefasst: Gravitation hat etwas mit Zeit und Raum zu tun. Jetzt meine steile These: Ist es denkbar das Dunkelmaterie ein Anomalien der Raum-Zeit ist? Und kein Teilchen?
Spannend, und klasse dargestellt! Frage: Ursache für den Geschosshaufen kann kein schwarzes Loch sein? Wegen Größe?
Genau. Beim Geschosshaufen (Bullet Cluster) handelt es sich um kollidierte Galaxienhaufen, also viele Größenordnungen höher als ein Schwarzes Loch.
@@nerdwana5813 Jou, sehr sehr unwahrscheinlich. Aber unmöglich?
@@RickB500 Schon. Der Geschosshaufen ist ein Galaxienhaufen mit etwa 40 Galaxien und liegt in der Größenordnung von 10^14 Sonnenmassen. Selbst supermassive schwarze Löcher kommen nur auf 10^6 Sonnenmassen. Das ist ein Unterschied im Faktor von 10^8, also 100000000 mal kleiner.
@@nerdwana5813 Supermassive schwarze löcher können auf ein paar Milliarden (10^9 bis 10^10) Sonnenmassen kommen. Aber bei der Auswirkung auf einen Galaxienhaufen stimme ich zu: die Entfernungen sind zu groß, als dass eine einzelne punktförmige Gravitationsquelle solche Auswirkungen haben könnte. Wir müssen hier nach einer Lösung suchen, die sich über große Räume verteilt (daher rechnet man in der Simulation mit Staub)
@@nerdwana5813 OK, SLs mit dieser Größe sind nicht bekannt, aber unmöglich sind sie nicht. Will aber nicht mit Möglichkeiten spekulieren. Aber sind denn Anhäufungen von DM in dieser Größenordnung bekannt? Auf den Bildern wird bei 6:29 ja die ziehende Masse als weisse Kugel dargestellt, das müsste dann DM mit einer enormen Energiedichte sein. Mir sagten zwei Profs mal (u. a. M Bartelmann), das DM nicht klumpt.
frage: geht es auch ohne einstein?
Nee. Sonst würde das GPS nicht funktionieren.
Darf ich Loriot ein wenig variieren? Eine Gravitation ohne Einstein wäre möglich, aber nicht sinnvoll. Wahrscheinlich kommen wir irgendwann an den Punkt, an dem wir Einsteins Theorie, die bislang so gut unsere Beobachtungen beschreibt, erweitern oder verändern müssen. Doch bis dahin ist sie für mich der überzeugendste Weg, der eine Vielzahl von Prüfungen erfolgreich bestanden hat.
@@jennywagner9104eigentlich benötigen wir einen neuen newton und einen neuen k Boltzmann. Und einen neuen carnot. Ist ja eine wilde Konstruktion. Postulate von früheren phisikeren wurden unzulässig erweitert. Oder einfach ignoriert.. die Formulierung des 2. Hauptsatz beruht auf den carnot Wirkungsgrad.
Carnot Gedanken experiment mit der Carnot maschine der wiederum auf ein ideales gas.. naja ich brauch nicht mehr lange dann fällt der 2 Hauptsatz.
Sehr gut erklärt, tolles Video.
Mich würde mal interessieren, ob dunkle Materie die gleichen Gravitationseigenschaften besitzt, wie baryonische Materie. Also ob dunkle Materie auch klumpt -z.B.-.
Die Gravitation macht keinen Unterschied zwischen Arten von Materie, es zählt nur Masse. Und das Klumpen von dunkler Materie ist tatsächlich ein wichtiger Bestandteil von Strukturbildung im frühen Universum.
@@nerdwana5813 folgt daraus, dass sich auch planetare Systeme aus dunkler Materie gebildet haben müssten?
@@inkognito5448 Tja, ich stelle mir das immer so vor: Da DM keine Interaktion mit Bajonischer zulässt, und beide streben zum Mittelpunkt, kann nur die bajonische Materie in unserer bajonischen Welt den Mittelpunkt der Massebildung erreichen. Die DM würde das wohl auch gerne machen, wird aber von der bajonischen aus den Systemen gehalten.
Man geht ja davon aus, dass sich die DM in "Wolken geklumpt" hat. Strukturen, wie Sterne etc. Kann es (vermutlich) nicht geben, da die DM aufgrund fehlender Wechselwirkungen ihre kinetische Energie nicht los werden kann.
@@guntherkraft7732 Das merkwürdige ist ja, dass dunkle Materie einerseits zwar klumpen soll, andererseits aber relativ gleichmäßig in Galaxien verteilt sein soll, ohne eben im Zentrum einer Galaxie die höchste Dichte zu haben. Nur so könnte sie eine Erklärung für das Rotationsverhalten von Galaxien sein.
Wenn wir beide Anforderungen an DM stellen, müsste es irgendwo ein "Maximum" an Klumpung/Dichte geben, über das die DM nicht hinaus gehen darf. Das erfordert einige zusätzliche Eigenschaften, die wir von baryonischer Materie bisher nicht kennen.
Anmerkung: es könnte sein, dass Jenny Wagner in ihrem Beitrag zu viel Vorwissen vorausgesetzt hat und die Begrifflichkeiten, die sie mit „uns allen bekannt“ kommentiert hat, noch einmal näher erläutern sollte, um den Gesamtzusammenhang für alle Zuseher greifbar zu machen
Hallo Wolfgang,
wir haben eine eigene Playlist für Dunkle Materie. Darin finden sich alle Grundlagen hierzu. Ich finde, Jenny hat eh einen schönen Überblick vorangestellt.
Grüße Josef M. Gaßner
Vielen Dank!
Man geht davon aus das schwarze Löcher eine bestimmte Größe und Masse haben müssen.
Meine Annahme wäre wenn das nicht stimmt?
Jeder Körper-- jedes Teilchen hat einen Schwarzschildradius.
Mit anderen Worten:
supatomare schwarze Löcher.
Meines Wissens nach zerstrahlen so kleine schwarze Löcher sehr schnell
Der Schwarzschildradius ist aber nur ein theoretische Eigenschaft und tritt nur bei schwarzen Löchern "sichtbar" auf.
wie genau funktioniert das eigentlich mit der informationsübermittlung mittels elektromagnetischer Wellen. Ich meine wie genau werden die Informationen auf die Wellen "geprägt"?
Naja, die "Infos" der Welle sind quasi ihre Eigenschaften. Also Frequenz und Polarisation.
Im Prinzip wird eine Trägerwelle mit konstanter Frequenz und Amplitude mit Hilfe elektronischer Schaltungen durch das zu übertragende Signal verändert - man spricht von Amplituden- bzw. Frequenzmodulation (gibt's sicher was auf wikipedia) - beim Empfänger wird vom Signal die Trägerwelle wieder "abgezogen" und man erhält das Informationssignal.
@@nerdwana5813 ja klar sowas in der art hatte ich mir auch schon gedacht aber ich versteh nicht so ganz wie dadurch bei z.B. Radiowellen Ton übertragen werden kann
@@coolmccool1337 ok danke :)
Thumbs up! Algo Rythm...
Vielen Dank, das war für mich der bisher beste Vortrag zur dunklen Materie und nun bin ich von ihrer Existenz zu 99 % überzeugt.
Tolles Video!!!!! Vielen Dank!
Danke für den Vortrag Frau Wagner, auch wenn er mich nicht überzeugt.
Beispiel die Arbeit von Pardo & Spergel. Hier wird explizit die
Annahme gemacht: “If the alternative gravity theory's dynamical
equations for the growth rate of structure are linear...”
Dies trifft für den bekanntesten Kandidaten für eine Alternative
Gravitationstheorie, nämlich MoND, nicht zu. Diese Theorie is inhärent
nichtlinear.
Auch die anderen beiden Punkte sind nicht wirklich Totschlagargumente
gegen Alternative Gravitationstheorien. Auch mit Dunkler Materie hat man
ein Problem mit dem Bullet-Cluster ( und vergleichbaren Clustern ).
arxiv.org/abs/0704.0381
Gruß,
Lulu
"Totschlagargumente" kann es in der beobachtenden Wissenschaft leider nicht geben. Um zu beweisen, dass keine DM-Teilchen existieren, müssten wir das gesamte Universum nach ihnen durchforsten und zeigen, dass wir nirgends welche finden konnten. Das ist nicht möglich. Was wir jedoch haben sind Argumente dafür, dass das, was wir aktuell unter dem Begriff DM verstehen, eine Vielzahl von sehr unterschiedlichen Phänomenen einfach und elegant erklären kann. Alternativen dazu benötigen mehr Annahmen und können oft nicht alle Phänomene erklären. Das weist auch nicht zwangsweise auf die Existenz der DM hin, doch zumindest ist sie damit die beste, pragmatische "Arbeitshypothese", um unser Universum zu verstehen, die wir bislang gefunden haben. Was die Linearität angeht: bei Pardo & Spergel geht es um lineares Strukturwachstum im frühen Universum, bei MOND geht es dagegen darum, eine bereits vorhandene, stabile Struktur im heutigen Universum zu beschreiben. Diese beiden Ansätze stehen nicht zueinander im Widerspruch, da es sich um zwei verschiedene Sachverhalte handelt.
@@jennywagner9104
Hallo Frau Wagner,
Um zu beweisen, dass Dunkle Materie tatsächlich existiert, würde es ja ausreichen, sie eindeutig und zweifelsfrei zu detektieren. In diesem Sinne könnte es gegen Alternative Gravitationstheorien sehr wohl ein "Totschlagargument" geben. Die Hoffnung darauf scheint aber auch bei den Anhängern der DM im Sinkflug.
Zu dem Punkt mit den Annahmen, in dem sie auf das Sparsamkeitsprinzip anspielen: Hinter der scheinbar einfachen Annahme DM verbergen sich bei genauerem Hinsehen doch ein ganzes Bündel von Annahmen. So lassen sich mit einer Sorte von Partikeln wohl nicht alle Phänomene gleichermaßen gut nachmodellieren. Mal wünscht man sich Partikel-DM mit den Eigenschaften von WIMPs, mal hätte man lieber Axionen oder was auch immer. Wie groß wird der postulierte DM-Teilchenzoo werden, um die Theorie allen Beobachtungen anzupassen?
Hier gilt allgemein: Für das Sparsamkeitsprinzip kommt es nicht darauf an, mit wie vielen Annahmen, Gleichungen, Parametern, Teilchen usw. man beginnt, es kommt darauf an, mit wie vielen man endet!
MoND macht genau eine Annahme in Form einer zusätzlichen Konstante. Das hat sich seit den ersten Veröffentlichungen von Milgrom in den Achtzigern nicht verändert.
Zum Strukturwachstum: Bei MoND geht es nicht nur darum, eine bereits vorhandene, stabile Struktur im heutigen Universum zu beschreiben, sondern auch deren Entstehung, wobei dann die inhärente Nichtlinearität zum Tragen kommt.
arxiv.org/pdf/1404.7525.pdf
Gruß,
Lulu
Hallo Lulu,
ich hätte eine allgemeine Anmerkung: Alle Ihre Beiträge muss ich immer wieder aufs Neue aus den von YT gelöschten Kommentaren fischen. Woran es genau liegt, kann ich nicht eindeutig festlegen. Üblicherweise führen Reizwörter oder gepostete Links zu diesem Problem - oder der User hat bereits eine Historie auf YT. In diesem Beitrag könnte das Wort "Totschlag" entscheidend gewesen sein. Ich bitte in Zukunft dem Problem vorsichtig Rechnung zu tragen. Alternativ ist es auch möglich, direkt auf unserer Webseite Fragen an das Team zu richten.
Grüße Josef M. Gaßner
@@UrknallWeltallLeben
Dass meine Beiträge hier regelmäßig ums Überleben kämpfen, ist mir auch schon aufgefallen, ohne dass ich wüsste, warum. Für so unsachlich halte ich sie eigentlich nicht.
Vielleicht poste ich einfach mal 10 "Ave Maria" und 1 "Vater unser".
Gruß,
Lulu
Beten hilft immer
Frau Wagner, vielen Dank für die Vorstellung der Arbeiten und deren Erläuterung!
1. Stellt sich die Forscherin Dunkle Materie eigentlich wirklich als Materie vor oder ist der Name nur angelehnt an das was wir bereits kennen, was Gravitation verursacht? Es könnte ja auch ein "unbekannter physikalischer Effekt" sein der nur auf großen Skalen wirkt, oder?
2. War sog. Dunkle Materie als womöglich von Anfang an im Spiel (nach der Messung der Hintergrundstrahlung), also kurz nach dem Urknall, als es die "großen Skalen" noch nicht gab?
1. Dunkle Materie unterscheidet sich von normaler Materie dadurch, dass du sie weder sehen noch anfassen kannst, sie wird dich auch nicht hart am Kopf treffen oder dir die Sicht versperren. Du kannst sie auf keine Art wahrnehmen oder feststellen, dass sie irgendwo ist [Also du als Mensch; mit Teleskopen und Experimenten versuchen Wissenschaftler ja doch irgend wie etwas von ihr wahr zu nehmen]. Damit unterscheidet sie sich doch deutlich von normaler Materie.
2. DM war zumindest bevor die Hintergrundstrahlung entstand da und hat die Materie in dieses "Blasenmuster" zusammen geklumpt. Ohne DM wäre nicht genug Gravitation vorhanden gewesen um die Strukturen zu bilden die wir sehen, sondern die Materie wäre durch die Strahlung (die ja erst ab der Hintergrundstrahlung entweichen konnte) auseinander getrieben worden.
Ich hoffe ich konnte helfen.
Gerne! Zu 1.: Für mich persönlich ist "Dunkle Materie" aktuell eine Kategorie, die einen ganzen Zoo an möglichen (materiellen?) Teilchenkandidaten umfasst. Den Begriff "DM" sehe ich allgemein als eine Erklärung für die Klasse an Phänomenen an, die ich im Vortrag beschrieben habe. Vielleicht stellt sich der Begriff analog zum Begriff "Krebs" heraus, was sich mittlerweile als eine facettenreiche Krankheit in vielen Formen erwiesen hat. Vielleicht finden wir ein einziges spezielles Teilchen, vielleicht eine noch nicht entdeckte andere Erklärung in unserem kosmologischen Modell. Ich bin für jede Erklärung offen, hauptsache, wir finden eine! Zu 2.: ja, das war sie sehr wahrscheinlich, wie snygg schon schrieb.
Sehr interressant, heist das in dem Fall, dass die dunkele Materie mit einem schwarzen Loch gleichzusetzen ist?
Nein, Holoman, mit schwarzen Löchern hat DM nichts zu tun.
@@bertlindstedt536 evtl. gibt es 1000 mal mehr schwarze Löcher als wir glauben, mit gleichem Effekt wie DM. Schwarze Löcher sehen wir ja auch nicht.
@@fikoay1719 Warum reiben sich diese Schwarzen löcher bei einer Galaxien Kollision nicht an dem Gas wie alles andere sondern fliegt nur durch Gravitation beeinflusst weiter?
Warum erzeugen diese Schwarzen löcher, im Gegensatz zu allen anderen Schwarzen Löchern keine Gravitationslinsen oder andere Effekte?
Warum haben die alle keine Aggregationsscheibe?
Warum gibt es diese Schwarzen löcher nur woanders, aber nicht hier bei uns?
@@snygg1993 Schwarze löcher erzeugen sehr wol Gravitationslinsen wie auch unsere Sonne , die Erde und alles was massebehaftet ist.
@@fikoay1719 Es geht nicht um Glauben, sondern um (vorläufiges) Wissen. 2 Billionen Galaxien werden angenommen, die allermeisten haben in ihrem Zentrum ein supermassives schwarzen Loch. Wissenschaftler wissen das und schließen sie als DM aus.
Wow, genau das hab ich mich schon oft gefragt. Wir können DM nicht reproduzieren / messen, geht's denn nicht ohne. Bitte Frau Wagner mit ins dauer Programm!
Unbedingt zu erwähnen zum Thema wäre auch immer die Silk-Dämpfung die zeigt, das wir bereits im ganz frühen Kosmos ohne dunkle Materie enorme Probleme hätten überhaupt mit der Strukturbildung zu beginnen.
Wo ist die Antimaterie?
@@klssgm Die Antimaterie zerstrahlt bereits in den ersten Minuten nach dem Urknall und wird danach aufgrund der gefallenen Temperatur des Kosmos nicht mehr nachproduziert. Aber selbst wenn es durch einen bisher unbekannten Vorgang doch noch neue Antimaterie gegeben hätte, würde diese in genau gleicher Weise durch die Silk-Dämpfung gestört werden wie die Materie, da Sie identisch mit der Strahlung wechselwirkt.
Der smiley gravitationslinseneffekt ist doch ziemlich kugelsymetrisch, kann es nicht auch einfach ein schwarzes Loch sein, das sich relativ nah zu uns davor befindet? Oder zählen die auch zur dunklen Materie? Sind Planeten staub Bishin zu braunen Zwergen nicht auch dunkel oder zählen die da nicht rein, weil man da ja Röntgen Emissionen messen kann, ich bin ein relativ gut bewanderter laie, aber was genau ist denn nun die dunkle Materie, ich bin immer mehr verwirrt, je mehr ich darüber nachdenke,.. außerdem wäre ein Video zu den riesigen voids ganz interessant, diese riesigen raumblasen, wenn ich sie so nennen darf
Planetenstaub, Braune Zwerge, Neutronensterne und schwarze Löcher etc. sind alles KEINE dunkle Materie, sondern normale Materie. Dunkle Materie ist etwas das Gravitation ausübt, aber sonst keine oder nur äußerst schwache Wechselwirkungen mit normaler Materie eingeht. Daher ist dunkle Materie unsichtbar und wenn sie nah bei uns wäre, könnten wir uns wohl auch einfach hindurchbewegen. Dunkle Materie heißt nicht so, weil sie dunkel ist, sondern weil wir nicht wissen, was es ist und ihre Eigenschaften daher "im dunklen liegen"
@@chrisohm90 ok cool danke dir
Wo ist eigentlich genau die Dunkle Materie? Zwischen den Galaxien?
Ja.
@@jennywagner9104, ich verstehe eine Sache nicht: Wenn die DM 90% (oder wieviel auch immer) der Masse des Universums ausmacht, und diese sich zwischen den Galaxien befindet, dann bedeutet das ja, dass der interglaktische Raum voll sein muss davon. Wie kann man sich dann erklären, dass z.B. Andromeda von der Milchstraße angezogen wird?
@@arneg6771 Die Verteilung ist nur auf sehr großen Skalen (also auf Skala des Hubble Radius) als homogen angenommen. Lokale Inhomogenitäten sorgen dafür, dass auf Skalen zwischen Galaxien nicht alles statisch bleibt.
@@jennywagner9104, wenn die Milchstraße 100.000 LJ Durchmesser hat und es 90% DM im Univesum gibt, dann müsste es doch zwischen Andromeda und der Milchstraße noch die Masse von 9 Michstraßen in Dunkler Materie geben. Diese 9 Galaxien sind dann hintereinander aufgereiht knapp 1.000.000 LJ lang. Das ist fast der halbe Weg zu Andromeda. Klar, die sind nicht homogen verteilt, aber wo ist die Masse? Da von der DM Gravitation ausgeht, muss man sie doch nachweisen können.
@@arneg6771 90% sind zuviel des Dunklen, der Anteil an DM im Universum beträgt nur etwa 26% statt 90%...
Könnte DM freie Gravitonen sein die nicht in der baryonischen Materie eingebunden sind, weil diese " gesättigt" ist"?
Ist eigentlich eine Wechselwirkung der dunklen Energie mit der dunklen Materie bekannt ?
War vor dem Urknall nur die dunkle Energie oder auch die dunkle Materie schon vorhanden ?
Außerhalb der Singularität ? War der Urknall nur eine Evolution des Alls um Leben zu ermöglichen ?
Sehr schwierige Fragen, über die man nach aktuellem Kenntnisstand nur spekulieren kann. Also, leider habe ich dazu noch keine Antwort. Vielleicht in 10 Jahren! :)
@@jennywagner9104 Danke für Ihre Einschätzung !
Ich frage mich schon seit einiger Zeit, ob der Gaia Satellit nicht ausreichend genaue Daten liefern müsste, um dunkle Materie auch in unserer Milchstraße nachweisen zu können.
Aber dazu habe ich leider noch nichts gefunden. Wäre ja extrem spannend, wenn man da was finden würde.
Was wäre wenn man supatomare schwarze Löcher in Superposition, also als Warscheinlichkeitswelle
beobachtet hätte.
Quasi den wellen Teilchen Dualismus? Und das als dunkle Materie interpretiert.
Schwarze Löcher sind ein Produkt der allgemeinen Relativitätstheorie und demnach nicht wirklich mit quantenmechanischen Methoden wie der Superposition zu beschreiben. Außerdem ist die Existenz von Mikro Schwarzen Löchern rein hypothetisch und bräuchte eine bestätigte Stringtheorie als Stütze. Die haben wir nicht.
Sehr tolles Video!
Mir kommt persönlich oft vor, dass Astronomen Dunkle Materie oft in Phänomenen verwenden um etwas zu erklären, was sie noch nicht verstehen. Das erachte nicht als sehr sinnvoll, da wir nicht einmal wissen, was Dunkle Materie ist und ob es überhaupt ein Teilchen ist. In der Tat ein sehr schwieriges Thema. ich bin gespannt, was zukünftige Forschung zeigen wird!
Liebe Grüße
Das Spannende ist aber das die DM immer gleich definiert ist und viele Probleme zu lösen scheint
Siehe meine Antwort zur Frage von kumagoro. :)
Das nennt man "postulieren".
Wenn man etwas nicht kennt, versucht man, zumindest herauszufinden welche Eigenschaften das Etwas haben muss um die beobachteten Phänomene zu erklären. Und dann gibt man dem Ding einen Namen, damit man es in Theorien einbauen und diese damit überprüfen kann. Und entweder funktioniert das, dann hat man zumindest bestätigt, dass man sich auf dem richtigen Weg befindet, oder es funktioniert nicht, dann weiß man, dass das Etwas wohl eher nicht existiert oder zumindest nicht die angenommen Eigenschaften hat.
Das Higgs-Teilchen wurde auch erstmal nur postuliert, bevor man es gefunden hat.
Auch die Struktur der Atomhülle mit diskreten Energieniveaus wurde von Niels Bohr zunächst nur postuliert, hat dann aber zu so vielen Beobachtungen und anderen Theorien gepasst, dass heute niemand mehr daran zweifeln kann.
Könnte man nicht sagen, an gewissen Bereichen innerhalb der Galaxy gibt es Raumzeit- Anomalien oder Hicksfeldverzerrungen. Dann muss dort ja nicht unbedingt eine fürs elektromagnetische unsichtbare Masse sein.
Gut, aber woher sollen diese Raumzeit-Anomalien denn kommen. Bisher ist nur eine Art und Weise bekannt, die Raumzeit zu verzerren: mit Masse.
@@nerdwana5813 Gleichermassen könnte ich sagen, woher kommt den diese Masse die wir nicht sehen. Die Auswirkung die Verzerrung der Raumzeit können wir jedoch durch die Umlenkung des Lichts erkennen. Darauf zu schliessen, dass dies nur durch Anwesenheit von Masse möglich sei. Dann wäre es ja keine Anomalie mehr. Wer weis den genau ob die Feldstärke des Hicksfelds überall konstant ist.?
@@stuckclamp Aber die Überlegungen sollten doch einer gewissen Gesetzmäßigkeit folgend. So eine Anomlie wie du sie vorschlägst, ist halt einfach da, weil sie da ist. Und das Higgsfeld ordnet vereinfacht gesagt, Teilchen die Masse zu, nicht dem leeren Raum
Das Hicksfeld kenne ich nur zu gut
Ja geht.. heißt Tetryonik
Im frühen Universum gab es hauptsächlich xxl Sonnen ergo warum besteht das Universum nicht hauptsächlich aus schwarzen Löchern die haben gravitative Auswirkungen und sind so klein das wir sie nicht entdecken können.
Diese alten schwarzen Löcher stellen auch einen Teil der "dunklen Materie", aber nicht genug, um alles zu erklären. Zusätzlich gibt es ja Effekte auf den kosmischen Mikrowellenhintergrund. Und der entstand bei der Recombination von Wasserstoff, lange bevor sich die ersten Sterne gebildet haben.