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Dieses Thema hat 16 Antworten
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 Astrocafé
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Daniela Offline

Mitglied VdS

Beiträge: 121

08.11.2010 11:57
Dark Matter Versus Alternative Gravitation - Eine Debatte antworten

Hi

Folgender Termin könnte einige von euch interessieren die sich schon intensiv mit Kosmologie auseinandergesetzt haben interessieren. Am 18.11.2010 wird es in Bonn im Hörsaal I im Physikalischen Institut um 15 Uhr ct. im Rahmen des Bethe Kolloquiums eine Debatte über Dunkle Materie und mögliche Alternativen geben. Debattierende sind Pavel Kroupa und Simon White. Die Debatte wird in Englisch geführt und richtet sich an Physiker und Astronomen. Die Debatte wird bestimmt sehr interessant, da hier zwei renommierte Astronomen mit unterschiedlichen Ansichten aufeinander treffen. Ich kann aber zur Zeit nicht einschätzen wie fachlich anspruchsvoll die Debatte sein wird, und ob sie für einen interessierten Amateurastronomen verständlich sein wird.

Auf jeden Fall wollte ich euch diesen Leckerbissen nicht vorenthalten....

Liebe Grüße
Daniela

Julius Cäsar Offline

Mitglied VdS /
Administrator


Beiträge: 341

09.11.2010 13:37
#2 RE: Dark Matter Versus Alternative Gravitation - Eine Debatte antworten

Hallo Daniela,
vielen Dank für den Hinweis!!

Ich hoffe, es geht Dir gut!
Liebe Grüße
J.C.

cleopatra Offline

Mitglied VdS /
Administrator


Beiträge: 292

17.11.2010 14:09
#3 RE: Dark Matter Versus Alternative Gravitation - Eine Debatte antworten

Hallo Daniela,

interessiert mich sehr, habe aber dann keine Zeit. Wird die Debatte mitgeschnitten oder protokolliert ?

Lieben Gruß
cleopatra

Daniela Offline

Mitglied VdS

Beiträge: 121

19.11.2010 16:55
#4 RE: Dark Matter Versus Alternative Gravitation - Eine Debatte antworten

Hi

Eine schöne Zusammenfassung hat Daniel Fischer geschrieben: http://skyweek.wordpress.com/

Ein Live Blog den Mond(Anti LamdaCDM) Leute: http://8minutesold.com/?p=220#comment-49344


Uni-Bonn TV hat das ganze auch aufgenommen, so das ich hoffentlich in ein paar Tagen den Link posten kann und Ihr euch alle das Video anschauen könnt.


Mal schauen ob ich später oder am Wochenende dazu komme meine eigene Zusammenfassung zu schreiben, aber Daniel Fischer trifft es schon ganz gut.


Viele Grüße
Daniela

Daniela Offline

Mitglied VdS

Beiträge: 121

01.12.2010 13:26
#5 RE: Dark Matter Versus Alternative Gravitation - Eine Debatte antworten

Hi

Die Debatte ist nun online: http://www.uni-bonn.tv/bethe-center (2. Punkt sind die Präsentationen, 1. Punkt Zusammenfassung der Meinung, Debatte fehlt noch.....)

Am bemerkenswertesten an der Debatte fand ich das Pavel Kroupa am Ende zugeben musste, dass man auch mit modifizierten Gravitationstheorien Dunkle Materie braucht, um die Effekte auf kosmologischen Skalen (großräumige Struktur) zu erklären. Die Dunkle Materie hätte dann halt nur andere Eigenschaften als vom Standardmodel angenommen. Natürlich gibt es noch Dinge die im gängigen Standardmodell noch nicht ausreichend geklärt sind, aber das mag sich ja auch noch ändern. Im Moment gibt es auf jeden Fall keinen Grund das ganze Standardmodell direkt über den Haufen zu werfen, wenn es den ganzen Kosmos über so viele Milliarden Jahre akkurat beschreibt. Lediglich auf kleinen Strukturen, die aber auch besonders schwer zu simulieren sind, treten Probleme auf. Diese Probleme können aber auch gut aus den noch nicht immer akkurat beschrieben Wechselwirkung von barryonischer Materie, sowie Einflüssen von Merger, von den Schwarzen Löchern im Kern oder Dingen die wir noch gar nicht beachtet haben her rühren. Auf jeden Fall ist es die mehrheitliche Meinung der Forscher, das man zum jetzigen Zeitpunkt noch keine Panik schieben muss, das unser Standardmodell falsch sein könnte.

Viele Grüße
Daniela

Daniela Offline

Mitglied VdS

Beiträge: 121

02.12.2010 15:38
#6 RE: Dark Matter Versus Alternative Gravitation - Eine Debatte antworten

Die Debatte selber ist jetzt auch online...... (Dementsprechend stimmen oben genannten die Bezeichnungen nicht mehr)

cleopatra Offline

Mitglied VdS /
Administrator


Beiträge: 292

04.12.2010 00:50
#7 RE: Dark Matter Versus Alternative Gravitation - Eine Debatte antworten

Hi Daniela,

hatte gerade endlich die Zeit, mir die Debatte anzuschauen, war sehr aufschlußreich

Dass Pavel Kroupa auf sehr großen Skalen (cmb) auch dark matter braucht, wusste ich noch nicht. Allerdings wären laut seinem Statement dazu die Teilchen, die er braucht, wesentlich leichter als die vom Standardmodell als dark matter benötigten (Zitat: "in MOND you have to introduce the fields, and you can always argue that the fields correspond to particles ... in that sense you are introducing additional particles, in addition to that stellar neutrino ... extremely low mass ... definitely not cold dark matter properties"). Insofern wären selbst Photonen dafür noch nicht ganz ausgeschlossen, wenn sie denn eine von Null verschiede Ruhemasse hätten, d.h. man bräuchte nicht unbedingt neue exotische Teilchen dafür wie beim Standardmodell.

Mit viel Erheiterung wurde Simon White's trockener Konter auf folgende Frage aus dem Publikum aufgenommen:
"Do you see any possible challenge to your approaches by the string theory or the loop quantum theory ?"
Antwort:
"No, I don't see any challenge until they are able to make predictions for the observed physical world."nono

Das sollte sich vor allem Martin Bojowald hinter die Ohren schreiben.

Interessant war auch das Statement von Pavel Kroupa, dass die Pioneer-Anomalie auch nach diversen Überprüfungen nicht erklärt ist und damit eine Möglichkeit zum direkten Test von MOND eröffnet. Außerdem sagte er, daß auch an anderen Stellen unseres Sonnensystems (z.B. im Saturnmondsystem) die Gravitationsbeschleunigung klein genug sein könnte, um MOND zu testen, und zwar anhand einer durch MOND vorausgesagten Verletzung der Äquivalenz zwischen träger und schwerer Masse (bei Beschleunigungen < 10^-8 m/s^2). Ich würde hinzufügen, dass sich auch bei Doppelasteroidensystemen zwischen den beiden Asteroiden Bereiche finden lassen, in denen die Gravitationsbeschleunigung klein genug für die benötigten experimentellen Präzisionstests der Äquivalenz ist.

Im Gegensatz zur Stringtheorie und loop quantum theory besteht also Hoffnung, daß wir einen experimentellen Test von MOND noch erleben können...

Liebe Grüße
cleopatra

Daniela Offline

Mitglied VdS

Beiträge: 121

14.12.2010 10:27
#8 RE: Dark Matter Versus Alternative Gravitation - Eine Debatte antworten

!!!!!!!!!!!Also das Photon hat Ruhemasse=0 und ist garantiert nicht das DM Teilchen!!!!!!!!!!!!!!!

Als warme dunkle Materie kaeme ein sogenanntes hypothetisches steriles Neurino in Frage.


Ob man die Gravitation iregndwann noch mal abaendern muss, das wird man sehen. Fakt ist: Niemand kommt bisher ohne DM aus! Ob vielleicht Beides gebraucht wird (DM und eine modifizierte Gravitationstheorie) wird sich zeigen.


Viele Gruesse
Daniela

T Tauri Offline

Mitglied VdS /
Moderator


Beiträge: 465

15.12.2010 00:40
#9 RE: WDM und sterile Neutrinos antworten

Hi Daniela!

Also hier findet Forschung wirklich im Grenzbereich - auch dem der Sprache - statt!

Die von Dir gewählten Begriffe "warme dunkle Materie" und "steriles Neutrino" zeigen deutlich, dass den Wissenschaftlern inzwischen sogar die Sprache nicht mehr weiterhilft - der "Gegenstand" entzieht sich nicht nur der Beobachtung, sondern auch der Beschreibung. Das ist dann der Moment, wo der Trend dann die WDM und Ähnliches produziert. Wenn man es eh nicht mehr beschreiben kann, kommt die grosse Zeit der Kürzel.

Zu guter Letzt: Aneinandervorbeireden ist, wenn sich ein Astronom und ein Kosmologe über MOND unterhalten. shine

Gute Nacht

T Tauri

"Wir spalteten das [U] und verschmolzen das [H], nur das [D] versteckt sich noch als DUNKLE MATERIE vor uns . . ."

Daniela Offline

Mitglied VdS

Beiträge: 121

15.12.2010 13:19
#10 RE: WDM und sterile Neutrinos antworten

Sorry, das ich das nicht vernünftiger aufgeschrieben habe, bzw. mir nicht mehr Zeit genommen habe. Meine letzte Antwort galt eigentlich hauptsächlich Cleopatra, der sich die Debatte ja angeschaut hat.


Wie Cleopatra auf Photonen mit Masse als Dunkle Materie kommt ist mir schleierhaft, das ist einfach sowas von unphysikalisch.

Photonen=Lichtteilchen: Sind erstens Nicht Dunkel! Man kann sie sehen! Wenn das Photon eine Masse hätte würde die ganze Elektrodynamik nicht funktionieren.


Ab einem gewissen Level an Spezialwissen wird es leider manchmal, wirklich schwer die Sachen vernünftig zu erklären....


Zur genaueren Erklaerung zur warmen und kalten Dunklen Materie:

Je nach dem welche Masse das Dunkle Materie Teilchen hat kann es entweder warme oder kalte dunkle Materie sein:

Kalte Dunkle Materie Teilchen haben eine große Masse. Die Folge ist, das sich die Dunkle Materie Teilchen nur sehr langsam bewegen, bzw. ihre Geschwindigkeiten nach dem Urknall schnell langsamer werden. Die Folge ist, dass sie dann schnell klumpen kann. So bilden sich zuerst kleine Materieklumpen im Universum => Sterne und Galaxien bilden sich zuerst, und danach erst Galaxienhaufen und noch groessere Strukturen. Das ist auch das was wir im Universum beobachten.

Sind die Dunkle Materie Teilchen leicht, dann haben sie auch hohe Geschwindigkeiten und dies verhindert das sich kleine Materieklumpen bilden können. Es bilden sich zuerst große Massenansammlungen. => Es bilden sich erst große Materieklumpen (Galaxienhaufen noch ohne Galaxien) und erst später kleinere (Galaxien und Sterne)

Hierbei sollte man immer bedenken, das auf Grund der Schwerkraft, die normale Materie der Dunklen Materie folgt, da es einfach viel mehr dunkle Materie als normale Materie gibt.

Was ein Steriles Neutrino genau ist weiß ich selber nicht. Eines der vielen Hypothetischen Teilchen die Dunkle Materie sein können. Mit Teilchenphysik die über das Standardmodell hinausgeht kenne ich mich nicht aus....



Keine Ahnung ob das jetzt verständlicher war. An dieser Stelle wird es halt ziemlich physikalisch und kompliziert.......

Liebe Grüße
Daniela

cleopatra Offline

Mitglied VdS /
Administrator


Beiträge: 292

16.12.2010 15:45
#11 RE: WDM und sterile Neutrinos antworten

Hallo Daniela,

ich halte Dir zugute, daß Du Dich mit der Frage nach der Ruhmasse der Photonen noch nicht über den Vorlesungsstoff E-Dynamik hinaus beschäftigt zu haben scheinst. Ich empfehle Dir daher erst mal tiefer nachzubohren (was ich auch getan habe), bevor Du das als unphysikalisch abtust. Aber selbst in einem Standardwerk der E-Dynamik (J.D.Jackson) wird nicht behauptet, daß die Ruhmasse gleich Null ist, sondern lediglich, daß diese für die klassische E-Dynamik, die Richtigkeit der Maxwellschen Gleichungen und auch die Quantenelektrodynamik wichtige Annahme bis jetzt noch nicht durch Messungen widerlegt wurde, wobei die Meßgenauigkeit eine Obergrenze für eine evtl. Ruhmasse vorgibt, die z.Z. je nach Meßmethode und zusätzlichen Annahmen zwischen

5 x 10^-63 kg und 5 x 10^-52 kg

liegt (< 3 x 10^−27 eV, CHIBISOV, Galactic magnetic field + postulate of the Proca regime for all scales oder < 2 x 10^−16 eV, FULLEKRUG, Speed of 5-50 Hz radiation in atmosphere).

Der kleinere Wert entspricht einer Comptonwellenlänge > 45000 Lj, der gößere einer von > 27AE.

Man sollte nicht folgendem Trugschluß im Wikipediaartikel zum Photon erliegen:
"Ein Photon befindet sich nie in Ruhe, sondern bewegt sich immer mit Lichtgeschwindigkeit c. Daraus folgt, dass es keine Ruhemasse besitzen kann." Wenn das stimmen würde, dürften Neutrinos auch keine Ruhmasse haben, was inzwischen experimentell widerlegt ist. Der Trugschluß besteht darin, die Temperatur (genauer gesagt: die relativistische Energie, denn Temperatur ist als Mittelwert für ein einziges Teichen gar nicht definiert) zu vernachlässigen, die ein Teilchen entweder durch Stoßwechselwirkung oder durch seinen Entstehungsprozeß erlangt. Aus dieser Energie E ergibt sich auch für Teilchen mit Ruhmasse eine permanente Geschwindigkeit v, die im Rahmen der Meßgenauigkeit bei c liegt, wenn die Ruhmasse m nur klein genug ist:

v = c * SQRT(1-(mc^2/E)^2)

Ein Teilchen mit einer Ruhmasse von 10^-40 kg(entsprechend 6 x 10^-5 eV) würde sich selbst bei einer Temperatur von 2.7K (mittlere Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung, cmb) bereits mit 99.5% der Lichtgeschwindigkeit bewegen, käme also trotz Ruhemasse nie zur Ruhe.

Du schreibst: "Sind die Dunkle Materie Teilchen leicht, dann haben sie auch hohe Geschwindigkeiten und dies verhindert das sich kleine Materieklumpen bilden können. Es bilden sich zuerst große Massenansammlungen" und willst damit einen Widerspruch zur Beobachtung der Galaxienbildung begründen. Aber das wäre es nur, wenn MOND falsch ist und das Gravitationsgesetz völlig korrekt. Wenn MOND jedoch richtig ist bzw. das Gravitationsgesetz bei sehr kleinen Beschleunigungen Korrekturen benötigt, dann wird CDM nicht gebraucht, die Galaxien können dann allein aufgrund dieser Gravitationsanomalie klumpen und den heutigen Zustand erreichen.

Ich behaupte ja nicht, daß das Photon eine Ruhmasse > 0 hat, ich sage nur, daß dies nicht ganz auszuschließen ist.

Und in diesem Fall würde das Photon das von MOND benötigte light "dark" matter Teilchen vielleicht obsolet machen (obwohl ja nicht dunkel, aber man hat anfangs ja auch versucht, an der CDM durch die Neutrinoruhmasse vorbeizukommen, die dafür aber zu klein ist).

Liebe Grüße
cleopatra

T Tauri Offline

Mitglied VdS /
Moderator


Beiträge: 465

02.03.2011 00:25
#12 RE: Dark Matter Versus Alternative Gravitation antworten

Hallo Leute!

Endlich! Es gibt wieder eine Messung zum Thema, unten der Link zur Meldung bei astronews.com

http://www.astronews.com/news/artikel/2011/03/1103-001.shtml

Viele Grüsse

T Tauri

"Wir spalteten das [U] und verschmolzen das [H], nur das [D] versteckt sich noch als DUNKLE MATERIE vor uns . . ."

cleopatra Offline

Mitglied VdS /
Administrator


Beiträge: 292

08.03.2011 02:28
#13 RE: Dark Matter Versus Alternative Gravitation antworten

Hallo T Tauri,

vielen Dank für den Link

Mal sehen wieviel von der "Dunklen Materie" im Lichte dieser und hoffentlich weiterer Messungen übrigbleiben wird...

Meine Prognose: jedenfalls keine schweren Teilchen

Viele Grüße
cleopatra

kereszturi Offline



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Beiträge: 4

17.03.2011 20:37
#14 RE: Dark Matter Versus Alternative Gravitation antworten

Wenn ich mich zum Wort melden darf... Von einiger Zeit habe ich das Buch vom A. Unzicker (Vom Urknall zum Durchknall) gelesen, und mich darüber amüsiert. Forschen heisst ja eben nicht Lehren - mindestens sollte es so sein... Erforscht wird das, was wir noch nicht wissen (oder besser wissen wollen...) - gelehrt wird das, was wir wissen oder so wissen, dass wir es wissen... Elementare Erwartung bei Publikationen über neue Theorien wäre mindestens das klar zu machen, WAS gemessen, WAS berechnet und WAS theoretisierend zusammengefügt wird. Wenn ich z.B. darüber höre, dass eine "Messgrenze" von etwa 10^-52 kg angegeben wird, dann weiss ich, dass die Autoren den theoretischen Wert m_e^2/(M_P*sqr(alpha))=4,46e-52 kg als "Masse" (oder sogar als "Massenquant") bewertet haben (m_e= Elektronsmasse, M_P=Plancksche Masse, alpha= Sommerfeldsche Feinstrukturkonstante). Weitere Beispiele zeigen ebenso in diese Richtung: die Rolle der Naturkonstanten in der astronomischen Metrologie sind noch nicht gänzlich geklärt... Also sollte man zuerst die Theorie "bereinigen", bevor man gewisse "Messresultaten" - welche eigentlich nur theoretische Artefacten sind! - als unerklärlich neue Daten verkündet. Und natürlich wir, Leser solche Abhandlungen, auch wir brauchen mindestens "eine erste Einführung in die Kosmologie und die fundamentalen Wechselwirkungen" wie das z.B. im Buch vom U. Ellwanger (Vom Universum zu den Elementarteilchen) dargeboten wird. DAS DIE ASTRONOMIE MIT DER ELEMENTARTEILCHENPHYSIK GEKOPPELT IST, ist wahrscheinlich die wichtigste "Vereinigung" in der Geschichte der neuesten Forschungen - lassen wir diese nicht wieder "aussendividieren"! ... Grüsse: E.K.

kereszturi Offline



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Beiträge: 4

05.10.2012 12:18
#15 RE: Dark Matter Versus Alternative Gravitation antworten

Liebe Sternwartefreunde! Seien wir doch realistisch... Wir können nur dann hoffen, dass wir die "dunkle" Materie erkennen, wenn wir zuerst die "helle" materie besser verstehen. Das Buch vom Ulrich Ellwanger (Vom Universum zu den Elementarteilchen - Springer 2011) - als Beispiel erwaehnt - zeigt doch deutlich, wie eng heutzutage Astronomie, Kosmologie und "Mikrophysik", Elementarteichenphysik zusammenhaengen. ... Nun habe ich neuerlich eine Formel an Prof. Dr. Lesch (uni-muenchen) mitgeteilt, welche m.M. nach neue Perspektiven auch für die hier diskutierten Zusammenhaenge öffnen kann: sqrt(alpha)=G_F*m_W*m_Z. Hierbei ist alpha - alpha_o - die Feinstrukturkonstante - die Spekulationen über die "mystische Zahl" 137 =~ 1/alpha hören ja nicht auf... - und rechts stehen G_F für die Fermi-Konstante, m_W, m_Z für die Ruhemassen von W- und Z-Bosonen. Ich gebe auch die Zahlenwerte an (CODATA 2012 - bzw. Particle Data NIST) für eine schnelle Nachfrüfung. Alle Daten wie üblich in h-quer=c=1 Manier gedacht: G_F=1,166364 e-5 GeV^-2, m_W=80,385 GeV, m_Z=91,1876 GeV. SO kann man einfach diese drei Werte multiplizieren - (1,166364 e-5)*80,385*91,1876=0,085495825... - um das Resultat dimensionslos erhalten. Der heutige Wert von sqrt(alpha) ist 0,085424543... (CODATA 2010), welcher binnen der kombinierten Messgenauigkeiten von G_F, m_W und m_Z liegt. Denkt man daran, welche Rolle die Sommerfeldsche Feinstrukturkonstante bei Auswertung von spektroskopischen Daten in der Astronomie spielt (empfohlene Literatur: Astrophysics, Clocks and Fundamental Constants - Springer 2004), dann muss man doch bedenken, welche Bedeutung die elektroschwache WW auch bei kosmologischen "Spekulationen" spielen muss. Grüsse: E.K.

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