Frage von SilentGlitcher, 69

Wie berechne ich die Rotationsgeschwindigkeit einer Galaxie?

Ich brauche eine Formel um die Rotationsgeschwindigkeit einer Galaxie zu berechnen. Ziel davon ist es die berechnete Geschwindigkeit mit der tatsächlichen Geschwindigkeit zu vergleichen um daraus auf die benötigte Masse und somit auf die Dunkle Materie zu schließen.

Vielen Dank für jede Antwort

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von hypergerd, Community-Experte für Mathematik, 35

Alles begann mit Vera Rubin in den 60er Jahren:

http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2013/06/21/dunkle-welten-iii-rotier...

Allgemein wird es in https://de.wikipedia.org/wiki/Rotationskurve

(besser die engl. Version) beschrieben.

Eine schöne

Bachelor-Arbeit ist hier zu finden:

http://www2.physik.uni-bielefeld.de/fileadmin/user_upload/theory_e6/Bachelor_The...

Kommentar von SilentGlitcher ,

Mein problem ist, dass ich die gedankengänge alle verstehe aber die formeln nicht bzw. diese nicht finde. Lassen wir das mit der dunklen Materie einmal ausen vor. Wie lautet nur die Formel um die Rotationsgeschwindigkeit einer Galaxie zu berechnen bzw. wo finde ich diese. 

Kommentar von hypergerd ,

Das ist ja gerade das Problem, dass es zwar für die einfache Newton-Formel ein Gesetz gibt, ABER für reale Galaxien jede etwas anders aussieht: so als wenn Schwarzes Loch und dunkle Materie Einfluss haben. Da man es nicht genau kennt -> gibt es nur Näherungsformeln. Wenn ich mehr Zeit habe, kann ich ja welche aufstellen. 

Kommentar von SilentGlitcher ,

Also ich habe jetzt einfach Fg=Fz und dann nach v^2 umgestellt.

Zur Überprüfung habe ich den Radius der Milchstraße und deren Masse eingesetzt. 

So müsste ich ja auf die Geschwindigkeit der äußersten Objekte in Meter/ Sekunde kommen. Die errechnete Zahl müsste ja sehr niedrig sein im Gegensatz zur Realität. (Erklärung =DM)

Das Problem ist, dass ich immer eine unglaublich hohe Zahl herausbekomme.

Funktioniert die Formel nicht? Oder habe ich einen Denkfehler gemacht?

Kommentar von hypergerd ,

Die primitive Gleichung:
v = Wurzel(G*m/r) mit G=Gravi-konst.; m = Haupt-Masse im Zentrum; r=Abstand
gilt nur, wenn über 90% im Zentrum liegen und r kleiner 1AE = 149597870700 m ist!!!
Beim Rechnen am besten immer alles in SI-Einheiten (m, kg, s) und erst das Endergebnis wandeln, dann hat man keine Probleme!

Die Realität sieht aber völlig anders aus: siehe
https://de.wikipedia.org/wiki/Gravitation unter Gravitation auf der Erde rechte Grafik
nimmt die Gravitation (blaue Kurve) ab, wenn man in das Objekt hineintaucht und somit einen Teil der Gesamtmasse "über sich" hat!

Jede Galaxie hat ihre eigene Kurve, also einen Einflußfaktor der dunklen Materie. Für Galaxie M33
https://en.wikipedia.org/wiki/Galaxy_rotation_curve#/media/File:M33_rotation_cur...
steigt v zwar ab 10000 ly weniger an
aber es wird nicht wie erwartet ab 15000 ly kleiner
oder wie bei andere Galaxien gleichbleibend
sondern steigt weiter!!

Expertenantwort
von hypergerd, Community-Experte für Mathematik, 12

Zugabe: Näherungsfunktion am Beispiel Galaxie M33

http://www.gerdlamprecht.de/Liniendiagramm_Scientific_plotter.htm

Beispiel 115

siehe Bild im Anhang

rot = einfache Theorie ohne dunkle Materie, d.h. Faktor=0

grün: Faktor=1.125 ergibt ab 40000 ly konst. Rotationsgeschw. in km/s

blau: bei Einflußfaktor 0.14 entspricht es etwa der Galaxie M33

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community