Könnte uns Zeitdilatation ferne Galaxien deren Zentrum zeitlich verlangsamt darstellen, was uns deswegen die Sterne am äußeren Rand zu schnell erscheinen lässt?

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4 Antworten

Ist Zeitdilatation im Ansatz ein möglicher Faktor oder eher zu vernachlässigen?

Nein, leider nicht. Sie ist zu vernachlässigen bzw. spielt keine Rolle. 

Wo viel Masse, da viel Gravitation, dort auch Zeitdilatation. 

Hier liegt der Haken: Die gravitative Zeitdilatation nimmt nicht mit mit der Masse zu, sondern mit der Dichte. Galaxienzentren sind zwar extrem massereich, allerdings verteilt sich die Materie auch über ein extrem großes Gebiet. Die lokale Krümmung und damit die Zeitdilatation sind damit verschwindend gering.

Nimmt man zwei gleichgroße Massen, beispielsweise in Form eines Sterns und eines schwarzen Loches mit 10 Sonnenmassen, so ist die Krümmung und die damit verbundene Zeitdilatation des schwarzen Loches nur innerhalb des Radius des Sterns größer. Ist man vom schwarzen Loch soweit entfernt wie die Oberfläche des Sterns von seinem Zentrum, weisen in diesem Abstand beide die gleiche Krümmung auf, die nach außen hin in gleichem Maße abnimmt.

Grund dafür ist das Abstandsgesetz - die stärke der Gravitation nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab. Dreimal soweit weg heißt also 9x schwächere Gravitation. Der Grund warum kompakte Objekte wie weiße Zwerge, Neutronensterne und schwarze Löcher so eine starke Gravitation haben liegt also einzig und allein darin, dass man sich ihrer Oberfläche viel stärker annähern kann.

Und mit Galaxien ist es dasselbe bzw. genau umgekehrt. Grob kann man den Galaxienkern als ein Objekt mit großer Ausdehnung und geringer Dichte betrachten. Im Vergleich ist er also extrem inkompakt, die Krümmung aufgrund des enormen Volumens sehr klein. Folglich spielt die gravitative Zeitdilatation keine Rolle. Ein Galaxien könnte man in dieser Hinsicht als das gegenteilige Extrem betrachten.

Die Zeitdilatation ist also keine Möglichkeit zur Erklärung des Bewegungsverhaltens von Galaxien. Zumal wir mit dem Bulletcluster und weiteren Galaxienhaufen die für diesen Effekt verantwortlich gemachte dunkle Materie bereits beobachtet haben.

Schöne Grüße.

Erst mal danke für euren Einsatz!

Zur Ergänzung sei noch hinzuzufügen, dass ich nicht in Betracht zog die dunkle Materie, durch eine Alternative, völlig zu ersetzen. Es ging mir in diesem Zusammenhang nur um die Möglichkeit einer auftretenden Zeitdilatation an sich und wenn, wie klein wäre sie dann... Da dieser, hier auf der Erde zwar, als ein, nur im äußerst geringem Maße auftretender Effekt, nachgewiesen ist, vermöge er sich trotzdem zusammenfassen lassen bzw vereinigen, betrachtet man die verhältnismäßig, riesige Anzahl von Objekten im, sowie um den Kernbereich der Galaxie.

Sollte es letztlich, an den Distanzen zwischen den inneren Sternen und der bei Entfernungszunahme exponentiell abfallenden Effektstärke liegen, dass sich letztlich nicht mehr viel an Effekt zusammenfassen lässt?

lg

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@Drosselkom

vermöge er sich trotzdem zusammenfassen lassen bzw vereinigen, betrachtet man die verhältnismäßig, riesige Anzahl von Objekten im, sowie um den Kernbereich der Galaxie.

Sollte es letztlich, an den Distanzen zwischen den inneren Sternen und der bei Entfernungszunahme exponentiell abfallenden Effektstärke liegen, dass sich letztlich nicht mehr viel an Effekt zusammenfassen lässt?

Hi,

ich bin mir nicht sicher, ob ich mich klar genug ausdrücke, aber viele verteilte Massen bewirken nicht eine stärkere lokale Krümmung, sondern sie bewirken einen geringeren Abfall der Krümmung über ein größeres Gebiet.

Ich schätze Mal, dir ist das Denkmodell mit dem Gummituch bekannt, welches durch eine Masse gekrümmt wird. Stelle dir das einfach mal in einen größeren Maßstab vor: Auf einer Plane werden in einem kleineren Teilbereich 1000 Glasmurmeln mit einen Gewicht von 10 g homogen verteilt. Auf einer äquivalenten Plane wird eine einzelne Bleikugel mit einen Gewicht von 10 kg gelegt, ebenfalls in einen Teilbereich, der dieselbe Größe hat wie der der Murmeln.

Außerhalb des Teilbereichs ist das Gravitationpotential also gleich groß; die lokale Krümmung an jeder einzelnen Murmel ist jedoch erheblich geringer als an der Bleikugel. die Masse an Murmeln sorgt nur dafür, dass die Krümmung der zentralen Murmeln nach außen hin nicht so stark abfallen; sie sorgen jedoch nicht dafür, dass die zentralen Murmeln eine stärkere lokale Krümmung verursachen, denn weiterhin wiegt ja jede Murmel 10 g.

Im Gegensatz dazu vereint die Bleikugel die kollektive Masse der Murmeln in sich. Außerhalb des Teilbereichs verursacht die Bleikugel dieselbe Krümmung wie die Murmeln. Innerhalb jedoch steigt die Krümmung zunehmend an, bzw. dällt mit zunehmender Entfernung von der Kugel ab, da hier keine Murmeln existieren, die den Abfall bremsen würden. Die lokale Krümmung ist am stärksten direkt an der Kugel; im Vergleich ist sie viel stärker im Vergleich mit jeder einzelnen Glasmurmel.

Das maßgebliche für die Zeitdilatation ist nun ein möglichst große lokale Krümmung: Diese jedoch ist bei der Bleikugel wesentlich höher als bei den Glasmurmeln. Genau dasselbe ist es auch mit den Sternen einer Galaxie: Du hast hier viele schwache lokale Krümmungen, verteilt über ein sehr großen Gebiet. Folglich hast du eine schwache Zeitdilatation, welche sich über eben dieses gebiet erstreckt. Damit du eine starke Zeitdilatation hast, brauchst du aber eine möglichst starke lokale Krümmung. Deswegen besitzen einzelne kompakte Objekte wie schwarze Löcher und Neutronensterne eine (verhältnismäßig) starke Zeitdilatation an ihrer Oberfläche bzw. an ihrem Ereignishorizont, Zentren von Galaxien jedoch nicht.

Ich hoffe, ich habe mich jetzt klarer ausgedrückt.

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Eine interessante Idee - Respekt - mein junger Einstein.

Allerdings löst deine Idee nicht das Problem der fehlenden Massen sondern macht es nur noch schlimmer und das in einem erheblichen Maße.

Für deine Idee wäre eine Massendichte in den Zentren der Galaxien nötig, die jenseits von Gut und Böse wäre.
Wir hätten dann immer noch das Problem, diese Masse, die nicht leuchtet, irgendwie zu erklären, und kämen dann doch wieder bei Dunkler Materie raus.

Trotzdem gefällt mir deine Frage zum Thema. Endlich mal einer, der nicht stupide fragt, wie Autoscheinwerfer beim Fahren mit Lichtgeschwindigkeit aussehen ;-)

  Dies ist Teil 2 meiner Antwort, bitte erst Teil 1 lesen. Die Bestätigung bei einem Höhenunterschied hier auf der Erdoberfläche ( ! ) wurde erbracht durch den ===> Mössbauereffekt.

    Um dir mal näher zu bringen, was dieser Mann geleistet hat. Mössbauer kaufte sich einen ===> Plattenspieler , in den er ein Ganggetriebe einbaute. Wie du ja weißt, ist die langsamste Umdrehung 33 Umd. / min .

   Mössbauer nun konnte seinen Plattenspieler so weit runter regeln, dass er eine Umdrehung pro Jahrhundert bekam; damit kannst du die Komposition von ===> John Cage spielen ===> ASAP

   Mössbauer gelang es auf die bezeichnete Weise, den ===> transversalen Dopplereffekt experimentell nachzuweisen.

  In die Rotverschiebung, von der du sprichst, geht die potenzielle Energie ein. Wenn du einen Körper um h Meter anhebst, hast du

     E  (  pot  )  =  m  g  h     (  1a  )

      Außerdem entspricht dieser Energie nach Einstein eine Masse

         E  (  pot  )  =  µ  c  ²      (  1b  )

      Das Verhältnis dieser beiden Massen gibt den Dilatationsfaktor ß , um den alle Photonen, die " von oben runter fallen " , schwerer sind als deine. Diese Gravitations-Blauverschiebung ist gleichzeitig der Faktor der Zeitdehnung:

    ß  =  µ  /  m  =  g  h  /  c  ²      (  2  ) 

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