Warum gibt es auf der Erde keine dunkle Materie?

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4 Antworten

Hallo StaticBool,

Grob gesagt weiß ich, dass DM bisher nur ein theoretisches Konstrukt ist.

Dann muss ich als erstes einmal Deine Vorstellungen korrigieren, sorry. Für die dunkle Materie gibt es inzwischen sehr gute Beobachtungshinweise über den Gravitationslinseneffekt. Was macht man da? Nach Einsteins ART krümmen Massen den Raum und lenken somit Licht ab - wie eine Art Linse. Manchmal kommt es dabei zu Spiegel- und Doppelungseffekten. Man sucht also Aufnahmen entfernter Galaxien nach solchen Effekten ab und kann daraus berechnen, welche Masse zwischen uns und der Galaxie liegt. Und das ist dann die dunkle Materie, weil man sie eben nicht sieht, sondern nur gravitativ merkt.

In diesem sehr schönen Artikel über dunkle Materie ist das Ergebnisbild dieser Untersuchungen eines bestimmten Himmelsabschnittes unter der Überschrift "3D-Kartographie der Dunklen Materie" zu sehen:

http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_d03.html#dm

Man geht auch nicht wirklich davon aus, dass 90% aller Materie dunkel ist. Aktuelle Modelle gehen von folgenden Zahlen aus:

  • 73 Prozent Dunkle Energie

  • 23 Prozent Dunkle Materie

  • 4 Prozent normale baryonische Materie (= "Wir")

Dunkle Energie und dunkle Materie sind aber keineswegs dasselbe und dürfen nicht verwechselt werden.

Also: Man geht davon aus, dass etwa 23% der Materie dunkel ist und man hat sehr wohl Beobachtungshinweise auf diese dunkle Materie.

Ich habe allerdings auch schon von anderen Theorien gelesen, etwa dass auf bestimmten Skalen Gravitation anders wirkt. Könnte da etwas dran sein?

Das wäre dann die auch in obigem Artikel erwähnte MOND-Theorie oder ihre relativistische Variante, TeVeS. Ganz vom Tisch sind diese Modelle nicht, aber es gibt gute Gründe, warum sie ein Schattendasein fristen. Einer davon sind eben die Beobachtungsergebnisse, die echt erwähnt habe: Es gibt experimentelle Hinweise auf DM und keine Hinweis auf Fehler in der ART. Daneben muss TeVeS erst einmal schaffen, all das zu erklären, was die ART heute schon mühelos bestens beschreibt. Und daran hapert es noch.

Und nein, meines Wissens gibt es momentan keine Erklärung dafür, warum man in der Nähe des Sonnensystems zu wenig dunkle Materie nachweisen kann.

Kann man dunkle Materie überhaupt nachweisen, wenn man mittendrin ist, und sie in stellaren Maßstäben gleichförmig verteilt ist? Das wäre jetzt mein Verdacht.

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@Zoelomat

Gute Frage. Genau weiß ich es nicht, aber ich weiß, dass es entsprechende Versuche/Experimente gibt. Eines ist hier (nicht lachen) für die "Sendung mit der Maus" sehr hübsch beschrieben worden:

http://www.youtube.com/watch?v=CVn1qDA7TYU

Eigentlich traue ich den beteiligten Physikern zu, sich überlegt zu haben, ob sie grundsätzlich was messen müssten. Daher würde ich die Frage mal mit "ja" beantworten. Ein besseres Argument habe ich aber - zugegebenerweise - nicht.

Grüße

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@uteausmuenchen

So wie die http://de.wikipedia.org/wiki/Pioneer-Anomalie, obwohl minimal, und inzwischen wohl geklärt, einen sehr strengen Maßstab vorgibt.

Irgendwelche Klumpen oder Brocken dunkler Matreie fielen auf. Das ist ja ein Kennzeichen der Dunklen Materie, dass sie weiträumiger und gleichmäßiger verteilt ist als die normale Materie. Mein Tipp wäre, dass sie fermionisch ist, auf bislang unbekannten Skalen, aber das ist reine Spekulation.

Und dein Link geht ins Leere. Man kann doch nicht allen Ernstes Kindern die Dunkle Materie beibringen. Da waren übereifrige Pädagogen am Werk. So sehr ich die Maus und die Sendung mag, da haben sie sich verstiegen.

Und bei den Theorien gilt immer noch das Rasiermesser, Okham oder sowas. Also bleib dir und deinen guten Antworten treu. Und sei gnädig, wenn ich was beisteure.

Gruß, Zoelomat

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Danke für die schnelle Antwort. Leider bin ich kein Physiker, mein Wissen geht da nicht sehr weit über das hinaus, was man mit Harald Lesch bei Alpha Centauri oder in der Schule lernt. ;-)

Den ersten Teil hatte ich schon verstanden, von daher bin ich sehr neugierig darauf.

Meine Frage zielte tatsächlich eher auf den lettzten Teil ab. Es müsste ja, wenn es auf der Erde auch DM gäbe, auch hier Effekte geben, die sie auf Gravitation (Gewicht) und andere Materie hat. Und wenn baryonische Materie / Energie tatsächlich nur 4% ausmacht, ist es ja umso merkwürdiger, dass sie im Sonnensystem nicht in bemerkbarer Menge vorkommt. Das war der Teil, den ich nicht verstehe.

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...wieso es auf der Erde ausschließlich barionische Materie gibt

wer sagt denn, dass das so ist? nicht nachgewiesen werden können und nicht da sein sind zwei verschiedene dinge.

die dichte dunkler materie die man aufgrund der modelle im sonnensystem erwartet ist größenordnungsmäßig so bei 10^-20 g/cm³ oder noch weniger. das ist nicht gerade viel.

Das ist es ja gerade, was mich wundert, wenn das Verhältnis DM / BM so ist wie beschrieben.

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@StaticBool

was genau wundert dich? dass es es so wenig ist? die dichte der baryonischen materie im interstellaren raum ist noch viel geringer, es gibt halt nur ein paar kleine verklumpungen (sterne planeten,..) die wir sehen können. aber dazwischen ist so gut wie gar nichts. hier ist die dichte der dunklen materie größer.

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@Reggid

Für die Verklumpungen der baryonischen Materie gibt es einen Grund: Gravitation. Hat Dunkle Materie Gravitation? Wenn ja, dann verklumpt sie in gleicher Weise. Wenn nicht, ist auch egal. Dann eben nicht.

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@Boris006

Für die Verklumpungen der baryonischen Materie gibt es einen Grund: Gravitation.

zur Verklumpung brauchst du auch eine weitere Wechselwirkung.

Hat Dunkle Materie Gravitation?

ja. das ist ja gerade die zentrale Eigenschaft an der dunklen Materie!

Wenn ja, dann verklumpt sie in gleicher Weise

nein, tut sie nicht. weil nämlich die anderen Wechselwirkungen (konkret relevant hier die elektromagnetische) fehlen, und dadurch kann sie nicht verklumpen.

es gibt keinen weg wie kinetische Energie abgegeben werden kann (was normale Materie tut indem sie inelastische stöße ausführen kann, wodurch kineitsche Energie in die Verformung und Verklumpung agegeben wird). daher geht dunkle Materie ungehindert druch normale Materie und durch sich selbst hindurch, wodurch es zu keiner Verklumpung kommen kann.

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Hallo !

Ich möchte dich an dieser Stelle wirklich loben StaticBool, prima Frage !!!

Wenn die dunkle Materie wirklich 5,75 mal häufiger vorkommt als baryonische Materie, dann ist das wirklich eine begründete Frage, wieso man sie auf der Erde oder in unserem Sonnensystem bislang noch nicht bewiesen hat. Immerhin müsste es dann 5,76 Sonnenmassen an dunkler Materie in unserem Sonnensystem geben, die sich dann doch krass auswirken müsste. Irgendetwas stimmt da doch nicht !

Immerhin müsste es dann 5,76 Sonnenmassen an dunkler Materie in unserem Sonnensystem geben...

wie kommst du drauf? wenn es viel mehr dunkle materie in der galaxie als sichtbare materie gibt, dann muss es deswegen nicht in unserem sonnensystem so viel mehr dunkle materie geben. unser sonnensystem ist ein ort innerhalb der galaxie, an dem die dichte an sichtbarer materie viel viel größer ist am im schnitt. der grund ist eben, dass im interstellaren raum so gut wie nichts ist. ist die dunkle materie aber einigermaßen gleichförmig verteilt (keine ahnung ob sie das ist!), dann kann es ohne weiteres viel mehr dunkle materie geben aber trotzdem kaum spürbare auswirkungen innerhalb des sonnensystems

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@Reggid
an dem die Dichte an sichtbarer Materie viel viel größer ist als im Schnitt
  • Das finde ich merkwürdig !

  • Warum sollte unser Sonnensystem ein Ort der Ausnahme sein, das von dunkler Materie ausgespart bleibt ?

  • Welchen Grund sollte es haben, das dunkle Materie an manchen Stellen im Universum extrem gehäuft vorkommt und an manchen Stellen so gut wie gar nicht ?

dann kann es ohne weiteres viel mehr dunkle Materie geben, aber trotzdem kaum spürbare Auswirkungen innerhalb des Sonnensystems
  • dunkle Materie hat, genauso wie sichtbare Materie, eines --> Masse

  • Eine zusätzliche Masse-Konzentration in großem Ausmaß würde sich sehr stark im Sonnensystem bemerkbar machen.

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@Spielkamerad

•Das finde ich merkwürdig !

im sonnensystem befindet sich die sonne,planeten, jede menge andere gesteinsbrocken,... . im interstellaren raum befindet sich so gut wie nichts. natürlich ist also die dichte an sichbarer materie im sonnensystem viel viel größer als im durchschnitt

•Warum sollte unser Sonnensystem ein Ort der Ausnahme sein, das von dunkler Materie ausgespart bleibt ?

das habe ich in keiner weise gesagt. ich habe sogar ausgehend von der annahme argumentiert, dass die dunkle materie in der ganzen galaxie gleichförmig verteilt wäre.

•Welchen Grund sollte es haben, das dunkle Materie an manchen Stellen im Universum extrem gehäuft vorkommt und an manchen Stellen so gut wie gar nicht ?

gravitation

•dunkle Materie hat, genauso wie sichtbare Materie, eines --> Masse

ja

Eine zusätzliche Masse-Konzentration in großem Ausmaß würde sich sehr stark im Sonnensystem bemerkbar machen.

eine masse-konzentratoin in großem ausmaß würde das tun, da aber die dunkle materie dünn verteilt ist (im vergleich zu so dichten objekten wie sternen oder planeten, und außerdem viel weiter verstreut, über die grenzen der sichbaren galxie hinaus), und daher erst über viel größere maßstäbe überwiegt, sind in einem so kleinen raum wie unsererm sonnensystem mit einer so großen dichte an sichbarer materie die effekte der dunklen materie natürlich klein.

http://scienceblogs.com/startswithabang/2013/07/03/does-dark-matter-affect-the-motion-of-the-solar-system/

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