Was ist der Unterschied zwischen schwarzer Energie und schwarzer Materie?

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8 Antworten

Schwarze Energie, schwarze Materie, ich blicke nicht durch.

Schwarz vs. Dunkel

Im wörtlichen Sinne schon, denn weder besagte Materie noch besagte Energie ist schwarz oder werden so genannt, sondern vielmehr heißen beide dunkel.

»Schwarz« kann physikalisch gesehen geradezu das Gegenteil von »dunkel« sein, denn ein schwarzer Körper ist dadurch definiert, dass er alles Licht absorbiert, das ihn trifft. Allerdings ist im Gegenzug seine Emissionsfähigkeit maximal. Wird er erhitzt, glüht er gemäß dem Planck'schen Strahlungsgesetz und heller als jeder nicht schwarze Körper.  

Dunkle Materie und auch Dunkle Energie wiederum emittieren überhaupt kein Licht, absorbieren aber auch keines. Eigentlich müsste man sie idealtransparent oder einfach unsichtbar nennen.

Doppelsinnigkeit von »Dunkel«

Das Wort »dunkel« bezieht sich jedoch auch auf den mysteriösen Charakter dieser Materie, die ja überall ein muss, über die wir aber praktisch nichts wissen, insbesondere nicht, woraus genau sie besteht, auch wenn es durchaus Hypothesen dazu gibt. Immerhin kann ihre Verteilung anhand von Gravitationsfeldern berechnet werden, denn sie scheinen im galaktischen und intergalaktischen Maßstab die Schwerkraft von Galaxien zu dominieren.

Ähnliches gilt - erst recht - für die Dunkle Energie, von der wir erst recht nicht wissen, was genau sie ist.

Dunkle Materie vs. Dunkle Energie

Bis auf die Tatsache, dass beide ebenso unsichtbar sind wie mysteriös, haben sie nichts gemein.

Dunkle Materie bildet dank ihrer Gravitation klumpige und fasrige bzw, schwammige Strukturen, großräumig betrachtet, weil sie wie sichtbare Materie eine Tendenz zur Selbstverdichtung besitzt. Sie wird schon lange zur Erklärung dafür herangezogen, dass Galaxien schneller als »erwartet« rotieren, ohne auseinander zu fliegen. Räume, die von Dunkler Materie verhältnismäßig frei sind, enthalten auch kaum sichtbare Materie. Sie heißen Voids.

Dunkle Energie scheint im Weltraum gleichmäßig verteilt, geradezu eine Eigenschaft des Raumes selbst zu sein. Jedenfalls hat sie aber die zur Dunklen Materie gegenteilige Wirkung und die Tendenz, sich und alles andere auszudünnen, die eine Hypothese einem negativen Druck zuschreibt. Sie wird dafür verantwortlich gemacht, dass sich der Weltraum beschleunigt ausdehnt.

Gibt es Dunkle Materie, gibt es Dunkle Energie?

Es gibt bislang keinen handfesten Beweis für Dunkle Materie und schon gar nicht für Dunkle Energie - was vielleicht nicht verwunderlich ist, denn die Dunkle Energie scheint gleichmäßig im Raum verteilt zu sein.

Gleichwohl gibt es Leute, die lieber einige gut getestete Prinzipien der Physik in Zweifel ziehen als die Existenz von Materie oder Energie anzunehmen, für die es keinen Beweis gibt. Dabei sind die als Alternative angebotenen Hypothesen und Theorien nicht weniger mysteriös und auch nicht besser belegt.

Es gibt ein schönes Beispiel dafür, dass die Annahme exotischer und bislang unbekannter Materie dem Umsturz bewährter Prinzipien wie des Impuls- oder Energieerhaltungssatzes und den Grundgesetzen der klassischen und modernen Physik vorzuziehen ist, ist die Bohr-Pauli-Debatte um den Betazerfall des Neutrons. Bohr war der Auffassung, in der Mikrowelt gelte womöglich der Impulssatz nicht. Pauli nahm an, dass es ein schwer nachweisbares Teilchen geben müsse, das Neutrino. Er behielt Recht.

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Hallo Mehmet5000,

in sehr wenigen Worten erklärt:

Dunkle Materie und Dunkle Energie haben eigentlich nur eins gemeinsam: Wir können sie nicht sehen - daher der Name. Sonst sind das aber ganz verschiedene Dinge.

Von der DM wissen wir, weil wir im Universum eine Menge unterschiedlicher Beobachtungen haben, die zeigen, dass da Massen im Spiel sind, die wir nicht sehen können. Galaxien rotieren zu schnell umeinander, Sterne innerhalb der Galaxien zu schnell um das Zentrum, wir beobachten bei Zusammenstößen von Galaxienclustern Massen, die nicht durch die Wechselwirkungen der ionisierten Gase gebremst wurden, wir sehen deutliche Hinweise in der Hintergrundstrahlung,... Wir wissen aus diesen Daten sogar, dass es sich um etwas anderes als "normale Materie" wie wir es sind handeln muss. Was es genau ist, ist noch offen. Ein heißer Kandidat sind aber die "Wimps" - leichte, bisher unbekannte Elementarteilchen. Besonders das Neutralino wird als möglicher Kandidat gehandelt. Vielleicht können die Experimente am CERN demnächst hier Hinweise geben.

Über all diese Hinweise berichtet Florian Freistetter sehr schön in seiner Artikelserie über die DM: Hier

https://www.goodreads.com/author_blog_posts/4426260-dunkle-welten-alles-ber-dunkle-materie-die-komplette-serie

Wenn Du liest, bist Du über dieses Thema und die Beobachtungen dazu wirklich super informiert.

Über die DE ist weit weniger bekannt. Beobachtungshinweis auf sie ist die beschleunigte Expansion des Universums, für deren Nachweis Riess und Perlmutter 2011 den Nobelpreis bekommen haben. Das Universum dehnt sich heute schneller aus als vor einigen Milliarden Jahren. Und wir wissen nicht genau warum. Es muss etwas geben, was das Universum auseinandertreibt, die Expansion beschleunigt. Was das ist - das ist wirklich vollkommen offen.

Grüße

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Man spricht von dunkler Energie und dunkler Materie. Das ist eine Materie und Energieform die mit der uns bekannten Welt nur über die Schwehrkraft wechselwirkt. Das heisst sie reflektiert kein Licht. Sie sendet kein Licht aus. Sie hat keine (elektro-) magnetische Wirkung. Sie "flutscht" einfach durch normale Materie hindurch ohne eine Spur zu hnterlassen. Nur da wo sich viel dunkle Materie sammelt sammelt sich auch normale Materie an. Zum Beispiel finden sich da Galaxien und Galaxienhaufen wo sich auch viel dunkele Materie sammelt. Warum ist das nicht anders herrum? Weil der Anteil an dunkler Materie im Universum auf 70 -90% geschätzt wird. Die normale Materie ist also der Knecht der dunklen Materie und nicht andersherum. Woher weiss man das? Eines von vielen Beispielen: Galaxien rotieren ziemlich schnell. Gegen Fliegkraft die die Sterne auseinanderschleudert wirkt die Schwehrkraft der Sterne die alles zusammenhält. Rechnet man alle sichtbaern und messbaren Massen in Galaxien zusammen fehlt ca 90% der Schwehrkraft um die Galaxie zusammen zu halten. Was hat das mit uns zutuhen? Ohne die dunkle Materie hätten sich keine Galaxien gebildet. Es gäbe fast keine Sterne und die Materie aus der unser Planet und wir bestehen währe nicht gebildet worden. Uns gäbe es ohne die dunkle Materie nicht!

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pflanzengott 12.05.2016, 21:09

Eine kleine Anmerkung:

Weil der Anteil an dunkler Materie im Universum auf 70 -90% geschätzt wird.

Der Anteil dunkler Materie am Massenhaushalt des Kosmos wird heute auf etwa 24% geschätzt. Rund 70% gehen dann nochmal für die dunkle Energie drauf und nur 6% verbleibt für das leuchtende Zeug.

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Hallo Mehmet5000,

beide Parameterformen sind für die Kosmologie in den letzten Jahrzehnten von entscheidender Bedeutung geworden. Die dunkle Materie wirkt gravitativ anziehend. Das bedeutet, dass sie Masse besitzen muss, und gleichzeitig aus Teilchen besteht die nicht elektromagnetisch wechselwirken. Schließlich handelt es sich ja um sogenannte Dunkle Materie, die mit optischen Geräten unsichtbar ist.

Erstmals postuliert wurde die Dunkle Materie 1933 vom amerikanischen Astronomen Fritz Zwicky der feststellte, dass im sogenannten Coma-Galaxienhaufen den Bewegungen der Galaxien nach zu urteilen, mehr Masse anwesend sein müsste, als optisch erfassbar war.

Die Dunkle Materie wird heute in erster Linie in Aussicht gestellt weil sich zahlreiche Bewegungsformen und die allgemeine Kinematik der baryonischen Materie ohnen einen additiven zusätzlichen Massenanteil nicht erklären lässt. Um was für eine Form von Materie es sich da handelt ist unbekannt. Susy-Teilchen oder sogenannte Neutralinos wären eine aussichtsreiche Möglichkeit.

Die Dunkle Energie hingegen ist allem Anschein nach für die seit 6 Milliarden andauernde beschleunigte Expansion des Kosmos verantwortlich. Sie besitzt einen "antigravitativen" Charakter und treibt das Universum auf großen Skalen auseinander, entgegen dem Bestreben der im Universum enthaltenen Masse alles eng zu konzentrieren. Das ist jetzt aber auch schon 100x durchgelutscht, vielleicht klickst du dich mal etwas durch gf.net, um weitere Details für deine Frage zu erhalten.

Lg Nikolai

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1.) Die bekannte Masse z.B. einer Galaxie reicht nicht aus um die Bewegung der einzelnen Sterne zu erklären. Daher nehmen die Astrophysiker an dass da noch weitere Masse sein muß, und nennen diese schwarze Materie. Die schwarze Materie wirkt also anziehend.

2.) Das Universum dehnt sich aus wobei die Geschwindigkeit dieser Ausdehnung nicht nur gleichbleibt oder  langsam abnimmt, sonder diese Geschwindigkeit nimmt mit der Zeit zu. Daher nehmen die Astrophysiker an das es eine sog. dunkle Energie gibt die diese Ausdehnung antreibt. Die Dunkle Energie wirkt also abstoßend

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https://de.wikipedia.org/wiki/Dunkle_Materie

es fehlt den physikern masse im universum ich glaube das universum ist zu leicht für die geschwindigkeit.

ich glaube schwarze materie bedeutet einfach nur unbekanntes zeug.

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Das sind Konstrukte, damit die Lehrmeinung der Physiker nicht zusammenbricht. Ob es sie tatsächlich gibt ist fraglich und noch nicht nachgewiesen.

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Abahatchi 13.05.2016, 10:15

Warum sollte da einen Lehrmeinung zusammen brechen? Sie haben einfach fest gestellt, das für das Was sie beobachten und das, was man danach an Energie bräuchte, nicht mit den bereits bekannten Energien erklärbar ist. 

Inzwischen hat man durch Messungen der Raumkrümmungen schon nachgewiesen, dasz es noch zusätzliche Massen gibt, die Licht im Universum durch Raumkrümmungen "ablenken".

Ist es nicht eher ein Zeichen von Seriösität, wenn Wissenschaftler deutlich machen, wo es noch "Lücken" gibt?

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FragaAntworta 13.05.2016, 10:29
@Abahatchi

Weil im Standardmodell der Kosmolige nur so die Bewegung der sichtbaren Materie erklärt werden kann, es gibt bisher nur indirekte Nachweise und Beobachtungen, ohne die dunkle Materie kann man es nicht erklären, darum Konstrukt und darum würde ohne die dunkle Materie die Lehrmeinung nicht funktionieren. Es ist noch vollkommen offen und eine große Frage wie sie und ob sie. Es gibt momentan nur indirekte Nachweise weil man danach sucht und es noch nicht geklärt ist.

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uteausmuenchen 14.05.2016, 10:33
@FragaAntworta

Was Du bei Deiner einfach nur wissenschaftsfeindlichen Antwort halt übersiehst, ist die kritische Qialität wissenschaftlichen Arbeitens..

Dass zunächst einmal eine Diskrepanz zwischen theoretischer Erwartung und Beobachtungsdaten auftritt, ist bei fast jeder(!) naturwissenschaftlichen Entdeckung so gewesen. Das bedeutet aber nicht, dass Physiker immer "nur ihre Lehrmeinung aufrecht erhalten wollten", nein, in aller Regel hat man so etwas Neues, bis dato Unbekanntes entdeckt. Gutes Beispiel wären Postulat und später Nachweis des Neutrinos.

Dass Beobachtungshinweise indirekter Natur sind, ist ebenfalls in der Physik nicht ungewöhnlich. Viele Teilchenexperimente weisen Teilchen nur indirekt nach, weil die Lebenszeit eines Teilchens zu kurz ist, um es direkt zu beobachten, es aber über seine Zerfallsprodukte eindeutig zu identifizieren ist.

Wer also beides als Hinweis auf mangelnde Seriosität  bringt, der hat von Physik nur sehr wenig verstanden, sorry.

Tatsächlich sind bei der DM die Beobachtungshinweise mittlerweile sehr umfangreich und erdrückend und weisen sehr schön stimmig in Richtung von Wimps.

Und das ist nämlich ein Punkt, der geht bei Dir völlig unter: Dass wir vollkommen verschiedenartige Beobachtungen haben, die alle(!) durch dasseleb Unbekannte erklärt werden können. Diese Konvergenz hat sich wissenschaftshistorisch immer als Vorbote einer neuen Entdeckung dargestellt: Wenn viele unterschiedliche Beobachtungen Hinweis auf ein und dasselbe unbekannte Phänomen lieferten.

Bei der DE ist die Frage viel schwerer und da gibt es nicht wenige Kosmologen, die der Meinung sind, die fällt wieder irgendwann mal weg und entpuppt sich als Irrweg. Das werden wir dann aber auch so kommunizieren - ebenfalls mit Beobachtungsdaten als Belege.

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FragaAntworta 15.05.2016, 13:08
@uteausmuenchen

Wie immer hast Du mich falsch verstanden und nicht darüber
nachgedacht, warum Du mich inzwischen als Wissenschaftsfeindlich bezeichnest ist schon wieder ein Hinweis auf Deinen Hass mir gegenüber. Diese Ansichten habe ich mir zu Eigen gemacht, nachdem ich noch einmal in div. Wissenschaftsmagazinen nachgelesen habe. Bitte beweise doch dass ich ein "Feind" der Wissenschaft bin, zeig mir die Stelle wo ich Physiker als unseriös hingestellt habe. So gern ich mancher Deiner Antworten lese, so gerne würde ich darauf verzichten von Dir immer wieder falsch verstanden zu werden.

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uteausmuenchen 15.05.2016, 21:33
@FragaAntworta

Bitte beweise doch dass ich ein "Feind" der Wissenschaft bin, zeig mir die Stelle wo ich Physiker als unseriös hingestellt habe.

Das ist leicht. Deine Antwort ist ja jetzt nicht soooo lang, dass man den Satz nicht wiederfinden würde:

Das sind Konstrukte, damit die Lehrmeinung der Physiker nicht zusammenbricht.

Ich empfehle bei echtem Interesse den 7-teiligen Text von Florian Freistetter in meiner Antwort (der genau bei diesen merkwürdigen Vorstellungen, die Du hier geäußert hast, beginnt) oder ansonsten auch - wenn es etwas ins Eingemachte gehen darf - auf YouTube zugängliche Vorträge von Sean Carroll oder Edward Kolb zum Thema. Dort werden dann die vorhandenen Beobachtungsdaten vorgestellt.

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FragaAntworta 16.05.2016, 10:28
@uteausmuenchen

Da muss man aber schon sehr verquer denken um das mit unseriös in Zusammenhang zu bringen, Du hast sicher schon mal den Begriff "Konstrukt" in Deinem Leben gehört und kannst die Antwort eigentlich verstehen, aber da sie von mir kommt musst Du dagegen wettern, ist mir schon klar warum, ist aber trotzdem von Dir falsch. Es sind Beobachtungen und Annahmen die zum Stützen der momentanten Lehrmeinung herangezogen werden, ob diese falsch oder richtig ist, stand nicht zur Debatte, Du darfst Deine Belehrungen, die nun wieder sehr persönlich werden, für Dich behalten, ich möchte dieses Thema nicht mit Dir erörtern.

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marty55 17.05.2016, 03:34
@FragaAntworta

 @  FragaAntworta:  Das sind Konstrukte die sich aus den beobachteten Daten ergeben. Da die beobachtete Masse einer Galaxie nicht ausreicht um sie zusammenzuhalten schließt man daraus, dass da noch weitere Masse ist. Was soll denn da zusammenbrechen ? Das Newtonsche Gravitationsgesetz? Aus was sich diese dunkle Materie zusammensetzt ist völlig unklar (soweit mein wissenschaftlicher Stand) und die Wissenschaft ist durchaus in der Lage auch unerwartete Ergebnisse zu ertragen ohne gleich zusammenzubrechen

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Abahatchi 17.05.2016, 12:51
@FragaAntworta

Wie immer hast Du mich falsch verstanden

dann drücke Dich klar und unmiszerständlich aus

Und noch etwas, wir haben Dich nicht falsch verstanden, denn Du hast doch ganz klar deutlich gemacht, als wollen "die" Wissenschaftler nur Dunkel Materie und Dunkle Energie in Lücken stopfen, so es Theisten mit Göttern für alles bisher unerklärliche tunen, damit ein bisheriges Erklärungsmodel nicht einstürze. 

Was Du nicht zu begreifen scheinst, den Physikern ist es völlig egale, warum etwas so funktioniert wie es funktioniert und selbst wenn alle bisherigen Erklärungen falsch wären, es wäre ihnen egal. Ihnen geht es nur daum, zu wissen, wie es denn tatsächlich ist. 

Es scheint aber nicht, dasz die Erklärungsmodelle falsch sind, sondern dasz noch Energien wirken, von denen wir nicht wissen, welchen Ursprung sie haben. Und weil diese Ursachen der Energien für uns noch im Dunkel liegen, bezeichnen wir pauschal die unbekannten Energien als Dunkel.

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marty55 18.05.2016, 08:48
@Abahatchi

Ist das eine offizielle oder eine individuelle Schreibweise "dasz"? Finde ich jedenfalls besser als "dass"

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FragaAntworta 18.05.2016, 09:14
@marty55

Nein Marty ganz sicher nicht, und das Wissenschaftler ihre Axiome bis zum Ende verteidigen ist nichts Neues und auch nicht unbekannt. Aber solange es nur Nachweise gibt im Sinne von Beobachtungen, ist es nicht gesichertes Wissen sondern nur angenommenes, denn wenn es nur nach Beobachtungen ginge dann wäre die Erde immer noch das Zentrum unseres Universums, und alles andere würde sich darum drehen, auch das war lange Zeit eine bis auf das äußerste verteidigte Lehrmeinung, es geht nicht darum dass sich Wissen ändert.

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