Wie berechne ich die Rotationsgeschwindigkeit einer Galaxie?

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2 Antworten

@hypergerd

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. 

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@SilentGlitcher

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. 

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@hypergerd

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?

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@SilentGlitcher

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_curve_HI.gif
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!!

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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

Näherungsfunktion Rotationskurve Galaxie M33 - (Mathematik, Physik, Galaxie)

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