Dunkle Materie

Hi
ich bin ein junger Schüler, der für die Schülerzeitung schreibt, und interessiere mich sehr für Physik und Astrologie.
Zur Zeit arbeite ich an einem Bericht über Dunkle Materie, und habe noch einige Fragen dazu.Wo ist dunkle Materie zu finden, im Universum, das ist mir klar, aber gibt es sie auch auf der Erde, um uns herum?
Außerdem, ist die Dunkle Materie ja eine starke Energie, die immerhin unser Universum zusammen hält, könnte man diese Energie vieleicht irgendwie nutzen können, auch wenn wir die technischen Möglichkeiten dafür nicht haben?
Ich würde mich über jede Antwort freuen!




Titel geändert.

Hallo,
ich bin zwar auch kein Experte aber meines Wissens nach ist die dunkle Materie ganz "normale" Materie, nur dass sie nicht von uns gesehen werden kann da sie weder Strahlung abgibt noch reflektiert.
Die dunkle Materie ist bisher nur theoretisch vorhanden, da mathematisch mehr Materie vorhanden sein muss als wir "sehen" können. Dass die dunkle Materie unsere Galaxie zusammen hält hängt einfach damit zusammen, dass Materie Gravitation erzeugt - und man vermutet sehr viel dunkle Materie zwischen den Galaxien.
Bestimmt wirst du genaue Infos auf www.wikipedia.de finden, wenn du nach "dunkle Materie" suchst. Darfst mich dann auch gerne verbessern wenn du mehr rausfindest als ich

Bis dann
Tobias

PS: Verwechsel bitte nicht Astronomie und Astrologie, das sind zwei völlig unterschiedliche Themen
Astrologie ist eher etwas im Bereich der Zukunftsvorhersage durch Sternenkonstellationen, u.A. das Horoskop. Astronomie ist die Erforschung des Weltalls und der Gesetze die darin herrschen.
Auch nachzuschlagen bei wikipedia, falls dich die genaue Bedeutung interessiert.

Danke für die Information, und für den Hinweis mit der Astronomie.
ich habe auch nochmal mit meinem Physiklehrer gesprochen, der meinte ungefär das gleiche.

gruß  S.B.J.Praetz

Moin S.B.J.,

wegen der *dM* lies mal diese Artikel, die helfen Dir bestimmt weiter:

ftp://http://www.heise.de/tp/r4/artikel/21/21046/1.html
ftp://http://www.raumfahrt24.de/Artikel/200410260119.html

Danke.
Die Seiten konnten mir sehr viel weiter helfen.
Jetzt habe ich erst mal genug zu arbeiten über die Ferien.

Moin S.B.J.,
viel Erfolg bei durcharbeiten.
Aber bleib im Forum und teil uns mal mit, wie Dein Bericht ausgefallen ist.

Na klar
ich interessiere mich außerdem sehr für die Astronomie.
gruß S.B.J.

hi leute danke nochmal für eure Hilfe , ich habe den Bericht über schwarze Materie geschrieben und er wird nächste Woche in der Schülerzeitung veröffentlicht.

Viele Wissenschaftler sind sich einig: Um die dynamische Expansion des Universums zu erklären, braucht es riesige Mengen dunkle/unsichtbare Materie.
Jetzt gibts aber noch ne Theorie:

Gravitationswellen statt Dunkler Energie?
von Rainer Kayser
17. März 2005

Dunkle Energie, da sind sich die meisten Astronomen einig, ist einfach nötig, um die beobachtete beschleunigte Expansion des Kosmos zu erklären. Allerdings hat niemand eine konkrete Idee, was die Dunkle Energie eigentlich ist und warum es sie überhaupt gibt. Jetzt versuchte ein Team von Physikern die Beobachtungen ohne Dunkle Energie zu erklären und hatte Erfolg: Statt der mysteriösen Energie setzen sie auf gewaltige Gravitationswellen, die während der Inflationsphase des Universums entstanden sind.

Was bestimmt das Verhalten des Universums: Dunkle Energie oder Gravitationswellen? Foto: NASA / ESA / S. Beckwith und das HUDF-Team
Vor sieben Jahren entdeckten die Astronomen zu ihrer Verblüffung, dass sich die Expansion unseres Universums beschleunigt. Eine geheimnisvolle "Dunkle Energie" soll, so lautet seither die These, diese beschleunigte Expansion antreiben. Nun jedoch präsentiert ein Team italienischer und amerikanischer Forscher eine Erklärung für die Beschleunigung, die ohne Dunkle Energie auskommt: Es handele sich um vom Urknall hinterlassene wellenförmige Verwerfungen des Raumes, die größer sind als der sichtbare Kosmos.

Eigentlich sollte die Anziehungskraft der Materie der kosmischen Expansion entgegenwirken und diese mit der Zeit abbremsen. Es war daher ein Schock für die Kosmologen, als die Vermessungen von explodierenden Sternen in fernen Galaxien 1998 zeigten, dass sich die Expansion des Universums ganz im Gegenteil beschleunigt. Die Dunkle Energie macht, so berechneten die Forscher, 70 Prozent des gesamten Masse- und Energieinhalts unseres Kosmos aus. Nicht alle Astronomen haben freilich ein gutes Gefühl dabei, dass der Kosmos überwiegend aus einer völlig unbekannten, unsichtbaren und unerklärlichen Substanz bestehen soll.

"Die Hypothese der Dunklen Energie ist faszinierend", meint Antonio Riotto vom Istituto Nazionale di Fisica Nucleare in Padua, "aber sie hat ein ernstes Problem: Es gibt kein theoretisches Model, um sie zu erklären." Riotto und seine Kollegen haben deshalb nach einer Erklärung für die beschleunigte Expansion gesucht, die ohne unerklärliche Zutaten auskommt - und sie wurden fündig. Unmittelbar nach dem Urknall hat das Universum nach heutigen Erkenntnissen eine so genannte "inflationäre Phase" durchlaufen, bei der es sich in Sekundenbruchteilen gewaltig aufgebläht hat. Die Theorie sagt vorher, dass in dieser Phase Gravitationswellen entstanden sind, wellenförmige Verzerrungen des Raumes. Die Inflation hat auch diese Wellen aufgebläht - sie sind heute größer als das beobachtbare Universum, das einen Durchmesser von etwa 30 Milliarden Lichtjahren hat. (Geschätzer Durchmesser des gesamten Universums: Ca. 95 milliarden Lichtjahre)

Die Wellen sind deshalb zwar nicht mehr beobachtbar, doch sie beeinflussen weiterhin die Entwicklung des Kosmos, zeigen die Berechnungen von Riotto und seinem Team: Die Wellen können zu langfristigen Schwankungen der Expansionsgeschwindigkeit im "lokalen" Kosmos führen. Ein weiterer Vorteil der neuen Theorie ist, dass sie überprüfbare Konsequenzen hat: Die Gravitationswellen sollten Spuren in der kosmischen Hintergrundstrahlung, dem "Echo des Urknalls", hinterlassen haben. Der europäische Satellit Planck, der 2007 starten soll, könnte diese Spuren finden.
 

Nun, sollten diese Gravitationswellen tatsächlich existieren, wäre das langfristig auch eine Option für Gravitations-Antriebe.

 [smiley=rolleyes.gif]

Moin Rolli,

um erst einmal den Begriff *Dunkle Materie* begreifen zu können, habe ich hier nachgelesen:
http://www.pit.physik.uni-tuebingen.de/studium/Astroteilchenseminar/ws0506/WS05-DunkleMaterie.pdf

Wenn ich es so einigermassen im Kopf habe, werde ich evtl. zu Deinem oben aufgeführten Zitat was sagen können.
Vorläufig ist aber noch alles so wie bei Heisenberg´s Unschärferelation.

Jerry

Hallo,

wie sähe ein von dir angesprochener Gravitationsantrieb denn aus, Rolli?
Würde mich sehr interessieren...


Gruß
Jan

Hi Jerry

*mpf*... danke für den Link. habe ihn jetzt aufmerksam durchgelesen.
Fazit: Alle Experten mutmassen, dappen im Zwischenreich der Wahrheit oder Spekulation und konstruieren waghalsige Theorien.
Wenn die Neutrinos eine kleine Masse hätten, wäre das die Lösung, haben sie aber wahrscheinlich nicht.
Und Gravitationswellen wären natürlich eine gute Erklärung, aber eben:

Nichts Genaues weiss man nicht

Also noch viel Gehirnschmalz soll schmoren, für die vielen Rätseln des Universum.

Hi Jan

jau, wenn ich das wüsste wäre ich Nobelpreisverdächtig... 8-)

Gut, das Prinzip ist einfach die Abstossung bezw. die Aufhebung der Schwerkraft.
Dann hätten wir den ultimativen Raumantrieb.
Aber eben, im Detail steckt der Teufel, und der amüsiert sich bekanntlich sehr köstlich über uns Menschlein..
 [smiley=evil.gif]

Wenns Gravitationswellen sind, so müssen wir ein Graviotationssurfbrett bauen, und die Hawaiianer bitten eine Surfstandarttheorie entwickeln lassen .

Und hier die neueste "Sensation":

http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltraum/0,1518,druck-432863,00.html

Ich sag ja, kaum ein Monat vergeht ohne neue Entdeckung

 

So, und hier mal das neueste Bildchen über die real existierende "Dunkle Materie":





Eigentlich leben wir schon in einer aufregender Zeit, ständig wird was neues entdeckt; und nach jeder neuen Erkenntnis folgt das nächste Fragezeichen, da wird es einem wahrlich nie langweilig...

 8-)

Da muss ich dir recht geben. Aufregende Zeiten Man kann sich vor lauter Ideen und Vorschlägen ja gar nicht mehr retten.
Aber mal eine andere Frage: Aus was soll diese dunkle Materie denn bestehen? Und die dunkle Energie?

Zu den Fragen kommt hinzu, wie können die Forscher das feststellen, dass das Universum größer wird?

Bis an den "Rand" vom Universum kann doch selbst das Hubble Teleskop nicht sehen, oder?

Hi quichibo

wie können die Forscher das feststellen, dass das Universum größer wird?

Das war der berühmte Herr Hubble:

Der erste direkte Beweis für eine allmähliche Ausdehnung des Universums gelang dem amerikanischen Astronomen Edwin Hubble 1923 durch den Nachweis des Dopplereffekts beim Licht weit entfernter Galaxien. 1929 konnte Hubble nachweisen, dass sich das Weltall ausdehnt. Er stellte fest, dass Galaxien sich umso schneller entfernen, je weiter sie bereits voneinander entfernt sind. Dies konnte er mit Hilfe der Spektralverschiebung des Lichts feststellen: Sehr weit entfernte Galaxien weisen eine Rotverschiebung in Ihrem Spektrum auf (vergleiche dazu: Hubble-Konstante). Tatsächlich ist die kosmologische Rotverschiebung kein Dopplereffekt im eigentlichen Sinne, sondern beruht vielmehr auf der allgemeinen zeitlichen Zunahme von Abständen im Universum. Diese Erkenntnis führte zu der Annahme des Urknalls, da die Abstände zwischen den Galaxien zu einem endlichen Zeitpunkt in der Vergangenheit verschwinden und daher ein Zustand unendlich hoher Dichte vorliegt.

(aus http://de.wikipedia.org/wiki/Universum)

OK?

 

... Aus was soll diese dunkle Materie denn bestehen? Und die dunkle Energie?

DAS weiß bisher noch niemand. Deshalb nennt man sie ja auch einfach nur ganz einfach dunkle Materie/Energie. Man weiß nur, daß sie existieren muß. Das wiederum leiten die Wissenschaftler aus ihren Beobachtungen und Berechnungen ab.

Gruß
Peter

Hi Peter
Hi A-Lady

Yep.

Vermutungen:

Doch woraus diese dunkle Materie bestehen soll ist unklar. Teilweise könnte sie aus Neutrinos bestehen oder anderen Elementarteilchen, die aber noch nicht bewiesen wurden, sondern nur in der Theorie existieren (Photinos, Gravitinos). Doch die erklären nicht die gesammte Masse. Auch könnten es Sterne sein, deren Masse und Leuchtkreft so gering ist, dass man sie nicht entdecken kann (rote, braune oder schwarze Zwerge) oder vielleicht schwarze Löcher. Diese Möglichkeit kommt jedoch aus folgendem Grund nur bedingt in Frage. Die Forschung, die sich mit dem Urknall beschäftigt (Nucleosythesis), sagt aus, dass das Verhältnis von Photonen und baryonischer Materie (das was wir so kennen, Atome) konstant sein muss. Da die Anzahl der Photonen ermittelt ist, ist auch die Menge der baryonischen Materie begrenzt (also doch Neutrinos?).

Aus: http://www.astro.uni-bonn.de/~webiaef/outreach/eva/dm/dm.html

Unsere Lady hat gefragt:

Aus was soll diese dunkle Materie denn bestehen? Und die dunkle Energie?

Ich schliesse mich dieser Frage an. Ausserdem erlaube ich mir festzustellen: Ich habe in Deutschland gelernt, daß zuerst die Damen und dann die Herren angesprochen werden. Robinson

Moin,

ich habe beide Titel jetzt in einen Thread vereint.

Jerry

Möglicherweise kann man die DM bal direkt beobachten, und zwar anhand hochaufgelöster Bilder im m-Wellenlängenbereich. Dazu braucht man aber neue extrem große Radioteleskope mit vielen km Durchmesser. Ein erstes solches Projekt ist LOFAR in den Niederlanden, eine Vernetzung dichtstehender kleinere Radioantennen.

http://www.astronews.com/news/artikel/2006/12/0612-012.shtml

Mit Hilfe des "Hubbles-Teleskopes" hat man eine Karte der "Dunklen Materie" erstellt:
  

Der COSMOS-Survey ist die umfangreichste Himmelsdurchmusterung, die mit dem Weltraumteleskop Hubble bislang gemacht wurde. Jetzt analysierten Astronomen diese Daten und erstellten so eine dreidimensionale Karte der Dunklen Materie im Weltall. Die auf diese Weise gefundene Verteilung passt ausgezeichnet zu bisherigen Modellen über die Entstehung von Strukturen im Universum.  


Verteilung der dunklen Materie in Blickrichtung des Hubble-Teleskops (COSMOS-Feld). Um die Daten zu gewinnen, teilten die Forscher das COSMOS-Feld in verschiedene Altersschichten ein (vergleichbar den Schnitten durch Gesteinsschichten in der Geologie). Das Alter der Schichten lässt sich aus der Rotverschiebung der beobachteten Galaxien ableiten. Die drei oben gezeigten Schichten stellen also das Universum zu verschiedenen Zeiten in der Vergangenheit dar. Aus der Wechselwirkung der dunklen Materie mit Licht konnte das Wissenschaftlerteam die Verteilung der dunklen Materie berechnen.
Bild: NASA, ESA und R. Massey (California Institute of Technology)

Über 80 Prozent der gesamten Masse des Universums bestehen wahrscheinlich aus dunkler Materie. Sie sendet keine elektromagnetische Strahlung wie etwa sichtbares Licht aus. Nur durch Gravitation kann sie mit normaler baryonischer Materie oder mit Licht wechselwirken. Und genau diese Eigenschaft nutzte das Wissenschaftlerteam aus, um die dreidimensionale Verteilungskarte der dunklen Materie zu zeichnen. Die Karte bestätigt die Standardtheorie zur Rolle der dunklen Materie. Astrophysiker betrachten sie nämlich als Gerüst des Universums. Ursprünglich war sie gleichmäßig verteilt, später verdichtete sie sich in manchen Bereichen. Diese Stellen mit besonders viel dunkler Materie ziehen durch ihre stärkere Gravitation die sichtbare Materie an, so dass sich diese zusammenballt. So entstehen Sterne, Galaxien und ganze Galaxienhaufen.

Die jetzt erstellte Karte zeigt ein über das Universum verteiltes Netz dunkler Materie. An manchen Orten ist die dunkle Materie jedoch sehr dicht - und genau an diesen Stellen befinden sich die Galaxien und das heiße Gas der normalen Materie. Diese Verteilung der Materie im Universum zeigt, dass die baryonische Materie der dunklen Materie folgt.

Die Daten, die die Forscher für die Landkarte verwendeten, stammen vom Weltraumteleskop Hubble. Im Rahmen des Cosmic Evolution Survey (COSMOS) hat Hubble einen verhältnismäßig großen Ausschnitt des Weltalls hochaufgelöst abgebildet, nämlich 1.6 Grad im Quadrat. Dieser Ausschnitt, das COSMOS-Feld, hat eine Größe von achtmal der Fläche des Vollmonds und ist damit der bisher größte auf diese Weise vermessene Ausschnitt des Alls. Dabei ist eine umfangreiche Sammlung sehr detaillierter Bilder von einer halben Million Galaxien entstanden. Und weil die Gravitation der dunklen Materie das Licht dieser Galaxien ablenkt, konnten die Forscher im Umkehrschluss aus der Gestalt der Galaxien auf die Verteilung der dunklen Materie schließen.

Die Methode, die sie dabei verwendeten, beruht auf dem schwachen Gravitationslinseneffekt. Der Effekt lässt sich durch eine einfache Analogie erklären: Wenn Licht durch eine Milchglasscheibe mit aufgerauter Oberfläche, wie zum Beispiel bei Badezimmerfenstern, fällt, wirft es ein charakteristisches Muster an die Wand. Dieses Muster gibt Aufschluss darüber, wie die Oberfläche des Glases strukturiert ist. Auf ganz ähnliche Weise haben die Astrophysiker aus der Gestalt der Galaxien die Verteilung der dunklen Materie bestimmt.

Doch nicht nur dunkle Materie, sondern auch baryonische Materie, wie zum Beispiel ein Stern oder eine Galaxie, lenkt das Licht ab. Im Gegensatz zur dunklen Materie sind die Sterne der Galaxien sichtbar, aus Farbe und Entfernung konnten die Wissenschaftler deshalb auf deren Masse schließen. Unter der Leitung von Günther Hasinger und seiner Gruppe am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik wurde das COSMOS-Feld auch mit dem XMM-Newton Teleskop der ESA durchmustert. Dieses Teleskop misst die Röntgenstrahlung von heißem Gas im Universum, also die baryonische Materie, die sich an den Orten zusammenballt, wo besonders viel dunkle Materie vorhanden ist.

Das von Alexis Finoguenov am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik erstellte Röntgenbild hatte für das Kartografierprojekt einen besonderen Wert: Es bestätigte die Verteilung der baryonischen Materie vollkommen unabhängig von den Messungen des Gravitationslinseneffektes und half damit, die verwendete Methode zu eichen.

Aus:

http://www.astronews.com/news/artikel/2007/01/0701-005p.html

So wird Schlag auf Schlag das Geheimnis der "Dunklen Materie" enträtselt, wahrscheinlich schneller als wir alle denken...

 

Faszinierend wie "einfach" das Rezept war das die Wissenschaftler genutzt haben.
Und faszinierend was sie rausfanden und weiterhin rausfinden