Evidenz Dunkler Materie

Präsentation zum Thema: "Evidenz Dunkler Materie"—  Präsentation transkript:

1 Evidenz Dunkler Materie
Felix Lichtenegger Evidenz Dunkler Materie

2 Übersicht Die Entdeckung des Neptun (Geschichtliche Analogie)
Rotationskurve des Sonnensystems Rotationskurve einer Galaxie (Evidenz) Deutungsversuche MOND MACHOs WIMPs

3 Entdeckung des Neptun Uranus Neptun Uranusbahn nicht erklärbar
 Bahnstörung ist Evidenz für einen weiteren Planeten Berechnung der Bahn des hypothetischen Planeten Entdeckung des Neptun Heute sind die Sternbewegungen in den Galaxien nicht vollständig erklärbar Uranus Neptun

4 Rotationskurve des Sonnensystems
Näherungsformel für den Zusammenhang aus Abstand r zur Sonne und Bahngeschwindigkeit v: 𝑚 𝑣 2 𝑟 = 𝐺𝑚𝑀 𝑟 2 𝑣= 𝐺𝑀 𝑟 ~ 1 𝑟

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7 Rotationskurve einer Galaxie
Sterne in Galaxien sollten einem ähnlichen Verhalten folgen Dezentrale Masse nicht vernachlässigbar  M(r) Für kleine r gilt: 𝑣= 𝐺𝑀 𝑟 𝑟 = 𝐺4𝜋𝜌 𝑟 3 3𝑟 ~ 𝑟 Für große r gilt wieder: 𝑣~ 1 𝑟

8 © Physikblog.eu

9 © Wikipedia

10 Deutungsversuche MOND Modifizierte Newton‘sche Dynamik MACHOs
Massive Astronomical Compact Halo Objects WIMPs Weakly Interacting Massive Particles

11 MOND Bekanntes Gesetz F=ma ist Grenzfall für große Beschleunigungen (zB Erdbeschleunigung) Allgemeine modifizierte Form 𝐹=𝑚𝑎𝜇 𝑎 𝑎 𝑜 a0 ist neue Naturkonstante und μ eine Funktion für die gilt 𝜇 𝑥≫1 =1 𝜇 𝑥≪1 =𝑥

12 MACHOs schwere nicht-leuchtende Objekte
zB Schwarze Löcher, Neutronensterne oder Braune Zwerge werden über den Gravitationslinseneffekt nachgewiesen © Wikipedia Masse der MACHOs reicht aber nicht aus um die Sternbewegung zu erklären machen nur bis zu 20% der dunklen Materie aus

13 WIMPs Im Gegensatz zu MACHOs sind WIMPs keine massiven kompakten Objekte freie Elementarteilchen extrem seltene Wechselwirkung mit jeder Materie WIMPs müssten indirekt durch ihre Zerfälle nachgewiesen werden 10 ≤ 𝑚 𝑊𝐼𝑀𝑃 ≤ 𝐺𝑒𝑉 𝑐 2

14 Zusammenfassung Rotationskurve einer Galaxie nicht vollständig erklärbar Universum könnte zum Großteil aus nicht-strahlender und schwach Wechselwirkender Materie bestehen Weak Interacting Massive Particles heutzutage bester Kandidat für dunkle Materie Schwer nachweisbar, da extrem seltene Wechselwirkung mit baryonischer Materie