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Nordlicht
Anmeldedatum: 09.03.2009 Beiträge: 25
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Verfasst am: 09.05.2009, 19:54 Titel: Zentralmasse |
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Rein theoretisch wäre es möglich, dass ein großes rotierendes System von
Massen, etwa eine ganze Galaxis, auch ohne Zentralmasse auskommen könnte.
Die Bedingungen wären etwa, dass sich alle Masse in einer Ebene befindet und dass die
Masse völlig gleichverteilt und zentralsymmetrisch wäre.
Welche Argumente aus theoretischer Sicht würden dagegen sprechen? |
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El Cattivo
Anmeldedatum: 22.04.2007 Beiträge: 1556
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Verfasst am: 09.05.2009, 22:00 Titel: Re: Zentralmasse |
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Nordlicht hat Folgendes geschrieben: | Rein theoretisch wäre es möglich, dass ein großes rotierendes System von
Massen, etwa eine ganze Galaxis, auch ohne Zentralmasse auskommen könnte.
Die Bedingungen wären etwa, dass sich alle Masse in einer Ebene befindet und dass die
Masse völlig gleichverteilt und zentralsymmetrisch wäre.
Welche Argumente aus theoretischer Sicht würden dagegen sprechen? |
Deine Bedingungen sprechen dagegen. Die Galaxienbildung einfach mal auser Acht gelassen, angenommen deine ideal gleichverteilte und zentralsymetrische Galaxie läge vor. Wir reden von einer Galaxis in der sich eine ganze Reihe physikalische Vorgänge abspielen. Eine Störung deiner idealen, zentralsymetrischen Gleichverteilung ist folglich mehr als wahrscheinlich.
Um deine Galaxie ohne Zentralmasse auch nur im Grundsatz plausibel zu machen müsstes du zeigen, das es eine Art Selbstregelungsvorgang gibt, der bei einem Massentransport zu einer Wiederherstellung der gleichverteilten Punktsymetrie führt. Ansonsten ist deine Galaxie nicht stabil.
mfg |
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JANm
Anmeldedatum: 08.10.2008 Beiträge: 322 Wohnort: Haarlem, Nederland
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Verfasst am: 10.05.2009, 00:03 Titel: Doughnut |
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When I was calculating the exact gravitational force of the earth. The shape of the earth defined as "senkrecht zu die zusammenstellung fon kraefte" so centrifugal force and gravitational force together I had the oppurtunity that a wellreading professor answered my questions within a week typewrited with manual corrections...
He helped me posing the integrals and integrands but especially he was not beforehanded whatsoever. I met him when he gave the coarse Pascal, a computerlanguage which is very secure in many things, very principal to the beta-direction. In common language you could say Cobol but not only for financial matters. During his lectures he could be ringed on his beaper (I think somebody was teasing!). He tried to answer but when that not worked he threw his beaper on to ground and totally flattened it. I mean the possibility that it could be ever repared to regain electronic functionality was really diminished to zero. And you must believe that there are many apparatus for which I have tried to revive things. Let us say even the elctronic parts (small as they even were in those days) were unusable.
Ok this professor I have met ten years later in a letter exchange which was the most adorable I have ever met. His typewriting (not on a computer I might add) of course perfect. His handwriting influencend bij parkinson only recognisable if you knew him or knew what it was about. With the aid of the integrals and integrands he suggested:
The doughnut as a possible form of matter, let us say for a planet or a star or a gallaxy whatever was there.
greetings Janm _________________ Weiss nicht viel aber was ich weiss benutze ich. |
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Nordlicht
Anmeldedatum: 09.03.2009 Beiträge: 25
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Verfasst am: 10.05.2009, 18:59 Titel: |
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Wenn keine Selbstregulierungsmechanismen bekannt sind, heißt das natürlich nicht,
dass es sie nicht auch geben könnte. Einige (zugegeben schwache) Argumente ließen
sich immerhin schon aus dem Stehgreif formulieren:
1) Die Achse des Systems ist nicht im Raum verankert, sondern kann sich frei bewegen
und könnte bei Störungen das System in neue Symmetriepositionen führen.
2) Bilden sich in einer symmetrischen rotierenden Gasscheibe Masseanhäufungen, so
müssen sich diese der Rotationssymmetrie fügen, andernfalls wäre zusätzliche Energie
erforderlich. Für einen Kollaps des ganzen Systems wäre eine ungeheure Energie
notwendig.
3) „Eingeschossene“ Masse findet eine Bahnkurve, die ihrer Geschwindigkeit entspricht,
und korrigiert dann die Gegenseite. Falls ins Zentrum fallend, wird sie auf der Achse
herausgeschleudert. Bei völliger Symmetrie ist auf der Rotationsachse die Gravitation
gleich Null und damit ist das die Linie, auf der die Masse aus dem System entfernt
werden kann. In Umgebung dieser Unstetigkeit (im Zentrum der Galaxie) dürfte der
Gradient der Gravitation so groß sein, dass die Masse möglicherweise sogar in Photonen
zerlegt wird.
4) Nach innen „fallende“ Masse wird an einem Innenkreis gehalten. Die
Gravitationskraft hat nur eine zentralsymmetrische Komponente, die sich genau im
Mittelpunkt umkehrt und demnach ein Maximum durchlaufen muss.
Das ist natürlich theoretische Spekulation, aber bei den Spiralgalaxien ist immerhin eine äußerliche Symmetrie erkennbar, die bei einer Zentralmasse rein theoretisch nicht
notwendig wäre.
Die Frage bei den Rechnersimulationen ist, wie weit es gelingt auch die
Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation zu berücksichtigen, die zumindest im Falle
der Galaxien eine große Rolle spielen dürfte. |
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El Cattivo
Anmeldedatum: 22.04.2007 Beiträge: 1556
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Verfasst am: 10.05.2009, 20:51 Titel: |
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Nordlicht hat Folgendes geschrieben: |
1) Die Achse des Systems ist nicht im Raum verankert, sondern kann sich frei bewegen
und könnte bei Störungen das System in neue Symmetriepositionen führen. |
1) Nun, das ist eigentlich keine Argument, sondern gerade der Regelungsmechanismus, der zu zeigen ist.
2) Massenanhäufungen sind ja 'Zentralmassen'. Im einfachsten Fall bekommst du zwei Zentralmassen, die einander umkreisen. Tun sie das in einem hinreichend kleinen Abstand, so ist es näherungsweise so, als wenn eine Galaxie mit nur einer Zentralmasse vorläge. Tun sie es in einem hinreichend großen Abstand hast, du zwei Galaxien mit je einer Zentralmasse, die einander umkreisen. Dazwischen wird es wieder wild (Mehrkörperproblem). Energie ist für sich kein Argument. Man kann rotierende Masse unterschiedlich verteilen, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, ohne das die Rotationsenergie geringer wird. Ein radikale umordnung der Massenverteilung ist daher nicht zwingend an zusätzliche Energie gekoppelt. Grundsätzlich hast du ruck Zuck ein Mehrkörpersystem, wo eine kleine Störung, große Wirkung haben kann.
Zitat: | Die Frage bei den Rechnersimulationen ist, wie weit es gelingt auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation zu berücksichtigen, die zumindest im Falle der Galaxien eine große Rolle spielen dürfte. |
Och, ich denke Newton ist eine sehr gute Näherung. Aber es wäre schon interessant, den Unterschied zu sehen.
mfg |
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Nordlicht
Anmeldedatum: 09.03.2009 Beiträge: 25
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Verfasst am: 12.05.2009, 20:01 Titel: |
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Das Ganze als Mehrkörperproblem zu behandeln, würde den besten Mathematiker in den
Wahnsinn treiben. Die Methode der Erkenntnis ist es eigentlich in einem solchen Fall, den
Fokus zu vergrößern und die Randerscheinungen zu beobachten. Die symmetrische Aufweitung
der Spiralarme einer Galaxis wäre ein solches Phänomen, welches vielleicht mit der Rotation
der Gravitation zu erklären wäre, wenn die verzögernde Wirkung durch die
Ausbreitungsgeschwindigkeit berücksichtigt würde.
Die Stabilität eines rotierenden Systems ohne zentrale Gravitation wächst natürlich auch mit
der Masse des rotierenden Systems, da kleine Unregelmäßigkeiten leichter ausgeglichen
werden können. Was das System außer Tritt bringen könnte, sind an sich nur äußere Einflüsse,
da alle inneren Prozesse mit der eingeprägten Bewegung ablaufen müssen. So kann der
Schwerpunkt einer Kanonenkugel nicht durch Eigenrotation oder durch Zerbersten der Kugel
verändert werden. Mit dem Schwerpunkt ist auch die Gravitationskraft festgelegt, mit der das
System auf das Gegenüber wirkt.
Die Bahngeschwindigkeit dürfte nach dem Weber’schen
Ansatz auch die Gravitation in Bahnrichtung vermindern, weshalb auf den inneren Bahnen
(großes v/c) auch die Stabilität großer Massen bei kleineren Abständen vergrößert wird.
Also gewisse Anhaltspunkte gäbe es schon, aber scheinbar hat sich noch niemand damit beschäftigt..
Die Frage wäre interessant, wie man vor den SL die Galaxien erklärt hat.
Die Annahme eines SL ist natürlich eine wesentliche Vereinfachung und viel attraktiver. |
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Orbit
Anmeldedatum: 29.09.2008 Beiträge: 1469
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Verfasst am: 12.05.2009, 22:03 Titel: |
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Zitat: | Die Frage wäre interessant, wie man vor den SL die Galaxien erklärt hat. |
Nordlicht
Ich verstehe nicht, was Du eigentlich willst.
Alle Massen innerhalb der Umlaufbahn eines Himmelskörpers ums galaktische Zentrum bestimmen dessen Umlaufgeschwindigkeit. Innerhalb der Umlaufbahn unseres Sonnensystems in rund 28'000 Lichtjahren Entfernung vom GZ befinden sich etwa 100 Milliarden Sonnenmassen. Die Umlaufgeschwindigkeit ergibt sich aus Wurzel(GM/R). Wäre diese Masse in einem einzigen schwarzen Loch konzentriert, würde unsere Sonne mit derselben Umlaufgeschwindigkeit ums GZ kreisen.
Zitat: | Das Ganze als Mehrkörperproblem zu behandeln, würde den besten Mathematiker in den Wahnsinn treiben. |
Das versucht aber auch keiner; denn jeder Mathematiker weiss, dass es exakte Lösungen nur bis zum Dreikörperproblem gibt. Trotzdem handelt es sich hier natürlich um ein Vielkörperproblem. Mehr als Näherungslösungen sind also nicht möglich.
Orbit |
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Barney
Anmeldedatum: 19.10.2008 Beiträge: 1538
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Verfasst am: 12.05.2009, 23:15 Titel: |
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Orbit hat Folgendes geschrieben: | Zitat: | Die Frage wäre interessant, wie man vor den SL die Galaxien erklärt hat. |
Nordlicht
Ich verstehe nicht, was Du eigentlich willst.
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Hallo Orbit,
vielleicht ist Nordlicht ja auf der Suche nach Open-Source-Code für Vielkörper-Simulationen. So was würde mich auch interessieren, vorausgesetzt es ließe sich mit gcc (Linux) übersetzen.
Deshalb mein Aufruf: Stellt mehr hochwertigen und gut kommentierten Code ins Netz. Bei wikipedia gibt es z.B. einen Teilnehmer mit Namen CodeIsPoetry. So etwas gefällt mir .
mfg |
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FrankSpecht
Anmeldedatum: 22.02.2006 Beiträge: 439 Wohnort: Oldenburg
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Verfasst am: 12.05.2009, 23:38 Titel: |
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Moin, Orbit,
Orbit hat Folgendes geschrieben: | Zitat: | Die Frage wäre interessant, wie man vor den SL die Galaxien erklärt hat. |
Nordlicht
Ich verstehe nicht, was Du eigentlich willst. |
Für mich klingt das wie eine Frage zum Henne-Ei-Problem. _________________ CS, Frank
http://www.rainbow-serpent.de/ |
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JANm
Anmeldedatum: 08.10.2008 Beiträge: 322 Wohnort: Haarlem, Nederland
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Verfasst am: 13.05.2009, 00:36 Titel: Spiral arms or central gravitation |
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Hello Orbit
The quotation went wrong. You said something like it gives the same solution centering all the mass of a galaxy. That could be true in approximation, but the fact that the galaxy has spiral arms which also rotate around their central axis makes it a little different. Perhaps the globular clusters in the halo move in a way that you prescribe.
Please don't say that models with all kinds of irregularities cannot be calculated or at least drives the calculator crazy. In the first place people nowadays try to make the computer the calculator and do the thinking themselves. So that diminishes the doom scenario, but secondly the most astounding establishment of people in the last two decades is the growth in memory and calculating speed of computers. For example the workmemory of a PC at home is 100 times times more than the mainframe I worked on for a large company 20 years ago. For the calculating velocity I have rather no comparison, but who could believe that this evolvement would go so fast?
What I mean to say is that all opportunities are there to make models and calculate possible events in small timesteps. Of course it is impossible to solve the n-body problem (wasn't it a Danish with the best prognostic solution sofar?) because you have to give a number to n. Say 10 or 20 or 2000. Where lies the limtit for the fast computers nowadays.
greetings Janm _________________ Weiss nicht viel aber was ich weiss benutze ich. |
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FrankSpecht
Anmeldedatum: 22.02.2006 Beiträge: 439 Wohnort: Oldenburg
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Verfasst am: 13.05.2009, 01:33 Titel: Re: Spiral arms or central gravitation |
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Goedendag!
JANm hat Folgendes geschrieben: | Of course it is impossible to solve the n-body problem (wasn't it a Danish with the best prognostic solution sofar?) because you have to give a number to n. Say 10 or 20 or 2000. Where lies the limtit for the fast computers nowadays.
greetings Janm |
This is the same as Orbit says: Orbit hat Folgendes geschrieben: | Mehr als Näherungslösungen sind also nicht möglich. |
The german "Näherungslösung" means "approximation"!
And the limit for super-computers lies at thousands of objects, possibly more.
To all whom interested in gravitational simulations on computers may look at: http://theory.gsi.de/~vanhees/faq/gravitation/gravitation.html
But unfortunately it's in German! _________________ CS, Frank
http://www.rainbow-serpent.de/ |
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Nordlicht
Anmeldedatum: 09.03.2009 Beiträge: 25
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Verfasst am: 13.05.2009, 07:09 Titel: |
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FrankSpecht hat Folgendes geschrieben: | Moin, Orbit,
Orbit hat Folgendes geschrieben: | Zitat: | Die Frage wäre interessant, wie man vor den SL die Galaxien erklärt hat. |
Nordlicht
Ich verstehe nicht, was Du eigentlich willst. |
Für mich klingt das wie eine Frage zum Henne-Ei-Problem. |
Bevor Karl Schwarzschild um 1917 (?) die mathematischen Grundlagen für Schwarze Löcher gelegt hat
(An eine physische Realität hat er selbst nicht geglaubt, sondern das ganze nur als mathematischesn Kuriosum betrachtet)
musste man die Galxis ohne schwarze Löcher berechnen. Wie das geschah, habe ich in der Literatur bisher nichtfinden können.
Henne und Ei helfen da nicht wirklich.
Edit: Zitierung korrigiert - Karl, 13.5.2009 10:30 |
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Orbit
Anmeldedatum: 29.09.2008 Beiträge: 1469
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Verfasst am: 13.05.2009, 08:15 Titel: |
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Nordlicht
Ich habe den Eindruck, dass Du die Bedeutung des SL im Zentrum einer Galaxie überschätzt. Nach neuesten Messungen befinden sich innerhalb von 15,4 Millionen km ums Zentrum unserer Galaxis 4,31E6 Sternmassen:
Zitat: | Der dem zentralen Schwarzen Loch am nächsten liegende Stern S2 umläuft das galaktische Zentrum in einer Entfernung von etwa 17 Lichtstunden in einem Zeitraum von nur 15,2 Jahren. Seine Bahn konnte inzwischen über einen vollen Umlauf hinweg beobachtet werden. Aus den Beobachtungen der Bewegungen der Sternes des zentralen Sternhaufens ergibt sich, dass sich innerhalb dieser Region von 15,4 Millionen km Durchmesser eine Masse von geschätzten 4,31 Millionen Sonnenmassen befinden muss.[9] Die plausibleste und einzige mit allen Beobachtungen konsistente Erklärung für diese große Massenkonzentration ist die Anwesenheit eines Schwarzen Lochs. |
Aus
http://de.wikipedia.org/wiki/Galaxis
Bei den 15,4 Millionen km muss es sich allerdings um den Radius handeln; denn diese Masse hätte bereits einen Schwarzschildradius von fast 13 Millionen km.
Wie dem auch sei: Diese zentrale Masse macht nur 0,04 Promille der baryonischen oder < 0.01 Promille der Gesamtmasse der Galaxie aus.
Wenn wir in unserem Sonnensystem ein solches Verhältnis von Zentral- und Gesamtmasse hätten, befände sich an Stelle der Sonne ein Körper von gut 2 Erdmassen.
Orbit |
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Nordlicht
Anmeldedatum: 09.03.2009 Beiträge: 25
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Verfasst am: 13.05.2009, 14:00 Titel: |
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Orbit hat Folgendes geschrieben: | Ich habe den Eindruck, dass Du die Bedeutung des SL im Zentrum einer Galaxie überschätzt. |
Genau das ist der springende Punkt. Mit jedem neuen Forschungsergebnis wird die
notwendige Masse des SL im Zentrum kleiner. Letztens gab es erst wieder eine Nachricht
von einem amerikanischen Forscher, nach der die Masse eines SL deutlich nach unten korrigiert werden musste.
Wenn mit jeder neuen Computergeneration das schwarze Loch im Zentrum einer Galaxis
kleiner wird, könnte leicht der Verdacht aufkommen, dass man sie am Ende gar nicht mehr
nötig hat, das heißt, dass die schwarzen Löcher mehr in der Computertechnik und den Programmen zu suchen sind, als in der Realität des Weltraums. |
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Orbit
Anmeldedatum: 29.09.2008 Beiträge: 1469
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Verfasst am: 13.05.2009, 14:11 Titel: |
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Zitat: | Wenn mit jeder neuen Computergeneration das schwarze Loch im Zentrum einer Galaxis
kleiner wird, könnte leicht der Verdacht aufkommen, dass man sie am Ende gar nicht mehr
nötig hat, das heißt, dass die schwarzen Löcher mehr in der Computertechnik und den Programmen zu suchen sind, als in der Realität des Weltraums. |
Da widersprichst Du Dir gleich selbst. Es wäre nämlich ziemlich genau umgekehrt.
Nun, wie dem auch sei, es gibt zahlreiche Beobachtungen, welche Schwarze Löcher in Zentren von Galaxien nahe legen. In unserer eigenen Galaxie sind die Indizien erdrückend. Hast Du meinen Link gelesen?
Orbit |
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