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Rotatiekromme

Das Rotationskurve einer Galaxie ist eine Darstellung der beobachteten Rotationsgeschwindigkeiten der Materie in den Scheibenteilen von Spiralgalaxien als Funktion der Entfernung vom galaktischen Zentrum dieser Systeme. Es gibt eine Diskrepanz zwischen diesen Beobachtungen und den Vorhersagen, dass die Newtons Gravitationsgesetz beschäftigt sich mit der Bewegung der leuchtenden Masse. Das Vorhandensein dieses Widerspruchs ist laut Astronomen ein Hinweis auf die Existenz von Dunkle Materie in dem Heiligenschein der Galaxie.

Die Rotationskurve von Unordentlicher 33: vorhergesagt und beobachtet.

Zu Beginn des die 80er entdeckt Vera Rubin dass sich Spiralgalaxien nicht wie erwartet drehen Kepler-Dynamik. Basierend auf diesem Modell würde Angelegenheit (wie Sterne und Gas) im Scheibenteil einer Spirale sollte sich genauso um das Zentrum der Galaxie drehen wie Planeten im Sonnensystem um die Sonne drehen. Würde man sich darauf verlassen, würde man erwarten, dass der Durchschnitt Umlaufgeschwindigkeit von einem Objekt in einer bestimmten Entfernung vom Hauptteil der Massenverteilung würde umgekehrt mit der Quadratwurzel des Bahnradius abnehmen (die gestrichelte Linie in der nebenstehenden Abbildung). Zum Zeitpunkt der Entdeckung der Anomalie wurde angenommen, dass sich der größte Teil der Masse der Galaxie im zentrale Ausbuchtung liegen sollte.

Beobachtungen der Rotationskurve von Spiralgalaxien stimmen jedoch nicht überein. Im Gegenteil, die Kurven nehmen gemäß der erwarteten inversen Quadratwurzelbeziehung überhaupt nicht ab, sondern sind ziemlich „flach“ – außerhalb der zentralen Ausbuchtung ist die Geschwindigkeit eine fast konstante Funktion des Radius (die durchgezogene Linie in der Abbildung). Die Aussage, die die wenigsten Anpassungen an den Naturgesetze erfordert eine beträchtliche Menge an Materie weit über das Zentrum der Galaxie hinaus, die kein Licht emittiert. Es wird vorgeschlagen, dass diese zusätzliche Masse aus Dunkle Materie in einem Heiligenschein um die Galaxie herum, und dass dies die dunkle Materie ist, deren Existenz 40 Jahre zuvor von Fritz Zwicky in seinem Studium der Massen von Cluster von Galaxien. Gegenwärtig gibt es eine Vielzahl von Beobachtungen, die auf das Vorhandensein von kalte dunkle Materie und seine Existenz ist ein wichtiger Teil der Gegenwart Lambda CDM-Modell dass die Kosmologie von dem Universum beschreibt.

Eine kleine Minderheit von Physikern und Astronomen hat ihr Unbehagen mit der Theorie der Dunklen Materie zum Ausdruck gebracht, und einige haben eigene alternative Erklärungen entwickelt. Eine der beliebtesten alternativen Erklärungen ist die phänomenologische Theorie der "angepassten Newtonschen Dynamik" (modifizierte Newtonsche Dynamik, MUND). Diese Theorie argumentiert, dass die Anomalien nicht auf Probleme mit Masse-Licht-Verhältnissen oder kleinen Details in unserem Verständnis des kosmologischen Verhaltens der Dunklen Materie zurückzuführen sind, sondern eher auf die Schwere verhält sich auf großen Längenskalen nicht gleich. Während diese Theorie einigermaßen erfolgreich bei der Reproduktion einiger statistischer Eigenschaften von Galaxien und wichtiger Beobachtungen als Beweis für Dunkle Materie ist, scheint sie bei Beobachtungen von Dunkler Materie Probleme aufzuweisen. Cluster. Versuche, eine theoretische Grundlage zu schaffen, die gut genug ist, um andere Effekte zu beschreiben, wie z Anisotropien in dem kosmische Hintergrundstrahlung und Schwerkraft-Linsen, werden erst jetzt entwickelt.

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