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Questions and Answers
Welche Art von Galaxie wird in Abbildung 1 betrachtet?
Welche Art von Galaxie wird in Abbildung 1 betrachtet?
- Elliptische Galaxie
- Linsenförmige Galaxie
- Spiralgalaxie (correct)
- Irrergalaxie
Was wird als kreisförmige Bewegung der Sterne angenommen?
Was wird als kreisförmige Bewegung der Sterne angenommen?
- Lineare Bewegung
- Parabolische Bewegung
- Kreisförmige Bewegung (correct)
- Elliptische Bewegung
Warum wird von einer radiusabhängigen Massenverteilung in Galaxien ausgegangen?
Warum wird von einer radiusabhängigen Massenverteilung in Galaxien ausgegangen?
- Aufgrund der linearen Wachstumsrate der Sterne
- Aufgrund des Fehlens von schwarzen Löchern
- Aufgrund der homogenen Verteilung der Sterne
- Aufgrund des Vorhandenseins schwerer schwarzer Löcher in den Zentren (correct)
Wie würde sich die Rotationsgeschwindigkeit der Sterne verhalten, wenn von einer homogenen Massenverteilung ausgegangen wird?
Wie würde sich die Rotationsgeschwindigkeit der Sterne verhalten, wenn von einer homogenen Massenverteilung ausgegangen wird?
Welche Masse besitzt das zentrale schwarze Loch in der Milchstraße ungefähr?
Welche Masse besitzt das zentrale schwarze Loch in der Milchstraße ungefähr?
Wie viele Sterne beherbergt die Milchstraße ungefähr?
Wie viele Sterne beherbergt die Milchstraße ungefähr?
Warum erwarten wir in der Realität einen Anstieg der Bahngeschwindigkeiten bei kleinen Radien?
Warum erwarten wir in der Realität einen Anstieg der Bahngeschwindigkeiten bei kleinen Radien?
Was ist MOND (Modifizierte Newtonsche Dynamik)?
Was ist MOND (Modifizierte Newtonsche Dynamik)?
Warum sollte der Zusammenhang v ∼ 1/ r für große Radien gelten?
Warum sollte der Zusammenhang v ∼ 1/ r für große Radien gelten?
Was wird mit der Rotationskurve einer Galaxie untersucht?
Was wird mit der Rotationskurve einer Galaxie untersucht?
Welche Konsequenz zieht man aus der starken Abweichung der experimentell gefundenen Rotationskurve von NGC 3198 vom erwarteten Verhalten für große Radien?
Welche Konsequenz zieht man aus der starken Abweichung der experimentell gefundenen Rotationskurve von NGC 3198 vom erwarteten Verhalten für große Radien?
Warum wird MOND als Modifizierte Newtonsche Dynamik bezeichnet?
Warum wird MOND als Modifizierte Newtonsche Dynamik bezeichnet?
Welche Bedeutung hat die Funktion µ(x) in der modifizierten Formel F = maµ(a) für die Dynamik von Sternen in einer Galaxie?
Welche Bedeutung hat die Funktion µ(x) in der modifizierten Formel F = maµ(a) für die Dynamik von Sternen in einer Galaxie?
Warum wird eine Korrektur in Form einer neuen Naturkonstante a0 in der modifizierten Formel F = maµ(a) vorgenommen?
Warum wird eine Korrektur in Form einer neuen Naturkonstante a0 in der modifizierten Formel F = maµ(a) vorgenommen?
Welche Aussage trifft auf die Bahngeschwindigkeit von Sternen in den Außenbereichen von Galaxien gemäß der gegebenen Formel zu?
Welche Aussage trifft auf die Bahngeschwindigkeit von Sternen in den Außenbereichen von Galaxien gemäß der gegebenen Formel zu?
Was ist ein Hauptmangel der MOND-Theorie im Bezug auf ihre Verallgemeinerbarkeit?
Was ist ein Hauptmangel der MOND-Theorie im Bezug auf ihre Verallgemeinerbarkeit?
Welche Rolle spielt die Kreisbeschleunigung von Sternen in einer Galaxie gemäß dem Text?
Welche Rolle spielt die Kreisbeschleunigung von Sternen in einer Galaxie gemäß dem Text?
Welches Verhalten zeigen die Rotationskurven von Sternen gemäß der MOND-Theorie?
Welches Verhalten zeigen die Rotationskurven von Sternen gemäß der MOND-Theorie?
Welcher Parameter war der wichtigste in der numerischen Simulation des Max-Planck-Instituts zur Strukturbildung im Universum?
Welcher Parameter war der wichtigste in der numerischen Simulation des Max-Planck-Instituts zur Strukturbildung im Universum?
Was ergab die beste Übereinstimmung zwischen simulierten und realen Strukturen gemäß der Millennium-Simulation?
Was ergab die beste Übereinstimmung zwischen simulierten und realen Strukturen gemäß der Millennium-Simulation?
Was passiert laut der Simulation, wenn dunkle Materie sich mit relativistischer Geschwindigkeit bewegen würde?
Was passiert laut der Simulation, wenn dunkle Materie sich mit relativistischer Geschwindigkeit bewegen würde?
Was bewirkt die dunkle Materie gemäß den Erkenntnissen der Millennium-Simulation?
Was bewirkt die dunkle Materie gemäß den Erkenntnissen der Millennium-Simulation?
Warum wird Strahlung aus Gebieten mit höherer Materiedichte gravitativ rotverschoben?
Warum wird Strahlung aus Gebieten mit höherer Materiedichte gravitativ rotverschoben?
Was beobachtet man im Gegensatz zur erwarteten Strukturbildung, wenn der Großteil der dunklen Materie heiß und relativistisch beweglich wäre?
Was beobachtet man im Gegensatz zur erwarteten Strukturbildung, wenn der Großteil der dunklen Materie heiß und relativistisch beweglich wäre?
Welcher Anteil des Universums besteht aus dunkler Materie?
Welcher Anteil des Universums besteht aus dunkler Materie?
Was ist über die dunkle Energie im Universum bekannt?
Was ist über die dunkle Energie im Universum bekannt?
Welches Teilchen wird derzeit als vielversprechender Kandidat für dunkle Materie favorisiert?
Welches Teilchen wird derzeit als vielversprechender Kandidat für dunkle Materie favorisiert?
Welcher Beitrag zur Materiezusammensetzung des Universums kommt von gewöhnlicher baryonischer Materie?
Welcher Beitrag zur Materiezusammensetzung des Universums kommt von gewöhnlicher baryonischer Materie?
Welche Erweiterung des Standardmodells der Teilchenphysik könnte eine korrekte Deutung der dunklen Materie ermöglichen?
Welche Erweiterung des Standardmodells der Teilchenphysik könnte eine korrekte Deutung der dunklen Materie ermöglichen?
In welchem Verhältnis stehen Neutrinos und kosmische Hintergrundstrahlung zur Materiezusammensetzung des Universums?
In welchem Verhältnis stehen Neutrinos und kosmische Hintergrundstrahlung zur Materiezusammensetzung des Universums?
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Study Notes
Die Modifizierte Newtonsche Dynamik (MOND)
- Die MOND ist eine Korrektur der Newtonschen Dynamik, die insbesondere für kleine Beschleunigungen gilt.
- Die Funktion µ(x) ist nicht eindeutig festgelegt, aber sie sollte die beiden Grenzfälle µ(x ≫ 1) = 1 und µ(x ≪ 1) = x einschließen.
- In der Praxis werden oft die Funktionen µ(x) = 1 / (1 + x) oder µ(x) = √(1 + x²) verwendet.
Anwendung der MOND auf die Bahnbewegung von Sternen
- Die MOND führt zu einer Korrektur für kleine Beschleunigungen in der Bahnbewegung von Sternen in den Außenbereichen von Galaxien.
- Die Bahngeschwindigkeit ist damit unabhängig vom Radius, was dem beobachteten Plateau für große Radien entspricht.
Die Millennium-Simulation
- Die Millennium-Simulation ist eine numerische Simulation, die die Strukturbildung im Universum aus anfänglichen Fluktuationen rekonstruiert.
- Die Simulation zeigt, dass die dunkle Materie die Strukturbildung maßgeblich prägt.
- Die beste Übereinstimmung zwischen simulierten und realen Strukturen ergab sich für ρc = ΩDM = 0,23.
Die dunkle Materie
- Die dunkle Materie macht etwa 25% des Universums aus.
- Gewöhnliche baryonische Materie macht nur etwa 4-5% aus.
- Die dunkle Materie ist bislang völlig unklar, woraus sie besteht.
- Favorisiert werden derzeit WIMPs, aber das Standardmodell der Teilchenphysik liefert keinen wirklich geeigneten Kandidaten.
Die Rotationskurve einer Galaxie
- Die Rotationskurve einer Galaxie zeigt, dass die Sterne um das galaktische Zentrum rotieren, ähnlich der Rotation der Planeten um die Sonne.
- Die Massenverteilung M(r) ist radiusabhängig, da sich ein nennenswerter Anteil der Masse in dezentralen Regionen der Galaxie befindet.
- Die Rotationsgeschwindigkeit der Sterne sollte linear mit dem Abstand zum galaktischen Zentrum wachsen, aber dies gilt nicht für große Radien.
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