Spiralgalaxien .....

Servus liebe Weltraumbegeisterte,

wer hat Lust dieses zu thematisieren und diskutieren ?

Warum haben Spiralgalaxien gebogene Seitenarme ? Wer kann sich mit der
Erklärung im Link zufrieden geben ?

www.weltderphysik.de/gebiet/universum/na...ugen-spiralstruktur/

Meine Frage wäre: Bietet die Raumzeit nahe des Massezentrums der Materie durch Dehnung weniger Bewegungswiderstand als in äusseren Bereichen ?

Sofern dies in älteren Threads (altes Forum) schonmal diskutiert wurde einfach bitte Thema wieder löschen.

Euer Niemandchen 😊

Niemand schrieb:

Warum haben Spiralgalaxien gebogene Seitenarme ?

Die Spiralstruktur ist (quasi) rein zufällig, aber selbstverstärkend. Dies nennt man Dichtewellen oder auch Druckwellen, wie im Artikel beschrieben. Die Spiralform der Speichen entsteht durch die Geschwindigkeitsunterschiede.

Kann sein, dass wir das schon hatten, aber eher nur am Rande.

wiki:
Druckwelle (Weiterleitung von „Dichtewelle“)
Dichtewellentheorie, wonach Dichtewellen die Bildung von Balken-, Spiral- und Balkenspiralformen in einer Galaxie bewirken. Eine Dichtewelle wird aufgrund einer…

Dichtewellentheorie
Spiralarme ein Wellenphänomen sind und ständig neu gebildet werden. Die Dichtewellen durchlaufen die Materie der Galaxie, wobei die Spiralarme die Gebiete…

Spiralarm
bietet die These, dass die Spiralarme sichtbarer Ausdruck stehender Dichtewellen sind (etwa wie Schallwellen in Luft), die in der galaktischen Scheibe…
6 KB (619 Wörter) - 12:46, 18. Okt. 2020

Spiralgalaxie
Umlaufbahnen zueinander synchronisiert und es entstehen Dichtewellen. Diese Theorie der Dichtewellen wurde von Chia-Chiao Lin und Frank Shu in den 1960er…

Guten Morgen und Danke lieber Rainer für Deine Ausführungen.

Bei mir werfen sich dsbzgl. noch mehr Fragen auf, z.B. spielt bei der Biegung der Arme eventuell auch ein reverser Pirouetteneffekt mit hinein ? Oder die Drehrichtung der Galaxien... müsste man hier eventuell auch eine Rotation des gesamten Universums mit in die Überlegungen einbeziehen ? Um hier eine stabile Statistik zu erreichen müsste man wohl Milliarden von Spiralgalaxien untersuchen. Sollte aber mit den heutigen leistungsfähigen Teleskopen kein Hindernis mehr darstellen... Ist eventuell höchstens ein Zeitproblem.... denn unsere Zeit ist im kosm. Sinne stets sehr sehr knapp bemessen....

einen prosperierenden Tag in Frieden wünscht Euch Allen... Niemandchen 🌞

Niemand schrieb:

müsste man hier eventuell auch eine Rotation des gesamten Universums mit in die Überlegungen einbeziehen

Das gibt es nicht, und wenn es nach Mach doch möglich ist, dann ist es irrelevant, also letztlich doch wegtransformierbar.

In einer (zumindest) nahezu flachen Raumzeit wie der des Universums könnte die Rotation nur um das Zentrum des Urknalls des B⁴ als Zentrum unserer S³ stattfinden, und müsste natürlich dennoch eine Rotationsachse ausweisen. Die Annahme, dass wir uns genau in dieser Achse befinden ist wohl ziemlich abwegig. Im Mittel sollte man also eine Position von ca 45° verglichen mit der Erdkugel unterstellen. In einer nahezu flachen Raumzeit merkt man von sowas aber sowieso nur die Anisotropie.in Form von Corioliskräften. Sowas wird nirgends beobachtet.

Also einerseits ist damit (mMn) Mach widerlegt und andererseit wäre es bis auf Corioliskräfte irrelevant.

Rotatioinsbedingte Fliehkräfte wären hingegen gar nicht von der Expansion des Universums zu unterscheiden, abgesehen von Anisotropien.

Niemand schrieb:

Rotation des gesamten Universums

Bei der Frage der Rotation des Universums stellt sich unter anderem die Frage, worum das Universum rotieren sollte. Wäre es eine Rotation um einen Punkt oder um eine Achse?

Hierzu müsste man berücksichtigen, dass das ganze Universum ja viel größer ist als der von uns sichtbare Teil.

Viele voneinander unabhängige Rotationen in verschiedenen Teilen des Universums kann ich mir nicht vorstellen. Insofern wäre es im Falle einer allgemeinen Rotation im Universum am wahrscheinlichsten, dass die Drehachse außerhalb wäre.

Ganz generell stellt sich da die Frage, was die Rotation in Gang gesetzt haben könnte und warum sie stabil wäre. Ein Massezentrum im Zentrum der Rotation wäre ja nicht zu erwarten.

Servus Clauss, schön Dich zu treffen,

Ziemlich alles im Universum rotiert, abgesehen von kollidierten Massen, die sich selbst auslöschten in Ihrem Spin oder die Drehrichtung änderten je nach Kollisionswinkel und Wucht.

Also ich finde die Betrachtung nicht abwegig, daß auch das gesamte Universum rotiert und zwar wie eine flache Galaxie (Diskus) um die zentrale Hochachse, sprich um ihr fixes Massezentrum. Diese Betrachtung setzt allerdings vorraus, dass schon ab Urknall ein Spin integriert war...

.. und es dreht sich doch (?)

Niemand schrieb:

um ihr fixes Massezentrum

Das gibt es nicht.
Es gibt im Falle eines sphärischen Universums nur den Urknall als Zentrum, außerhalb des Universums im ℝ⁴.

Clauss schrieb:

Ganz generell stellt sich da die Frage, was die Rotation in Gang gesetzt haben könnte und warum sie stabil wäre. Ein Massezentrum im Zentrum der Rotation wäre ja nicht zu erwarten.
 

Wir würden eine Rotation als lineare Bewegung wahrnehmen, ähnlich wie man die Rotation der Erdkugel von einem Beobachtungspunkt auf der Oberfläche aus nur als lineare Bewegung wahrnimmt.

Da lineare Bewegungen intrinsisch nicht wahrnehmbar sind, bleibt nur die Corioliskraft übrig, und in einem praktisch flachen Universum eben gar nichts.

Deshalb sage ich ja, dass sich jede Rotation jedenfalls praktisch wegtransformieren lässt.

Niemand schrieb:
Warum haben Spiralgalaxien gebogene Seitenarme?
Bietet die Raumzeit nahe des Massezentrums der Materie durch Dehnung weniger Bewegungswiderstand als in äußeren Bereichen?=10.0ptAlso ich finde die Betrachtung nicht abwegig, dass auch das gesamte Universum rotiert und zwar …

Guten Abend!  

Rainer schrieb ja schon, die Spiralarme einer Galaxie sind Dichtewellen usw. die gebogenen Seitenarme entstehen aber auch aufgrund der Rotation der Galaxie und der Gravitationseinflüsse innerhalb der Galaxie. Like a hurrican…

Sag mal, btw, unsere Milchstrasse, 800 Mrd. M☉, Sgt*A = 4,154 Mio. M☉, ich bin nicht sicher, ob die Rotation um das SMBH die Schnellste ist, verglichen mit den Außenbereichen, die dank DM zu schnell rotieren, ich las mehrfach, man weiß es nicht genau, auch die Masseverteilung in der Milchstrasse ist unklar, und es kann auch sein, dass die gesamte Galaxie mehr oder weniger mit derselben Geschwindigkeit rotiert… siehe unten.

Apropos, alles rotiert, ich auch, haha. Aber das Universum? Von den noch unbekannten „Dunklen Mächte“ und dem „bisschen Staub“ abgesehen, besteht es doch aus Ultrahoch­vakuum (UHV) (erdnah) bzw. extrem hohes Vakuum (XHV) – und die Moleküldichte beträgt 10^8…10^5 cm^−3 bzw. <10^5cm^-3 (aber alles in ihm rotiert)

Auch bei Mergings aller Art rotieren die Objekte und kollidieren nicht „frontal“; komplexe Prozesse, die sich über Millionen Jahre hinziehen und verschiedene Phasen durchlaufen, dynamische Wechselwirkungen, langfristige strukturelle Veränderungen.

Der „1. Drehimpuls“? Quarks haben Spin (1/2) Noch früher? Wenn ich nur wüsste, wie genau der Urknall ablief… Ist die „Information Rotation“ irgendwo codiert?

Hattest Du das gefragt? Es gibt kontinuierliche Materieflüsse aus den Halos bis in die zentralen Regionen von Galaxien hinein, der für „Gasnachschub“ sorgt. Andererseits las ich öfters, das kurz gesagt, galaktische Winde Materie aus einer Galaxie hinaustreiben können…

Laut ART krümmt Masse die RZ, klar, je mehr Masse, desto krümmer; nahe SMBH sind Gezeitenkräfte stark, ein Resultat der gekrümmten Raumzeit. Auf galaktischen Skalen ist die Krümmung der Raumzeit durch die gesamte Masse der Galaxie und ihrer Dunklen Materie verantwortlich für die Gravitation, die das Gas nach innen zieht.

Gestern in Quanta gelesen: „Singularitäten weisen darauf hin, dass ein Modell die Gesetze der Physik noch nicht vollständig erfasst.

“ So sehe ich das auch.  

(On the initial singularity and extendibility of flat quasi-de Sitter spacetimes
indico.cern.ch/event/1291893/contributions/5871027/ )

Liebe Grüße, schönen Sonntag, kaltes Bier und gute Laune, Niemandchen  

Mondlicht

Mondlicht2 schrieb:

Sag mal, btw, unsere Milchstrasse

 

Hier siehst Du die Rotationskurven in wiki

Die grüne Linie entspricht der homogenen Vollkugel. Da die Galaxie sehr ähnlich rotiert, kann man daraus schließen, dass die Dichteverteilung in der Scheibe etwa dem entspricht, was man bei einer gequetschten Kugel erhält, naja das ist sehr sehr grob "abgeschätzt".
Nur im Außenbereich weicht dies dann ab.

Jedenfalls nimmt die Rotationsgeschwindigkeit zunächst mit dem Radius fast linear zu.
vO = r·ω
mit anderen Worten, die Winkelgeschwindigkeit ω ist nahezu konstant wie bei einer soliden Scheibe.

Im Detail sieht man allerdings, dass der Anstieg zuerst ein bisschen steiler und dann flacher ist.

Davon abgesehen hat jeder Stern eine leicht individuelle Geschwindigkeit. Das Sonnensystem ist um ca 14600 m/s schneller als das Mittel der umgebenden Sterne.

Dichtewellen von bzw. aus was ? Materie oder der Raumzeit also Verdichtung und Verdünnung der Raumzeit --> gravitative Wellen ?

Niemand schrieb:

Dichtewellen von bzw. aus was ? Materie

Natürlich vor allem Sterne.

Es gibt schnellere, wenn sie einen Arm erreichen werden sie ein wenig gebremst. Ein bisschen wie bei einem Autostau.

Rainer Raisch schrieb:

Die grüne Linie entspricht der homogenen Vollkugel.

Merilix hat dem ja mal die homogene Scheibe gegenübergestellt
archiv.umwelt-wissenschaft.de/forum/natu....html?start=30#51527

Also quasi eine erzwungene Inhomogenität des laminaren Verkehrsflusses weil wiedermal jemand grundlos auf die Bremse latscht und danach nicht alle gleichzeitig wieder anfahren ? Kommt mir irgendwie bekannt vor. 😊

Niemand schrieb:

weil wiedermal jemand grundlos auf die Bremse latscht

Ja so war das Bild von mir gezeichnet.

Es gibt da natürlich den Unterschied, dass niemand am Ende des Staus wieder beschleunigt, sondern mit der staubedingt verminderterten Geschwindigkeit weiterfährt. Die Arme wachsen also mit der Zeit.

Wie ich gesehen habe, sind die Geschwindigkeitsunterschiede jedoch recht gering, so dass die Arme nicht so oft durchquert werden und sich offensichtlich immer noch Geschwindigkeitsunterschiede erhalten haben.

Der Hauptgrund für die Spiralarme wird eher in der Lebensdauer der größeren Serne gesehen.

wiki:
Dabei sind die Spiralarme Zonen erhöhter Materiedichte und Sternentstehung, die sich mit anderer Geschwindigkeit als die einzelnen Sterne durch die Scheibe bewegen.
Während ihrer Lebenszeit bewegen sich Sterne von ihren Geburtsstätten weg und verteilen sich auf die Scheibe. Besonders massereiche und leuchtkräftige Sterne entfernen sich allerdings aufgrund ihrer kürzeren Lebensdauer nicht soweit von ihren Entstehungsgebieten, weswegen diese dann als helle Spiralarme hervortreten.

Um die Dynamik der Spiralarne zu untersuchen könnte man zB die Bewegung des Sonnensystems mit der Bewegung der Arme vergleichen. Allerdings sind die Daten dafür noch nicht konsistent.

Die Eckdaten dafür sind
TO = 225 Mio Jahre Galaktisches Jahr Rotationsperiode Sonnensystem
vLSR = 240000 m/s Geschwindigkeit des local standard of rest
uSol = 14600 m/s Relativgeschwindigkeit des Sonnensystems
VO = 255000 m/s Geschwindigkeit des Sonnensystems
Tarm = 200 Mio Jahre Rotationsdauer der Arme
RO = 26673 ly Bahnradius Sonnensystem, Entfernung zum GC

ich komme zwar zu folgender Rechnung
TO = 2π·RO/VO = 200 Mio Jahre
In wiki ist demgegenüber eher von 250 Mio Jahren die Rede.
Leider stammen ja die einzelnen Daten von unterschiedlichen Quellen und sind leider noch nicht konsistent. Die Daten ändern sich auch immer wieder mit genaueren Beobachtungen. Daher kann auch Tarm nur "relativ" ernst genommen werden.

Die Geschwindigkeit des Armes scheint daher mit ca 230000 m/s noch langsamer als der LSR zu sein.

wiki:
Mittels Computersimulationen, die auch interstellares Gas berücksichtigen, kann die Ausbildung von Spiralarmen modelliert werden. Dabei zeigt sich, dass diese keineswegs statisch sind, sondern entstehen und vergehen. Danach durchläuft jede Galaxie eine zyklische Umwandlung von der Balken- in die reine Spiralform und zurück mit einer Periode von ca. 10 Milliarden Jahren

Naja solche Zeiträume....

Das sollte eigentlich mittels Quantencomputer in Fusion mit KI im Zeitraffer kein Problem darstellen (?) Vorrausgesetzt man speist alle relevanten Fakten in die Simulation mit ein. Aber das wird problematisch, weil man die visuell unsichtbaren Fakten nicht kennt... (noch nicht) 😉

Niemand schrieb:

Das sollte eigentlich mittels Quantencomputer in Fusion mit KI im Zeitraffer kein Problem darstellen

Welchen Vorteil sollte der Einsatz von Quantencomputern hier haben? Und warum braucht man hier eine KI?

Niemand schrieb:

kein Problem darstellen

Die Simulation gibt es ja schon.
Ich meinte nur, dass 10 Mrd Jahre ja in etwa dem jetzigen Alter der Galaxien entspricht, oder anders gerechnet etwa 50 Rotationen der Spiralarme.

Gegenfrage: Welche Vorteile bietet KI z.B. in diesem Bereich ?

www.ipp.mpg.de/5372301/ki_in_der_Fusionsforschung_2023

Zitat: .... denn das ist ja gerade die Stärke von Künstlicher Intelligenz (KI): Füttert man sie mit genügend Trainingsdaten, kann sie Muster in gigantischen Datenmengen erkennen und daraus Gesetzmäßigkeiten ableiten.

.. und dass dazu schnelle Rechner benötigt werden, ist doch eigentlich selbsterklärend.

Die Vorgänge im Universum erlaube ich mir hiermit als ähnlich hochkomplex zu bezeichnen, wie z.B. die der (kontrollierten / geregelten) Kernfusion hier auf der Erde.