Lesen Sie einfach, dass es Störungen im äußeren Sonnensystem gibt, die darauf hindeuten, dass es erdgroße Planeten weit entfernt von der Sonne im Dunkeln gibt.
Wenn die gleiche Art von Effekten auf galaktischer Ebene beobachtet wird, verwenden Kosmologen Dunkle Materie, um zu erklären, woher die unbekannte Kraft kommt.
Warum also verwenden sie im kleinen Maßstab (Sonnensystem) die Newtonsche Physik und im galaktischen Maßstab die hypothetische Dunkle Materie? Wo ist der Schnitt?
Könnte Dunkle Materie auch nur Dunkle Materie sein, Zeug, das keine Strahlung aussendet und im Dunkeln sitzt? Jedes Jahr scheint mehr und mehr dunkles Zeug entdeckt zu werden, es ist seltsam, dass diese Option nicht weiterverfolgt wird, während Dunkle Materie die ganze Aufmerksamkeit zu bekommen scheint, obwohl es keine experimentellen Beweise dafür gibt.
Der Effekt der Dunklen Materie auf die Skalen des Sonnensystems existiert theoretisch, aber er ist nahezu nicht nachweisbar gering.
Eine verwandte Frage beschäftigt sich mit der Dichte der Dunklen Materie im Sonnensystem. Es kommt auf weniger als ein Wasserstoffatom pro Kubikzentimeter heraus, etwa 20 Größenordnungen weniger dicht als ein typischer Feststoff oder eine typische Flüssigkeit und 17 Größenordnungen weniger dicht als Luft. Darüber hinaus ist dies eine ziemlich gleichmäßige Verteilung der Materie, sodass ihre Gravitationswirkung auf die Bewegungen der Planeten im Wesentlichen nichts ist.
Sobald Sie auf den Maßstab der Galaxie herauszoomen, beginnen Sie zu sehen, dass dunkle Materie stärker in Richtung des Zentrums der Galaxie und weniger (sehr) weit außerhalb konzentriert ist. Somit trägt es zum Gravitationspotential der Galaxie bei und beeinflusst die Umlaufbahnen von Sternen und Sternhaufen, die sich um die Galaxie bewegen.
Es läuft also darauf hinaus, dass die Dynamik des Sonnensystems im Vergleich zur durchschnittlichen Dichte der Galaxie (einige Atome pro Kubikzentimeter) von einer extrem konzentrierten Überdichte (der Sonne sowie der Planeten) völlig dominiert wird. Dies ist übrigens ein wichtiger Punkt: Auf einem Planeten in der Nähe eines Sterns zu sein, ist ein höchst unwahrscheinlicher Ort, um sich selbst zu finden, verglichen mit typischen Orten, die einheitlich aus dem Universum gezogen werden; Die meisten Orte im Weltraum sind viel, viel freier von normaler Materie.
Eine Analogie ist, an eine Wüste mit sanft geschwungenen Sanddünen zu denken. In großen Maßstäben wird die Form der Landschaft durch sanfte Kurven, die die Form der Dünen einfangen, gut angenähert. Aber wenn Sie sich den Sand mit einem Mikroskop ansehen, ist die Oberfläche sehr rau, mit allen möglichen kleinen Steinbrocken, die willkürlich aufgehäuft sind. Ein mikroskopisch kleiner Organismus, der auf dem Sand herumkriecht, nimmt kaum die Form der Düne wahr, auf der er sich befindet, aber er kümmert sich sehr um die Größe eines Sandkorns in der Nähe.
Beachten Sie auch, dass es neben der Dynamik von Galaxien viele andere Beweise für Dunkle Materie gibt, und alle diese Beweise stimmen darin überein, wie viel Dunkle Materie benötigt wird, um die Beobachtungen zu erklären. Tatsächlich würde ich sagen, dass wir alle so ungläubig wären, wie Sie klingen, wenn die galaktische Dynamik alles wäre, was wir hätten. Aber der Erfolg der Kosmologie (für die niemand eine glaubwürdige Alternative ohne dunkle Materie entwickelt hat) ist ein starker Beweis dafür, dass dunkle Materie tatsächlich im Universum verbreitet ist.
Betrachtet man eine Galaxie, sieht man die Ausbuchtung in der Mitte und die Scheibe in einer Ebene. In dieser Scheibenregion befinden sich alle Sterne und Sternsysteme, zB unser Sonnensystem vom Zentrum der Milchstraße entfernt.
Während Objekte in den äußeren Regionen einer Galaxie vom riesigen Halo aus Dunkler Materie (DM) beeinflusst werden, geht die dominierende Anziehungskraft in der Scheibe, zB in unserem Sonnensystem, von der leuchtenden Materie aus.
Ich habe dieses Bild gefunden:
http://qph.is.quoracdn.net/main-qimg-d9481e8d735afc44ab459a33f4816c91?convert_to_webp=true
Nachdem all dies gesagt wurde, haben wir keine Ahnung, was dunkle Materie wirklich ist! ;)
Danu