Wie berechnet man die Stärke ("Weltraumkraft") der Dunklen Materie in Galaxien?

Schauen wir uns zunächst die beobachtete Geschwindigkeit innerhalb von Galaxien an ( Quelle ):Maß für die Geschwindigkeit innerhalb der Galaxie

Auf der linken Seite sehen wir die Geschwindigkeit von Himmelskörpern innerhalb von Galaxien, die nur durch Schwerkraft abgeleitet wird (Schwerkraft wird normalerweise durch ein Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie erzeugt), auf der rechten Seite können wir die beobachtete Geschwindigkeit von Himmelskörpern sehen, beides in Bezug auf die Entfernung vom galaktischen Zentrum.

Als Ergebnis könnte die Stärke der Dunklen Materie (oder "Weltraumkraft") wie folgt berechnet werden:

F Dunkle Materie = M Galaxis v Himmelskörper in der Galaxie D D T - G Schwarzes Loch, Zentrum der Galaxie

Ist das eine brauchbare Rechnung? Und wenn ja, gibt es online Grafiken, die diese Stärke der Dunklen Materie (oder "Weltraumkraft") in Bezug auf die Entfernung vom galaktischen Zentrum zeigen?

(Anmerkung: In dieser Formel würde einer Galaxie eine Masse zugeordnet M Galaxie viel höher als die Masse ihres Schwarzen Lochs. Mathematisch gesehen könnte man aber auch einfach abnehmen D T , also mit einem Himmelskörper, der vom Zentrum zum Rand der Galaxie wandert, D T abnehmen würde, also würde die Geschwindigkeit der Zeit zunehmen. Ich bezweifle, dass dies wahr ist, weil es die grundlegende Definition von Geschwindigkeit ändern würde v Himmelskörper auch innerhalb der Galaxie und führen alle möglichen unlogischen Widersprüche ein, aber in der Mathematik ist alles möglich, wie wir aus der Relativitätstheorie wissen...)

Nachtrag:

  • M Galaxis v Himmelskörper in der Galaxie D D T [ k G · M S 2 ] = beobachtbare Kraft (im Bild rechts dargestellt)
  • G Schwarzes Loch, Zentrum der Galaxie [ k G · M S 2 ] , die durch die Schwerkraft eines Schwarzen Lochs verursachte Kraft (im Bild links dargestellt)
  • F Dunkle Materie [ k G · M S 2 ] , die Kraft der Dunklen Materie bis zu einem Punkt im Raum
Bitte erläutern Sie Ihre Notation. Was tun F Dunkle Materie , D T Und G schwarzes Loch bedeuten ? Ohne zu wissen, was Ihre Begriffe bedeuten, ist nicht einmal klar, dass Ihre Formel maßlich richtig ist.
M v D / D T ist die Kraft, die von dunkler Materie bis zu einem Punkt innerhalb der Galaxie (im rechten Bild gezeigt) verursacht werden soll. G B l A C k H Ö l e ist die Kraft, die durch die Schwerkraft des Schwarzen Lochs verursacht wird (siehe linkes Bild). F D A R k M A T T e R ist der unterschied...
Hoffe der Nachtrag bringt Klarheit...
"Beachten Sie, dass die Schwerkraft normalerweise von einem Schwarzen Loch im Zentrum einer Galaxie ausgeht)". Nein tut es nicht.
@Rob: Einige Notationen geändert, ich denke, es ist jetzt ziemlich klar.

Antworten (1)

Ihre Gleichung scheint zu versuchen, den Gravitationsbeitrag der Dunklen Materie als Differenz zwischen der beobachteten Gravitationskraft auf einem Stern in einer bestimmten Entfernung vom Zentrum einer Galaxie und der theoretischen Gravitationskraft auf der Grundlage der Sterne auszudrücken, die darin zu sehen sind Galaxis.

Dies ist ziemlich genau das, was die Geschwindigkeits-/Entfernungskurven zeigen. Die Differenz zwischen beobachteter und theoretischer Gravitationskraft kann aus der Rotationsgeschwindigkeit in einer bestimmten Entfernung berechnet werden, da die Zentripetalkraft erforderlich ist, um einen Stern mit Geschwindigkeit in einer galaktischen Umlaufbahn zu halten v und Radius R ist proportional zu v 2 R .

Das supermassive Schwarze Loch, das unserer Meinung nach im Zentrum der meisten Galaxien liegt, trägt nur sehr geringfügig zur Anziehungskraft der Galaxie als Ganzes bei. Die typische Masse eines solchen Schwarzen Lochs liegt bei etwa 1 % der Masse der Sterne in der Galaxie oder in der Umgebung 0,1 % der gesamten galaktischen Masse einschließlich dunkler Materie.

Aufgrund ihrer Komplexität habe ich diese Frage in Teile aufgeteilt, hier ist der erste Teil, der "nur" behandelt G B l A C k H Ö l e : physical.stackexchange.com/questions/584522/…