View
223
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Einführung in die
Astronomie und Astrophysik I
Teil 1
Jochen LiskeHamburger Sternwarte
jochen.liske@uni-hamburg.de
Email: jochen.liske@uni-hamburg.de
Web: www.hs.uni-hamburg.de/jliske
STINE
Sprechstunde: nach Vereinbarung(entweder an der Sternwarte in Bergedorf oder vor der
Vorlesung an der Jungiusstr.)
Übungsgruppenleiter:
Jochen Liske
Andreas Schweitzer
Präliminarien: Kontakt
Vorlesung:
Do 14:15 – 15:45
HS II
Übungen:
2 Gruppen
Do 16:00 – 17:15
HS II (Liske) und HS III (Schweitzer)
Übungszettel und Besprechung
Aktive und regelmäßige Teilnahme Bonuspunkte
Start: 14.04.2016
Aufteilung in Gruppen am Ende der nächsten Vorlesung
Präliminarien: Was, wo und wann?
Benotete Modulabschlussklausur / Prüfungsklausur:
Do, 21.07.2016, 10:00 – 12:00, HS III
2. Termin: Di, 11.10.2016, 10:00 – 12:00, HS II
Anmeldung erforderlich
3 Versuche möglich
Prüfungsstoff orientiert sich an den Übungszetteln
Benotung:
Präliminarien: Leistungsnachweis
Punktzahl Note
< 50% Nicht bestanden
50 – 54 % 4,0
55 – 69 % 3,7
70 – 74 % 3,3
… …
90 – 94 % 1,3
≥ 95% 1,0
Bonus:
Voraussetzung: aktive und regelmäßige Teilnahme
an den Übungen Präsentation von mindestens
2 Lösungen von Übungsaufgaben
Bonus wird gewährt, wenn ≥ 60 % der für die
Übungsaufgaben zu vergebenen Punkte erreicht
worden sind
Bonus besteht aus:
• Klausurpunktzahl ≥ 50%? Note + 0,3
• Klausurpunktzahl < 50%? Bis zu 20
Prozentpunkte (linear abhängig von der erreichten
Punktzahl für Übungsaufgaben), maximal
erreichbare Note = 3,7
Präliminarien: Leistungsnachweis
Folien
In STINE
Kein Ersatz für Lehrbücher!
Astronomie und Astrophysik
Weigert, Wendker & Wisotzki
Wiley-VCH, 5. Auflage, 2009
Der neue Kosmos
Unsöld & Baschek
Springer, 7. Auflage, 2004
Abriss der Astronomie
Voigt, Hrsg. Röser & Tscharnuter
Wiley-VCH, 6. Auflage, 2012
Präliminarien: Literatur
Einstieg: Was ist Astrophysik?
Koordinatensysteme
Astronomische Zeitrechnung
Sonnensystem
Gravitation
Die Keplerschen Gesetze
Strahlung
Teleskope
Planeten
Sternaufbau
Sternentstehung
Sternentwicklung
Sternhaufen
Interstellare Materie
Die Exoten: Neutronensterne und Schwarze Löcher
Themen
Die Milchstraße
Die Lokale Gruppe
Galaxien
Aktive Galaktische Kerne
Galaxienhaufen
Intergalaktische Materie
Kosmologie
Ausblick: Themen in EA&A II
Eine der ältesten Wissenschaften der Welt
Alle frühen Hochkulturen (Babylonier, Ägypter, Chinesen, Inder,
Maya, ...) führten Beobachtungen des Nachthimmels durch.
Kalender
Zeitmessung
Religiöse Aspekte
Grosser Stellenwert in der Antike (z.B. Griechenland, islamische
Welt)
Erste „Experimente“
Entwicklung von Weltbildern
Frühe Form moderner Wissenschaft
Frühe Neuzeit
Positionsastronomie
Zeitmessung für die Seefahrt
Entwicklung zur Astrophysik im 17. – 19. Jahrhundert
Einstieg: Was ist Astronomie?
Begrifflichkeiten: heute
Astrologie
Astronomie
Astrophysik
Unterscheidung zwischen
Astronomie und Astrophysik
heute:
Kein einheitlicher Gebrauch
Beobachtung vs Theorie?
“Klassisch” vs “modern”?
Weitestgehend irrelevant!
Teildisziplin der Physik = Naturwissenschaft der unbelebten Welt
Astrophysik = Physik von allem außerhalb der Erde
Einstieg: Was ist Astrophysik?
Dimensionen
Das Sonnensystem im Maßstab 1:109 (1000 km ≙ 1 mm):
Sonne: 1.4 m ⌀
Merkur: Erbse (0.5 cm ⌀) in 60 m Entfernung
Venus: Haselnuss (1.2 cm ⌀) in 110 m
Erde: Haselnuss (1.3 cm ⌀) in 150 m
Mars: Erbse (0.69 cm ⌀) in 230 m
Jupiter: Apfelsine (14 cm ⌀) in 800 m
Saturn: Apfelsine (12 cm ⌀) in 1.4 km
Uranus: Mandarine (5 cm ⌀) in 3 km
Neptun: Mandarine (5 cm ⌀) in 4.5 km
25
“Planetenpfad” an der
Hamburger Sternwarte
in Bergedorf
Förderverein Hamburger
Sternwarte e.V. (FHS)
Dimensionen
Dimensionen im Sonnensystem
Radius Erde: R♁ = 6382 km
Radius Sonne: R☉ = 696×103 km = 109 R♁
Radius Jupiter: RJup = 70×103 km = 11 R♁
Entfernung Erde-Sonne: ~150×106 km = 1 AU = 215 R☉
Entfernung Sonne-Jupiter: 5.2 AU
Entfernung Sonne-Pluto: 39.5 AU
Cre
dit: N
AS
A, E
SA
, M
. L
ivio
an
d th
e
Hu
bb
le 2
0th
An
niv
ers
ary
Te
am
(S
TS
cI)
Interstellare Materie
Cre
dit: N
AS
A, E
SA
an
d th
e H
ub
ble
He
rita
ge
Te
am
(ST
ScI/
AU
RA
)-E
SA
/Hu
bble
Colla
bora
tion
Sterne
Cre
dit: N
AS
A, E
SA
an
d A
llison
Lo
ll /
Je
ff H
este
r (A
rizo
na
Sta
te U
niv
ers
ity)
Explosionen!
Credit: NASA, ESA and the Hubble Heritage
(STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration;
Davide de Martin and Robert Gendler
Galaxien
Galaktische Dimensionen
Entfernung zum nächsten Stern (Proxima Cen):
4.22 Ly ~ 1.3 pc ~ 27×103 AU ~ 4×1013 km
1 Ly = 9.46×1012 km, 1 pc = 3.09×1013 km
Entfernung zum Zentrum der Milchstraße: ~8 kpc
Durchmesser der Milchstraße: ~30 kpc
Cre
dit: N
AS
A, E
SA
an
d th
e H
ub
ble
Herita
ge
(ST
ScI/
AU
RA
)-E
SA
/Hu
bble
Co
llab
ora
tion
Galaxien
Cre
dit: N
AS
A, E
SA
, th
e H
ub
ble
Herita
ge
Te
am
(S
TS
cI/
AU
RA
)-E
SA
/Hu
bble
Colla
bora
tion a
nd K
. N
oll
(ST
ScI)
Cre
dit: N
AS
A, E
SA
, a
nd
J.
Lo
tz,
M.
Mo
un
tain
, A
. K
oe
ke
moe
r, a
nd
the
HF
F T
ea
m (
ST
ScI)
Galaxienhaufen
Extragalaktische Dimensionen
Entfernung zu den Magellanschen Wolken: ~50 kpc
Entfernung zur Andromeda Galaxie: ~800 kpc
Größe der Lokalen Gruppe (Galaxienhaufen): ~1.4 Mpc
Entfernung zum Virgo Haufen (Zentrum des Lokalen
Superclusters): ~16 Mpc
Entfernung zum entferntesten, je beobachteten Objekt (Gn-z11,
z = 11.1): ~4.1 Gpc (Lichtlaufzeit)
Sichtbares Universum: ~4.2 Gpc (Lichtlaufzeit)
Teildisziplin der Physik = Naturwissenschaft der unbelebten Welt
Astrophysik = Physik von allem außerhalb der Erde
Einstieg: Was ist Astrophysik?
Teildisziplin der Physik = Naturwissenschaft der unbelebten Welt
Astrophysik = Physik von allem außerhalb der Erde
Sehr viele Teilbereiche, viele mögliche Unterteilungen
Theorie, Beobachtung, Instrumentierung, Laborexperiment
Einstieg: Was ist Astrophysik?
Teildisziplin der Physik = Naturwissenschaft der unbelebten Welt
Astrophysik = Physik von allem außerhalb der Erde
Sehr viele Teilbereiche, viele mögliche Unterteilungen
Theorie, Beobachtung, Instrumentierung, Laborexperiment
Nach Wellenlänge: Optisch, Infrarot, Radio, Röntgen, …
Nach Methode: Photometrie, Spektroskopie, Astrometrie, Interferometrie, …
Nach Entfernung: Galaktisch, Extragalaktisch, Kosmologie
Nach Objekt: Sonne, Planeten, Sterne, Galaxien, Schwarze Löcher, …
Nach Physik: Strahlungsprozesse, Hydrodynamik, Gravitation, …
Viele Überschneidungen mit anderen Teildisziplinen der Physik
Atomphysik, Nuklearphysik, Teilchenphysik, Gravitationsphysik, …
Alle 4 fundamentalen Wechselwirkungen spielen in der Astrophysik eine Rolle
… und mit anderen Naturwissenschaften
Chemie, Mathematik, Informatik, …, und neuerdings: Biologie
Sehr starker Bezug zum technologischen Fortschritt
Einstieg: Was ist Astrophysik?
Direkte Exploration
Kosmische Strahlung
Neutrinos
Gravitationswellen
Elektromagnetische Strahlung (Licht)
Die Boten
Direkte Exploration
Kosmische Strahlung
Neutrinos
Gravitationswellen
Elektromagnetische Strahlung (Licht)
Die Boten
Direkte Exploration
Kosmische Strahlung
Neutrinos
Gravitationswellen
Elektromagnetische Strahlung (Licht)
Die Boten
Direkte Exploration
Kosmische Strahlung
Neutrinos
Gravitationswellen
Elektromagnetische Strahlung (Licht)
Die Boten
Direkte Exploration
Kosmische Strahlung
Neutrinos
Gravitationswellen!!!
Elektromagnetische Strahlung (Licht)
Die Boten
Direkte Exploration
Kosmische Strahlung
Neutrinos
Gravitationswellen!!!
Elektromagnetische Strahlung (Licht)
Die Boten
Direkte Exploration
Kosmische Strahlung
Neutrinos
Gravitationswellen
Elektromagnetische Strahlung (Licht)
Die Boten
Recommended