Altertum: Altertum

Altertum:

• Altertum:

• Kalender (Finsternisse)
• Form der Erde
• Distanz zum Mond und zur Sonne
• Erddurchmesser
• Planetenbewegung
• Weltbild

• Mittelalter

• Weltbild
• Kepler-Gesetze
• Newton
• zur modernen Astrophysik

• hervorragendes Buch: The Cambridge concise history of astronomy

• Michael Hoskin (ed.)

in frühen Kulturen war Bedeutung von Himmelserscheinungen gross

• in frühen Kulturen war Bedeutung von Himmelserscheinungen gross

• Sonne (Jahreszeiten)
• Mond (Licht in der Nacht)
• Sterne (Orientierung)

• Verschiedene Kulturen kannten

• Astronomie, Astrologie und Kalenderwesen

• zum Beispiel:

• Aegypten (4000 v. Chr.) Sonnenjahr mit 365 Tagen, 12 Monate mit 30 Tagen + 5 Schalttage
• Aegypten (200 v. Chr.) Sonnenjahr mit 365.25 Tagen, Schalttag alle 4 Jahre
• Babylonien (2700 v. Chr.) Sternbilder am Nordhimmel, Tierkreiszeichen
• Stonehenge (stille Zeugen)

Problem: 1 Jahr = 365.2422 Tage

• Problem: 1 Jahr = 365.2422 Tage

• Aegypten: 1 Jahr = 365 Tage
• Siriusaufgang verspätet sich mit den Jahren
• nach 1460 = 365x4 Jahren ist Siriusaufgang rechtzeitig
• Julianischer Kalender: Schalttag alle 4 Jahre
• 1 Jahr = 365.25 Tage
• Gregorianischer Kalender: (Korrektur 10 Tage)
• kein Schalttag falls:
• J/100 ganzzahlig und J/400 nicht ganzzahlig

• Astronomisches Datum (JD: Julian Date)

• JD = 0 = 1.1.4713 v. Chr.
• JD(21.Sept.2011, 1100) = 2`456`189.95833

Griechische Astronomie

• Griechische Astronomie

• (Mythen Philosophie empirische Wissenschaft)

• 500 v. Chr. Pythagoräer

• Erde ist eine Kugel die sich täglich einmal dreht

• 400 v. Chr. Philolaus von Kroton

• Deutung der Planetenbewegung: Zentralfeuer um das sich Sonne, Erde und Planeten in konzentrischen Kreisen bewegen

• 350 v. Chr. Aristoteles

• Erde ist rund, weil der Erdschatten bei Mond-Finsternissen kreisförmig ist (Erde 3x grösser als Mond) #

• 265 v. Chr. Aristarch von Samos

• Heliozentrisches Weltbild; Versuch Entfernung der Sonne und des Mondes bei Halbmond zu messen &

• 220 v. Chr. Eratosthenes

• Messung des Erdumfangs (39690 km) &

• 150 v. Chr. Hipparch

• Scheinbare Geschwindigkeit der Sonne variabel, Entdeckung der Präzession

• 150 n. Chr. Ptolemäus

• (geozentr.) Epizyklentheorie für Planetenbahnen, fasst gesamtes astronomisches Wissen zusammen

Erathostenes: Erdumfang

• Erathostenes: Erdumfang

•  Distanz: Erde-Mond

• Aristarch: Distanz Erde-Sonne

•  Grösse des “Universums”

• Weltbild: Geozentrisches Weltbild war bei den Griechen weit verbreitet

• Erde in der Mitte

• Mond, Sonne und 5 Planeten kreisen um die Erde

• Sterne befinden sich an der äussersten Sphäre

• (Ausnahme: Aristarch von Samos)

Astronomie im Mittelalter

• Astronomie im Mittelalter

• 1054 Supernova (Krebs-Nebel)

• Keine abendländische Dokumente (Sternhimmel ist eine perfekte und daher unveränderliche Schöpfung)

• vor 1500 System von Ptolemäus wird von Arabern gelehrt

• Al Battani 858-928, Al Sufi 903-986, Alfons X von Kastilien 1226-1284 Alfonsische Tafeln

• 1492 Kolumbus  Entdeckung von Amerika

• 1473-1542 Kopernikus

• Kopernikanisches Weltbild (Aristarch), heliozentrisches Weltbild mit Kreisbahnen und Epizyklen für Planeten

• 1546-1601 Tycho Brahe

• Sternkatalog, Marsbahn (2‘), Supernova 1572, Kometenbahn durch Planeten-Spähren, Tychonisches Weltbild (Aegypter)

• 1600 Giordano Bruno wird in Rom verbrannt

• „das All ist unendlich, mit unendliche vielen Welten mit eigenen Sonnen“

• 1608 Hans Lippershey

• erfindet das Teleskop

• 1564 – 1642 Galileo Galilei

• Verfechter der kopernikanischen Lehre (Inquisition), baut Fernrohr 1609,

• Entdeckt Jupitermonde, Sonnenflecken, Venusphasen, Mondgebirge (Physik: Gesetze des freien Falls und Pendelschwingungen)

• 1571 – 1630 Johannes Kepler

• Findet die 3 Keplerschen Gesetze (Mars-Daten von Tycho), heliozentrisches Weltbild mit Ellipsenbahnen

Planeten auf Ellipsenbahnen, Sonne in einem Brennpunkt

• Planeten auf Ellipsenbahnen, Sonne in einem Brennpunkt

• Verbindungslinie Planet-Sonne überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächenstücke

• P2/a3 = const.

Distanzen im “Universum”

• Distanzen im “Universum”

• Distanzen im Sonnensystem

• (bisher: Erde-Sonne ~ 30 x Erde-Mond; Aristarch von Samos um 250 v. Chr)
• Trigonometrische Bestimmung der Distanz zum Mars
• Marsopposition 1672
• Gleichzeitige Messung der Marsposition von Frankreich und Franz. Guayana (Südamerika)

Basis für die Triangulation ist die Erdbahn um die Sonne

• Basis für die Triangulation ist die Erdbahn um die Sonne

Seit Tycho Brahe (um 1600) wurde versucht die Parallaxe zu den Sternen zu messen

• Seit Tycho Brahe (um 1600) wurde versucht die Parallaxe zu den Sternen zu messen

• Bradley konnte um 1750 zeigen, dass die Sternparallaxen kleiner als 1’’ sind

• (die Auflösung der Teleskope wird durch die Luftunruhe auf etwa 1’’ begrenzt).
• 1781 entdeckte William Herschel Uranus beim Versuch Sternparallaxen zu messen

• erst 1838 fand Struve die erste Sternparallaxe für Vega

• p = 0.12” Distanz = 8 pc (25 Lj)

• der nachste Stern “alpha Cen” (Dreifachsystem) hat einer Parallaxe von 0.75” (d=1.3pc)

• Durchmesser unserer Milchstrasse ~ 30 kpc

• Distanz zu nahen Galaxien ~ Mpc

• Distanz zu Quasaren und fernen Galaxien ~ Gpc

• Um 1995 hat der Satellit Hipparcos Sternparallaxen von etwa 100’000 Sternen gemessen (bis ca. d=150 pc)

• nächstes Jahr startet der Satellit GAIA – er wird Sternparallaxen von 100 Mio. Sternen messen (exakte Struktur unserer Milchstrasse)

Newtonsche Mechanik

• Newtonsche Mechanik

• Die 3 Newtonschen Gesetze der Mechanik (1687):

• Trägheitsgesetz (Körper bleibt ohne Krafteinwirkung in Ruhe oder gleichförmiger Bewegung)

• 2) F=dp/dt (eine Kraft bewirkt eine zeitliche Veränderung des Impulses in Richtung dieser Kraft)

• 3) Fij = - Fji (Actio = Reactio)

• Revolution für die Naturwissenschaften

•  Mechanisches Weltbild

• Die empirisch hergeleiteten Kepler-Gesetze folgen exakt aus der Newtonschen Mechanik

• Komet Halley (Periode 76 Jahre) als Beweis

Lichtgeschwindigkeit (300‘000 km/s)

• Lichtgeschwindigkeit (300‘000 km/s)

• Erfindung der Pendeluhr (Huygens1659)
• Bestimmung von c mit den Jupitermonden (Römer und Cassini 1675)
• Beobachtung der Eintrittszeiten der Monde in den Jupiterschatten ist um mehr als 10 Minuten verspätet während der Konjunktion verglichen zur Opposition  Weglaufdifferenz

Absorptionlinien im Sonnenspektrum

• Absorptionlinien im Sonnenspektrum

• (entdeckt von Frauenhofer 1814  Frauenhofer-Linien)

Edwin Hubble und andere entdeckten (um 1930), dass sich entfernte Galaxien von uns weg bewegen (Doppler-Effekt)

• Edwin Hubble und andere entdeckten (um 1930), dass sich entfernte Galaxien von uns weg bewegen (Doppler-Effekt)

HDF Hubble Deep Field