Roter Faden: 1.Ausblick 2.Literatur 3.Bahnbrecher der

Vorlesung 1:
Roter Faden:
1.Ausblick
2.Literatur
3.Bahnbrecher der Kosmologie
26. Oktober 2007
Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer
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26. Oktober 2007
Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer
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Wahlpflichtfach - Prüfung Hauptdiplom
Astroteilchenphysik und Kosmologie
Vorlesung Einführung in die Kosmologie
de Boer
2 SWS
Fr 11:30 – 13:00 kl. HS A
Übungen
de Boer, Iris Gebauer
1 SWS
Di 14:00 - 15:30 Seminarraum 8.2
Vorlesung Einführung in die Astroteilchenphysik
Drexlin, Bornschein 2 SWS
Do 8:00 – 9:30 kl. HS B
Übungen
Drexlin, Bornschein 1 SWS
Di 14:00 - 15:30 Seminarraum 3/1
6 SWS
Übungen auf: http://www-ekp.physik.uni-karlsruhe.de/~gebauer/
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Literatur
1. Vorlesungs-Skript:
http://www-ekp.physik.uni-karlsruhe.de/~deboer/
2. Matts Roos: An Introduction to Cosmology
Wiley, 3th Edition, 2004
3. Lars Bergström and Ariel Goobar:
An Introduction to Cosmology
Springer, 2nd Edition, 2004
4. Bernstein: An Introduction to Cosmology
Prentice Hall, 1995
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Literatur
Weitere Bücher:
Weigert + Wendker, Astronomie und Astrophysik
Populäre Bücher:
Silk: A short history of the universe
Weinberg: Die ersten drei Minuten
Hawking: A brief History of Time
Fang and Li: Creation of the Universe
Parker: Creation
Vindication of the Big Bang
Ledermann und Schramm: Vom Quark zum Kosmos
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Literatur
Bibel der Kosmologie:
Börner: The early Universe
Kolb and Turner: The early Universe
Gönner: Einführung in die Kosmologie
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Bahnbrecher der Kosmologie
Griechen: Bewegung der Himmelskörper
Kopernikus: Sonne im Mittelpunkt
Galilei:
Gravitation unabh. von Masse
Brahe:
Messungen der Bewegungen von Sternen
Kepler:
Keplersche Gesetze (Bahnen elliptisch!)
Newton:
Gravitationsgesetz
Halley:
Vorhersage des Halley Kometen
Einstein: Relativitätstheorie
Hubble:
Expansion des Universums ⇒ Urknall
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Aristoteles
Erkannte:
Mondphasen enstehen
durch Umlauf des Mondes
um die Erde! (*384 v. Chr.)
Erkannte:
Sonnenfinsternis bedeutet
daß Mond näher an der
Erde ist als die Sonne.
Erkannte:
Mondfinsternis bedeutet
daß die Erde rund ist.
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Erde dreht sich um ihre Achse
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Kopernikus (geb. 1474)
Sonne statt Erde im Mittelpunkt (wurde von Aristoteles
verworfen, weil es keine Parallaxe gab (damals nicht messbar))
Kopernikus konnte hiermit retrograde Bewegungen erklären.
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Ptolemäisches Modell
Ptolemäis nahm an dass Planeten und Sonne um die Erde drehten
auf zwei Kugelschalen: große Kugel (Deferent) und kleine Kugel
(Epizikel). Damit konnte er erklären warum Jupiter sich von Zeit
zu Zeit rückwerts bewegte (retrograde Bewegung)
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Brahe (geb. 1548)
π
r
d/2
Brahe mißt 30 Jahre Position von Sternen und Planeten
Verwirft wie Aristoteles heliozentrisches Modell, weil er
keine Parallaxe beobachten konnte und sich nicht vorstellen
konnte dass, wenn die Sterne so weit entfernt wären, sie noch
sichtbar wären.
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Kepler (geb. 1571)
Kepler konnte Brahes Daten nur erklären, wenn Bahnen nicht
die von jedem erwartete Kreissymmetrie aufwiesen UND
auch noch die Sonne statt die Erde umkreisten!!!!!!!!!!!!!!!
Elliptische Bahnen -> Keplersche Gesetze.
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Galilei (geb. 1564)
Erdbeschleunigung universell und unabhängig von Masse
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Newton (geb. 1642)
Newton entdeckte, dass alle Bewegungen
im Universum durch die Gravitation
bestimmt sind -> Newtonsche Gesetze.
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Rotationskurven
V ∝ 1 / √r
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Flat rotation curves evidence
for dark matter!
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Halley (geb. 1642)
Halley sagte Periode von 75 J für seinen Kometen vorher!
Wurde tatsächlich beobachtet und damit wurden
Newtonsche Gesetze weiter bestätigt.
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Einstein (geb. 1879)
Allgemeine Relativitätstheorie:
Gravitation krümmt den Raum.
Licht und Planeten folgen
Raumkrümmung! Sonnenfinsternis
in 1919 brachten Beweis durch
Verschiebung der Sternpositionen.
Bei hoher Dichte kann
Raum so stark gekrümmt
sein, dass Licht nicht entkommen kann ⇒ Schwarzes Loch!
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Hubble (geb. 1879)
Hubble entdeckte dass sogenannte Nebel auch variable Sterne
beinhalteten. Schlussfolgerung: Dies sind Galaxien.
Er entdeckte, dass die meisten Galaxien eine Rotverschiebung
aufwiesen, die mit dem Abstand d zunahm: H
Hubblesches Gesetz: v=Hd.
Richtige Erklärung: es gab am Anfang einen Urknall. (und es gab
einen Anfang!!!!)
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Hubblesches Gesetz: v=Hd
Analogie: Rosinen im Brot
sind wie Galaxien im Universum.
Auch hier relative Geschwindigk.
der Rosinen ∝ Abstand bei
der Expansion des Teiches,
d.h. v=Hd.
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Universum ist homogen und isotrop auf großen Skalen
Dichte bei
großen z
nimmt ab,
weil viele
Galaxien
nicht mehr
sichtbar.
homogen,
nicht isotrop
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nicht homogen,
isotrop
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Die kritische Energie nach Newton
M
m
v
Dimensionslose
Dichteparameter:
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Zum Mitnehmen:
1. Gravitation bestimmt Geschehen im Weltall
2. Auch Licht empfindet Gravitation, die bei einem
schwarzen Loch so stark ist, dass Licht nicht
die Fluchtgeschwindigkeit erreicht.
3. Hubblesches Gesetz: v=HD
v aus Rotverschiebung
D aus Entfernungsleiter
H = Expansionsrate = v/D
= h 100 km/s/Mpc
h = 0.71+-0.03
= Hubblekonstante in
Einheiten von 100 km/s/Mpc
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