Grundlagen der Astronomie und Astrophysik
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Semestereinführung WS 2017/2018 Grundlagen der Astronomie und Astrophysik Dieter Breitschwerdt http://www-astro.physik.tu-berlin.de/~breitschwerdt Astrophysik: Physik der Extreme ! höchste Dichten, Temperaturen, Energien … ! fundamentale Fragen: Materie in extremen Zuständen; Ursprung und Entwicklung des Universums; finale Theorie (Quantengravitation); was ist Dunkle Materie? LIGO was ist Dunkle Energie? R. Giacconi Röntgenastronomie 2002 G. Smoot J. Mather Kosmischer Mikrowellenhintergrund 2006 beschleunigendes Universum 2011 4 Nobelpreise in Astrophysik in den letzten 15 Jahren! 14.9.15: Entdeckung von Gravitationswellen von 2 verschmelzenden Schwarzen Löchern; Nobel-Preis 2017 für R. Weiss, K. Thorne, B. Barish 2 Grundlagen der Astronomie und Astrophysik I+II Lokale Organisation der Materie im Universum (I) Wintersemester (9+3) ECTS Vorlesung (VL) 4 SWS Übung (UE) 2 SWS Globale Organisation der Materie im Universum (II) Sommersemester (9+3) ECTS Vorlesung (VL) 4 SWS • Modulabschluss: eine mündliche Einzelprüfung • für Physik (Bachelor) ist Übung verpflichtend Übung (UE) 2 SWS Grundlagen der Astronomie und Astrophysik I ! Klassische Astronomie - Anfänge der Astronomie - Himmelsmechanik - Physik des Planetensystems / Extrasolare Planeten Lokale Organisation der Materie im Universum Wintersemester ! - Rolle des Lichtes - Wechselwirkung: Strahlung – Materie - Teleskope, Satelliten, Instrumente ! Vorlesung 4 SWS Experiment und Beobachtung • − − Physik der Sterne - Hertzsprung-Russell-Diagramm - Sternatmosphären - Sternaufbau und –entwicklung - Sonne - Endstadien der Sternentwicklung (Weiße Zwerge, Neutronensterne, Schwarze Löcher) Lokale Organisation der Materie im Universum ! Stonehenge Klassische Astronomie - Anfänge der Astronomie - Himmelsmechanik - Physik des Planetensystems / Extrasolare Planeten ! Experiment und Beobachtung - Rolle des Lichtes - Wechselwirkung: Strahlung – Materie - Teleskope, Satelliten, Instrumente ! • − − Physik der Sterne - Hertzsprung-Russell-Diagramm - Sternatmosphären - Sternaufbau und –entwicklung - Sonne - Endstadien der Sternentwicklung (Weiße Zwerge, Neutronensterne, Schwarze Löcher) Lokale Organisation der Materie im Universum ! Klassische Astronomie - Anfänge der Astronomie - Himmelsmechanik - Physik des Planetensystems / Extrasolare Planeten ! J. Kepler (1571 - 1630) Experiment und Beobachtung - Rolle des Lichtes - Wechselwirkung: Strahlung – Materie - Teleskope, Satelliten, Instrumente ! • − − Physik der Sterne - Hertzsprung-Russell-Diagramm - Sternatmosphären - Sternaufbau und –entwicklung - Sonne - Endstadien der Sternentwicklung (Weiße Zwerge, Neutronensterne, Schwarze Löcher) Comet Hale Bopp Lokale Organisation der Materie im Universum ! Klassische Astronomie - Anfänge der Astronomie - Himmelsmechanik - Physik des Planetensystems / Extrasolare Planeten ! Experiment und Beobachtung - Rolle des Lichtes - Wechselwirkung: Strahlung – Materie - Teleskope, Satelliten, Instrumente ! • − − GQ Lupi b - Planet oder Brauner Zwerg? Physik der Sterne - Hertzsprung-Russell-Diagramm - Sternatmosphären - Sternaufbau und –entwicklung - Sonne - Endstadien der Sternentwicklung (Weiße Zwerge, Neutronensterne, Schwarze Löcher) Lokale Organisation der Materie im Universum ! Klassische Astronomie - Anfänge der Astronomie - Himmelsmechanik - Physik des Planetensystems / Extrasolare Planeten ! Hubble Space Telescope - Rolle des Lichtes - Wechselwirkung: Strahlung – Materie - Teleskope, Satelliten, Instrumente ! • − − ESO/VLT Experiment und Beobachtung Physik der Sterne - Hertzsprung-Russell-Diagramm - Sternatmosphären - Sternaufbau und –entwicklung - Sonne - Endstadien der Sternentwicklung (Weiße Zwerge, Neutronensterne, Schwarze Löcher) Lokale Organisation der Materie im Universum ! Klassische Astronomie - Anfänge der Astronomie - Himmelsmechanik - Physik des Planetensystems / Extrasolare Planeten BPM 37093 ! Experiment und Beobachtung - Rolle des Lichtes - Wechselwirkung: Strahlung – Materie - Teleskope, Satelliten, Instrumente ! weißer Zwerg “Diamant”mit 1031 Karat • − − − − Physik der Sterne - Hertzsprung-Russell-Diagramm - Sternatmosphären - Sternaufbau und –entwicklung - Sonne - Endstadien der Sternentwicklung (Weiße Zwerge, Neutronensterne, Schwarze Löcher) - Sternentstehung Grundlagen der Astronomie und Astrophysik II ! Globale Organisation der Materie im Universum Sommersemester Der Galaktische Materiekreislauf - Sternentstehung - Interstellares Medium (ISM) - Aufbau und Entwicklung der Milchstraße ! Der Globale Materiekreislauf - Galaxien - Aktive Galaktische Kerne - Lokale Gruppe - Galaxienhaufen ! Vorlesung 4 SWS Kosmologie - Kosmologische Modelle - Frühes Universum - Strukturbildung - Dunkle Materie und Dunkle Energie Globale Organisation der Materie im Universum ! ! ! Der Galaktische Materiekreislauf - Sternentstehung - Interstellares Medium (ISM) - Aufbau und Entwicklung der Milchstraße Der Globale Materiekreislauf - Galaxien - Aktive Galaktische Kerne - Lokale Gruppe - Galaxienhaufen Kosmologie - Kosmologische Modelle - Frühes Universum - Strukturbildung - Dunkle Materie und Dunkle Energie Globale Organisation der Materie im Universum ! ! ! Der Galaktische Materiekreislauf - Sternentstehung - Interstellares Medium (ISM) - Aufbau und Entwicklung der Milchstraße Der Globale Materiekreislauf - Galaxien - Aktive Galaktische Kerne - Lokale Gruppe - Galaxienhaufen Kosmologie - Kosmologische Modelle - Frühes Universum - Strukturbildung - Dunkle Materie und Dunkle Energie Globale Organisation der Materie im Universum ! ! ! Der Galaktische Materiekreislauf - Sternentstehung - Interstellares Medium (ISM) - Aufbau und Entwicklung der Milchstraße Der Globale Materiekreislauf - Galaxien - Aktive Galaktische Kerne - Lokale Gruppe - Galaxienhaufen Kosmologie - Kosmologische Modelle - Frühes Universum - Strukturbildung - Dunkle Materie und Dunkle Energie Globale Organisation der Materie im Universum M 51 ! ! NGC 7742 ! Der Galaktische Materiekreislauf - Sternentstehung - Interstellares Medium (ISM) - Aufbau und Entwicklung der Milchstraße Der Globale Materiekreislauf - Galaxien - Aktive Galaktische Kerne - Lokale Gruppe - Galaxienhaufen Kosmologie - Kosmologische Modelle - Frühes Universum - Strukturbildung - Dunkle Materie und Dunkle Energie Globale Organisation der Materie im Universum ! Abell 2218 ! ! Der Galaktische Materiekreislauf - Sternentstehung - Interstellares Medium (ISM) - Aufbau und Entwicklung der Milchstraße Der Globale Materiekreislauf - Galaxien - Aktive Galaktische Kerne - Lokale Gruppe - Galaxienhaufen, Gravitationslinsen Kosmologie - Kosmologische Modelle - Frühes Universum - Strukturbildung - Dunkle Materie und Dunkle Energie Globale Organisation der Materie im Universum ! ! Albert Einstein (1879 - 1955) ! Der Galaktische Materiekreislauf - Sternentstehung - Interstellares Medium (ISM) - Aufbau und Entwicklung der Milchstraße Der Globale Materiekreislauf - Galaxien - Aktive Galaktische Kerne - Lokale Gruppe - Galaxienhaufen Kosmologie - Kosmologische Modelle - Frühes Universum - Strukturbildung - Dunkle Materie und Dunkle Energie - Gravitationswellen Globale Organisation der Materie im Universum ! ! ! Der Galaktische Materiekreislauf - Sternentstehung - Interstellares Medium (ISM) - Aufbau und Entwicklung der Milchstraße Der Globale Materiekreislauf - Galaxien - Aktive Galaktische Kerne - Lokale Gruppe - Galaxienhaufen Kosmologie - Kosmologische Modelle - Frühes Universum - Strukturbildung - Dunkle Materie und Dunkle Energie Globale Organisation der Materie im Universum ! ! ! Kollision von 2 Galaxienhaufen Der Galaktische Materiekreislauf - Sternentstehung - Interstellares Medium (ISM) - Aufbau und Entwicklung der Milchstraße Der Globale Materiekreislauf - Galaxien - Aktive Galaktische Kerne - Lokale Gruppe - Galaxienhaufen Kosmologie - Kosmologische Modelle - Frühes Universum - Strukturbildung - Dunkle Materie und Dunkle Energie Lokale Organisation der Materie im Universum – WS 2017/2018 Termine ! VL: Mo 12-14, Raum EW 201 Do 14-16, Raum EW 201 ! Beginn: Mo 16. 10. 2017, 12:00 ct ! in EW 201 ! UE: Auswahl eines Termins aus Mo 14-16, Raum EW 226 Mi 14-16, Raum EW 246 Di 12-14, Raum EW 246 Do 12-14, Raum EW 246 Di 14-16, Raum EW 226 Do 16-18, Raum EW 229 Mi 12-14, Raum EW 226 Anmeldung für die UE über das MOSES-Konto: https:// moseskonto.tu-berlin.de/moseskonto/ bis Mi 18.10.17 (18:00) unter Angabe eines gewünschten Übungstermins und eines (!) Ausweichtermins! ! Beginn der UE in der ZWEITEN VL-Woche ! (23.10.17) Flug zum Virgohaufen Movie in der Vorlesung ! Stationen: ! Band Credit: B. Tully der Milchstraße ! Orion, Pferdekopf, Rosetta, Krebs-Nebel ! Magellan’sche Wolken & Satellitengalaxien Milchstraße ! Andromeda ! durch M33 ! M 81, M 82, M 101 ! M 51 (Whirlpool) ! UMa Cluster ! Virgo Cluster ! M 87 (große zentrale elliptische Galaxie): Entfernung ca. 54 Mio. Lj.
