Referat „Astronomie“

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Referat „Astronomie“
Def.: Wissenschaft, die sich mit Himmelskörpern beschäftigt.
Griechisch: astro = Stern
nomos = Gesetz
Wie wird die Astronomie eingeteilt?
Die Astronomie wird heute folgendermaßen eingeteilt:
- Klassische Zweige der Astronomie: (Beispiele)
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Astro – oder Himmelsmechanik (Bewegung der Himmelskörper)
Sternvermessung
- Moderne Zweige der Astronomie: (Beispiele)
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Astrophysik ( ist das zu Grunde gelegte Fach)
Kosmologie ( räuml. Struktur und zeitl. Entwicklung des gesamten Weltalls)
Astromechanik
Die Anfänge der Astronomie
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bereits in der Steinzeit beschäftigten sich die Menschen mit Gestirnen
brachten Lauf der Sonne mit zyklisch wiederkehrenden Wachstumsperioden in
Verbindung
seit ca. 6000 v. Chr.: sehr viele Gräber on Ost – West Richtung, auf Auf- und
Untergänge von Sonne und Mond, ausgerichtet
um 3000 v. Chr.: - in Nord – und Mitteleuropa Bau kreisförmiger
Monumente aus Stein und Holz (STONHENGE)
- dienten zur Beobachtung von Sonne & Mond,
vorwiegend aber kultische Funktion
Die Ägypter
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schriftliche Aufzeichnungen bis in die Zeit um 3000 v. Chr. (etwa die Zeit, in der
Stonehenge erbaut wurde)
müssen Auf – und Untergänge der Sonne genau beobachtet haben
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Sonne wurde zeitweilig sogar zum alleinigen Gott erhoben
Entwickelten Weltmodell, wie später etwa die Griechen
Beobachteten Gestirne, um Kalender zu entwickeln und um alljährliche Überflutung des
Nils voraussagen zu können
Heller Stern Sirius: erste Sichtbarkeit im Jahr kurz vor Sonnenaufgang am Osthorizont
kündigte Flut an
Auf den Beobachtungen der Ägypter basiert unsere Einteilung des Tages in 24 Stunden
Die Babylonier
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Zweistromland Mesopotamien
Entwickelten mathematische Methoden, um periodische wiederkehrende Ereignisse von
Sonne, Mond u. Planeten zu berechnen
Ebneten so Weg zur modernen wissenschaftlichen Astronomie
Erstellten sogenannte Venus – Tafeln: wurden hierbei auf eine 8 Jahre dauernde
periodische Wiederkehr der Venus – Positionen aufmerksam
Entdeckten 18 – jährigen Saros – Zyklus der Mondfinsternisse
5. Jh. V. Chr.: teilten Tierkreis in zwölf Zeichen ein
Die Griechen
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Homers Odyssee (8. Jh. v. Chr.) bezieht sich schon auf Sternbilder und wie man sich in
der Navigation an den Sternen orientieren kann
Werk von Hesiod informierte die Bauern, welche Sternbilder zu verschiedenen Jahren
vor dem Morgengrauen aufgehen, um auf die richtigen Zeitpunkte zum Pflügen,
Ernten,... hinzuweisen
Wissenschaftl. Beiträge werden mit den Namen der Philosophen Thales von Milet und
Pythagoras verbunden, obwohl keine ihrer eigenen Schriften erhalten sind
450 v. Chr.: Griechen begannen mit ergebnisreichen Untersuchungen der
Planetenbewegung
Thales von Milet (6. Jh. v. Chr.): Vorstellung, Erde sei Scheibe, die auf riesigem Ozean
schwimmt
1 Jh. später: Pythagoras verkündet, Erde sei Kugel; Erde, Sonne,...bewegten sich um
ein zentrales Feuer, das durch eine dazwischenliegende Gegenerde verborgen sei;
nach dieser Theorie war die Drehung der Erde um das Feuer alle 24h für tägl.
Bewegung der Sonne und Sterne verantwortl.
Weitere Philosophen hatten Idee von kugelförmiger Erde, Idee setze sich aber erst 400
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v. Chr. durch
Beweis für Gelehrte: Schiffsbeispiel!!!!
Eudoxos von Knidos 370 v. Chr. Beobachtung großer Kugel, die sich um Erde drehte.
Auf der Kugelinnenseite befänden sich alle Sterne; um Bewegung der Planeten zu
deuten nahm er an, innerhalb der Sternenkugel seien die Planeten auf mehreren
miteinander verbundenen durchsichtigen Kugeln befestigt. Diese drehten sich
unterschiedlich.
Aristarchos von Samos: versuchte die Bewegung am Himmel durch Annahme zu
erklären, dass Erde alle 24h sich um eigene Achse dreht und mit anderen Planet um
Sonne kreist. Dieses geozentrische System blieb für ca. 2000 Jahr ungefochten, bis 16.
Jh. Kopernikus kam
2, Jh. v. chr. Astronomen Hipparchos von Nicäa und Ptolemäus bestimmten Position
von ca. 1000 Sternen; tauschten Kugelmodel von Euxodos gegen Modell mit
Kreisbahnen aus; Erde als Mittelpunkt; Sternverzeichnisse, Tabellen mit
Planetenbewegungen
Arabische Astronomen erstellten im 9. und 10. Jh. n. Chr. neue Sternverzeichnisse und
entwickelten danach Tabellen mit Planetenbewegungen
Nikolaus Kopernikus
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Kam 1473 in Thorn (jetzt polnisch) zur Welt
Studierte in Krakau und Bologna Astronomie, Mathematik und die lat. Sprache
Wurde 1510 Domherr in Frauenberg/Weichsel
Stellte astronomische Beobachtungen an und vgl. Positionsmessungen der Planeten mit
theoretischen Vorhersagendes Ptolemäischen Systems
Geozentrische Weltbild war damals herrschende Lehrmeinung
Kopernikus beobachtete über viele Jahre hinweg Bewegung der Planeten und stieß
dabei auf Abweichungen zu den Vorhersagen des Ptolemäischen Systems, was aber
nicht der einzige Grund für seine revolutionäre Idee war
Möglicherweise bewogen den Domherrn auch philosophische Anschauungen zum
Umdenken
Es störte ihn, dass die Reihenfolge der Planetenbahnen im Ptolemäischen System nicht
festgelegt war
1514: 1. Entwurf des heliozentrischen Systems (Erde und Planeten kreisen um Sonne)
niemand nahm daran jedoch Anstoß
Papst hieß die neuen genaueren Berechnungen willkommen, weil er gerade eine
Kalenderreform plante
Zwei hohe geistliche drängten schließlich Kopernikus, seine neue Lehre ausführlich
darzulegen
7 Jahre später: „De revolutionibus“ berühmte Arbeit, deren Sprengstoff indes
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jahrzehntelang niemand kannte
neue Lehre war sehr kompliziert dargestellt; erschien erst im letzten Teil des
umfangreichen Werkes
Das heliozentrische System konnte zwar die komplizierten Bewegungen der Planeten
am Himmel erklären, hatte aber noch einen entscheidenden Nachteil: Kopernikus hatte
sich nicht von dem philosophischen Grundsatz lösen können, dass die Gestirne mit
gleichförmiger Geschwindigkeit auf Kreisbahnen laufen
Da sie sich in Wirklichkeit mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf Ellipsen
bewegen, war Kopernikus gezwungen, die komplizierten Epizykeln beizubehalten
Benötigte letztendlich mehr Hilfskreise als Ptolemäus
Name des Kopernikus steht dennoch für die große Revolution im Weltbild der
Menschheit
Seine Idee ergriffen Gelehrte wie Galilei und Kepler auf und verhalfen ihr zum
endgültigem Durchbruch
Kopernikus erlebte Triumph nicht mehr: starb am Erscheinungstag seines großen
Werkes
Johannes Kepler
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Geboren am 27. Dezember 1571 in Weil der Stadt
Mehrere Stipendien ermöglichten ihm, an der Universität in Tübingen Mathematik zu
studieren
Nah dem Examen wurde er Lehrer an der lutherischen Stiftsschule in Graz
Verdiente nebenbei auch Geld mit Astrologie, die er eigentlich ablehnte
hatte von Kopernikanischen Lehre gehört und versuchte, sie mit Beobachtungsdaten in
Einklang zu bringen
war überzeugt, dass dem Planetensystem ein göttlicher Plan zugrunde liegt
versuchte die Umlaufbahn der Planeten in die fünf Platonischen Körper einzufügen
sein WELTGEBÄUDE erschien 1596 in seinem Werk „Mysterium Cosmographicum“
beschäftigte sich in den folgenden Jahren intensiv mit Beobachtungen seine Zeit
genossen Tycho Brahe
dessen Positionsmessungen der Sterne und Planeten waren genauer als alle vorherigen
wurde deutlicher, dass beobachtete Planetenbahnen sich mit dem einfachen
Kopernikanischen System nicht in Einklang bringen ließen
Kepler sah einen Ausweg: Mit altem Gesetz, dass die Planeten auf Kreisbahnen laufen,
zu brechen
Nahm stattdessen elliptische Bahnen an (1. Keplersche Gesetz)
Fand auch weitere Gesetze
Litt sein Leben lang unter schwächlichen Gesundheit und starb am 15. November 1630
in Regensburg
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Galileo Galilei
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Kam am 15. Februar 1564 in Pisa zur Welt
Wurde mit 25 Jahren Professor für Mathematik
setzte sich mit Lehrmeinung des Aristoteles auseinander
entdeckte hierbei das Fallgesetz, wonach alle Körper im Vakuum gleich schnell fallen
als er „Mysterium Cosmographicum“ erhielt, gab er sich gegenüber Kepler als heiml.
Kopernikaner aus, wollte allerdings neue Lehre noch nicht öffentlich vertreten
1609 richtete Galilei erstmals ein Fernrohr zum Himmel
beobachtete Berge auf Mond, Flecken auf Sonne, entdeckte Phasen der Venus und vor
allem vier Monde, die Jupiter umkreisen
sah in diesen Entdeckungen eindeutige Hinweise auf ein heliozentrische Weltbild
trat so in seinem Buch „Dialog über die beiden hauptsächlichen Weltsysteme, das
Ptolemäische und das Kopernikanische“ für heliozentrisches Weltbild ein, womit er in
Konflikt mit den Lehren der Kirche kam
wurde angeklagt und gezwungen, der Lehre abzuschwören
1633: musste sich Druck beugen und öffentlich abschwören
ihm wurde jegliche Beschäftigung mit der Astronomie untersagt
starb am 8. Januar 1642 völlig erblindet in Arcetri nahe Florenz in einer Villa
Die Erweiterung des Weltbildes im 20. Jh.
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zu Beginn standen Astronomen schon alle Techniken zur Verfügung, mit denen die
Forscher auch heute noch arbeiten, wie z.B. Spiegelteleskope um das spärliche Licht
der Galaxien zu sammeln
1918: in Kalifornien auf dem Mount Wilson wurde Spiegelteleskop mit einem 2, 5 –
Meter Spiegel aufgebaut
war lange Zeit größtes der Erde
1 Jahr später: Edwin Hubble kam auf den Mount Wilson, fotografierte fast ausschließlich
den Andromeda – Nebel
schien damals nur als schwacher Nebelfleck
Hubble konnte schließlich 1929 Entfernung des Andromeda – Nebels zu 800000
Lichtjahren bestimmen
Nun war klar, dass es sich bei diesem Objekt um eine Galaxie, wie die Milchstraße
handelte
Entdeckung war entscheidend für heutiges Weltbild
Planeten im Sonnensystem
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Merkur: sonnennächster Planet: 57, 9 Millionen Kilometer
Durchmesser: 4878 Kilometer
Umrundet die Sonne in 88 Tagen
Rotationsdauer: 244 Erdtage
Dreht sich pro Umlauf um Sonne anderthalb mal um seine Achse
Landschaft: mondähnliche, mit Kratern durchsetzte Oberfläche
Temperatur auf der Sonnenseite: 430°C
Temperatur auf der Schattenseite: - 180°C
Venus: von der Sonne aus gesehen zweite Planet: 108,2 Millionen Kilometer
Abgesehen von Sonne und Mond hellstes Objekt am Himmel
Umrundet Sonne in 225 Erdtagen
Rotationsdauer: 244 Erdtage
Morgen – und Abendstern
Vollständig mit Wolken überdeckt (Schwefelsäure)
Oberflächentemperatur: 460°C
Giftige Atmosphäre
Temperatur auf Tagseite: 40°C
Temperatur auf Nachtseite: -170°C
Durchmesser:12102 Kilometer
Erde: von der Sonne aus gesehen dritter Planet: 149, 6 Millionen Kilometer
Durchmesser: 12756 Kilometer
Umrundet die Sonne in 365,26 Tagen
Rotationsdauer: 23h 56Min 4,1s (1 Erdtag)
1 Mond: Erdmond
Mond: Abstand zur Erde: 384403 Kilometer
Durchmesser: 3480 Kilometer
Bei Neumond sieht man Mond nicht!
Temperatur: max. 127°C min. –173°C
Dunkle Flächen auf Mond wurden für Meere gehalten, heißen so
MARE: größtes „Meer“: MARE IMBRIUM mit Ausdehnung von 1200
km
Krater, Gebirgszüge, Ebenen
Größter Krater: Bailly – Krater; hat Durchmesser von rund 295
Kilometern und ist 3960 Meter tief
Höchste Gebirge: „Leibnitz und Doerfel“ liegt nahe Mondsüdpol und
Ist 6100 Meter hoch
Mars: von der Sonne ausgesehen 4. Planet: 227,9 Millionen Kilometer
Durchmesser: 6787 Kilometer
Umrundet Sonne in 687 Erdtagen
Rotationsdauer: 1 Erdtag
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Planet, auf dem es früher einmal Wasser gegeben haben soll
Höchsttemperaturen im Sommer: 17°C
Tägliche Durchschnittstemperatur: übersteigen –33°C nicht
Wegen dünner Atmosphäre sind Temperaturschwankungen bis zu
100°C nicht ungewöhnlich
2 Monde
Jupiter: von der Sonne aus gesehen 5. Planet: 779 Millionen Kilometer
Größter Planet im Sonnensystem
Durchmesser: 142796 Kilometer (in ihn würde die Erde 1400 – mal
passen)
Umrundet die Sonne in 11, 86 Jahren
Rotationsdauer: 0,4 Erdtage
GROßER ROTER FLECK: gigantischer Wolkenwirbel
Temperatur: -125°C bis –50°C
16 Monde
Mond Europa: Jupiter Sonde Galileo entdeckte auf dem kleinsten
der Jupitermonde weite mit langen Gräbern durchzogene Eiswüsten
es scheint dunkles Material (evt. Matsch und Gestein)
hervorgequollen zu sein
Man meint, Eisschollen haben sich gegeneinander verschoben
Einige Kilometer dicke Eiskruste
Keine innere Wärmequelle
Gezeitenkraft Jupiters; Inneres Europas wird somit wie Teig
Durchgeknetet und erwärmt sich
Einziger Wirklicher bekannter Körper im Sonnensystem, der Wasser
aufweist
Saturn: von der Sonne aus gesehen sechster Planet: 1432 Millionen Kilometer
Zweitgrößter im Sonnensystem
Durchmesser: 120000 Kilometer
Umrundet Sonne in 29, 46 Jahren
Rotationsdauer: 0,4 Erdtage
Temperatur: ca. –182°C bis –176°C
Monde: 18 – 23
Ringe: sollen aus Ansammlungen von Gestein, gefrorenen Gasen und
Eis bestehen; Größe der Teilchen 0,005 Millimeter bis 10 Meter –
Vom Staubkorn bis Felsbrocken alles vertreten
Mehr als 100000 Ringe; dehnen bis zu einer Entfernung von 1362000
Kilometer aus
Teilweise nur 5 Meter dick
Uranus: von der Sonne aus gesehen 7. Planet: 2884 Millionen Kilometer
Durchmesser: 50800 Kilometer
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Umrundet Sonne in 84,665 Jahren
Teilweise können Tag und Nacht bis zu 21 Jahre dauern
Rotationsdauer: 0,7 Erdtage
Besitzt acht Ringe, die vom Zentrum 38000 – 51300 Kilometer entfernt
sind
Monde: 5
Neptun: von der Sonne aus gesehen 8. Planet: 4509 Millionen Kilometer
Durchmesser: 48600 Kilometer
Umrundet Sonne in 165,49 Jahren
Rotationsdauer: 0,6 Erdtage
Temperatur: -218°C
Monde: 2
Pluto: von der Sonne aus gesehen 9. Planet: 5966 Kilometer
Durchmesser: 2300 Kilometer (?)
Umrundet Sonne in 251,86 Jahren
Rotationsdauer: 6,4 Erdtage
Monde: 1
Sonne: Die Sonne besteht vor allem aus Wasserstoff.
Ist ein gelber Zwergstern.
Nahe des Sonnenzentrums herrscht eine Temperatur von ca.
16 Millionen Kelvin
Die Oberflächentemperatur der Sonne beträgt 5600°C.
Im Sonneninneren gibt es Kernenergie.
In der Sekunde reagieren 650 Millionen Tonnen Wasserstoffatome
zu Helium.
Asteroiden, Meteoriten, Planetoiden
1. Asteroiden (Planetoiden)
Def.: planetenähnliche Himmelskörper, die sich in großer Anzahl auf
elliptischen Bahnen um die Sonne bewegen, vorwiegend zwischen den
Bahnen der Planeten Mars und Jupiter
Größte Asteroiden: Ceres (Durchmesser ca. 1030 Kilometer)
Pallas und Vesta (Durchmesser jeweils ca. 550 Kilometer)
Es gibt ca. 200 Asteroiden mit Durchmesser von über 100 Kilometern und Tausende von
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Asteroiden mit kleineren Durchmessern.
Zwischen Jupiter und Mars ist ein Asteroidengürtel.
Asteroiden entstanden wahrscheinlich aus anderen Planeten.
¾ von der Erde aus sichtbaren Asteroiden, darunter Ceres, gehören zum C – Typ: ist mit
Klasse von Steinmeteoriten verwandt; Zusammensetzung ähnelt solarem Nebel; sind sehr
dunkel
Rund 15% aller Asteroiden gehören zum S – Typ: ist mit Stein – Eisen – Meteoriten verwandt
Seltener M – Typ: entspricht der Zusammensetzung von Eisenmeteoriten; bestehen aus Eisen
– Nickel – Legierung
Sehr wenige Asteroiden sind mit der seltensten Klasse der Meteoriten verwandt, den
Achondriten. Oberflächen hat vulkanische Zusammensetzung ähnlich den Laven der Erde und
des Mondes.
Asteroid „Eros“ wurde 1898 in Berlin entdeckt. Er ist nur etwa 24000000 Kilometer von der
Erde entfernt. „Eros“ hat Durchmesser von ungefähr 27,4 Kilometern.
2. Meteoriten
Def.: Ein Meteorit ist ein Stein – oder Eisen – Nickel – Brocken aus dem Weltall.
Meteore oder Sternschnuppen sind durch meist sehr kleine Meteorite hervorgerufene
Leuchterscheinungen.
Am 26. April 1803 ging nahe Paris ein Schauer von etwa 2500 Steinmeteoriten nieder.
Die meisten Meteorite stürzen ins Meer und bleiben unentdeckt. Nur 8 Meteorite über 10t
wurden lokalisiert. Sie sind alle vom Eisen – Nickel – Typ. Der größte je entdeckte
Steinmeteorit stürzte in der Kirin – Provinz (Mandschurei) ab am 8. März 1976 und wog 1766
kg. Die Gesamtzahl der festgestellten Einschläge liegt bei über 1700.
Meteoritenkrater
Spektakulärste Krater ist der Barringer – Krater beim Diablo – Canyon, Winsow, Nordarizona,
der 1891 entdeckt wurde. Er ist 175m tief, hat einen Durchmesser von 1265m und ist nicht mit
Wasser gefüllt.
In Deutschland gibt es auch einen Meteoritenkrater: Das Nördlinger Ries zwischen der
Fränkischen und Schwäbischen Alb. Es hat einen Durchmesser von 24, 9 Kilometern.
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