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Unser Universum Heinz Oberhummer Einleitung • Astronomie: Beobachtung des Universums • Astrophysik: Erklärung des Universums • Kernphysik: Untersuchung der Kernstruktur & von Kernprozessen • Nukleare Astrophysik: Verbindung von Astro- & Kernphysik • Die großen Objekte im Universum des Makrokosmos (Sterne, Galaxien, Universum) sind auf das Engste mit den kleinen Objekten des Mikrokosmos (Atome, Atomkerne, Elementarteilchen) verbunden. Die Galaxie NGC4414 • Dies gilt besonders auch für die Nukleare Astrophysik: - Die Kerne sind der Grund warum die Sonne scheint und die Sterne leuchten. - Die Atome von Kohlenstoff bis Uran wurden in Sternen erzeugt. Unser Universum Heinz Oberhummer Museum für Naturwissenschaften Das Museum für Naturwissenschaften Es ist schwierig zu veranschaulichen, wie sich große Dinge, etwa unser Universum, Galaxien oder Sterne, oder aber auch sehr kleine Dinge, etwa Atome, Atomkerne oder Elementarteilchen, im Vergleich zur Größe von Gegenständen unseres Alltagslebens verhalten. Zum besseren Verständnis stellen wir uns ein „Museum für Naturwissenschaften“ vor, in dem sowohl große als auch kleine Objekte ausgestellt sind. Unser Universum Heinz Oberhummer Größenordnungslift Die Hauptattraktion des Museums für Naturwissenschaften ist ein Aufzug ganz besonderer Art: Dieser Aufzug wird kurz GOL (Größen-Ordnungs-Lift) genannt. Fährt man mit dem GOL jeweils ein Stockwerk höher ist man verglichen mit den ausgestellten Objekten einen Faktor 10 größer. Beim Hinunterfahren schrumpft man jeweils um einen Faktor 10 pro Stockwerk. Die Anzeigentafel des GOL (Größen-Ordnungs-Lift) und die dazugehörigen Objekte. Unser Universum Heinz Oberhummer Größenordnungslift Unser Universum Heinz Oberhummer Das Sonnensystem • Unser Sonnensystem besteht aus der Sonne, den neun Planeten, deren Monden und zahlreichen kleineren Himmelskörpern wie Asteroiden und Kometen. • Die Planeten, die die Sonne umkreisen, sind nach griechischen und römischen Göttern benannt. • Ihre Namen sind in der Reihenfolge ihres Abstandes von der Sonne: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun und Pluto. • Merkregel für die Planetennamen: Mein Vater Erklärt Mir Jeden Sonntag Unsere Neun Planeten. Unser Universum Heinz Oberhummer Die Sonne und die Planeten • Die 9 Planeten unseres Sonnensystems werden in zwei Gruppen unterteilt: Die vier inneren Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars und die fünf äußeren Planeten Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun und Pluto. Vergleich der Größen der Sonne und der Planeten • Die inneren Planeten sind erdähnliche Planeten, das heißt sie haben eine feste Oberfläche wie die Erde. • Die äußeren Planeten mit Ausnahme von Pluto werden als Jupiter-ähnlich bezeichnet, da sie wie Jupiter weitaus größer als die Erde sind und hauptsächlich aus Gas bestehen. Unser Universum Heinz Oberhummer Extrasolare Planeten So stellt sich die Künstlerin Lynette Cook den Aufgang einer fremden Sonne über einem fernen Planeten vor. Die Frage, ob Leben außerhalb unseres Sonnensystems möglich ist, beschäftigt die Menschheit seit langer Zeit. Bereits vor 2000 Jahren schrieb etwa der griechische Philosoph Epikur: “Es gibt zahlreiche Welten, manche ähnlich unserer aber auch völlig fremdartige”. • Die Wissenschaft geht heute davon aus, dass Leben nur auf Planeten zu finden sein wird. Von extrasolaren Planeten spricht man dann, wenn es sich um Planeten außerhalb unseres Sonnensystems handelt. • Seit 1995 hat man mehr als 130 solche extrasolaren Planeten - und damit mögliche Träger von Leben - nachgewiesen. Bald wird es auch möglich sein indirekt Leben auf solchen Planeten zu beobachten. Unser Universum Heinz Oberhummer Die Monde • Die Himmelskörper, welche die Planeten umkreisen, heißen Monde. • Merkur und Venus haben keinen Mond, Erde und Pluto haben einen Mond, die anderen Planeten haben mehrere Monde (Mars: 2, Jupiter: 16, Saturn: 22-24, Uranus: 15, Neptun: 2). Der Erdmond Unser Universum Heinz Oberhummer Sonne und Sterne • Die Sonne ist ein Stern mittlerer Größe. Sie erscheint uns nur deshalb so groß, weil sie soviel näher ist als der nächste Stern. • Die Sonne ist deshalb von so großer Bedeutung für die Erde, weil sie die notwendige Energiequelle für das Leben auf unserem Planeten darstellt. Bild der Sonne mit Sonnenflecken • Sterne können bis zu 100 mal größer, aber auch 100 mal kleiner sein als die Sonne. Unser Universum Heinz Oberhummer Die Milchstraße • Die Milchstraße hat ihren Namen wegen des hellen Sternenbands am Himmel. Dieses helle Sternenband entsteht dadurch, dass wir dort in das Zentrum der Milchstraße blicken, wo sich sehr viele Sterne befinden. Die Milchstraße am Nachthimmel Unser Universum Heinz Oberhummer Die Milchstraße und andere Galaxien Die Milchstraße und die Galaxie NGC1 300 sind ähnlich • Die Milchstraße ist eine Galaxie und besteht aus einer riesigen Anzahl von Sternen (ungefähr 100 Milliarden!). Sie hat eine spiralförmige Struktur mit einem hellen Zentrum. • Die Sonne ist nur einer der etwa 100 Milliarden Sternen und befindet sich in einem unbedeutenden Spiralarm der Milchstraße. • Die Milchstraße hat ihren Namen wegen des hellen Sternenbands am Himmel. Dieses helle Sternenband entsteht dadurch, dass wir dort in das Zentrum der Milchstraße blicken, wo sich sehr viele Sterne befinden. • Neben unserer eigenen Galaxie, der Milchstrasse, gibt es im beobachtbaren Universum etwa 100 Milliarden weitere Galaxien verschiedenster Formen. Unser Universum Heinz Oberhummer Die interstellare Materie • Der Raum zwischen den Sternen ist nicht leer. Vielmehr befinden sich dort ausgedehnte so genannte interstellare Wolken aus Gas und Staub. In diesen Wolken ist etwa 10 mal mehr Materie als in den Sternen vorhanden. • Mittlerweile gibt es jedoch ein große Zahl astronomischer Beobachtungen, die darauf hindeuten, dass die normale Materie nur etwa 4 % der gesamten Materie und Energie im Universum ausmacht. Die interstellaren Wolken im Trifid Nebel Unser Universum Heinz Oberhummer Lokale Gruppe und Galaxienhaufen Die Lokale Gruppe ist ein Galaxienhaufen bestehend aus etwa 20 Galaxien. Neben der Milchstraße sind die weiteren wichtigen Galaxien der Lokalen Gruppe der Andromedanebel (in Form und Größe der Milchstraße ähnlich) und die Große und Kleine Magellansche Wolke. Diese Galaxien kann man auch von der Erde mit freien Auge erkennen. Die Andromeda Galaxie ist die nächste größere Galaxie und ist in Form und Größe unserer Milchstaße ähnlich Unser Universum Heinz Oberhummer Galaxienhaufen Außer der Lokalen Gruppe sind noch Tausende weitere Galaxienhaufen bekannt, welche wieder aus bis zu 1000 Galaxien bestehen können. Der Galaxienhaufen Perseus ist 300 Millionen Lichtjahre entfernt und besteht aus über 1000 Galaxien. Unser Universum Heinz Oberhummer Das Universum • Unter Universum, Weltall oder Kosmos versteht man den gesamten Weltraum mit allen seinen Himmelskörpern. • Das Universum ist nicht gleichmäßig mit Sternen erfüllt. Die Sterne befinden sich in den Galaxien, dazwischen gibt es gewaltige Leerräume. • An den meisten Stellen des Weltraums wäre kein einziger Stern mit freien Auge sichtbar. Nur weil sich die Erde in unserer Heimatgalaxie (der Milchstraße) befindet, können wir die Sterne am Himmel sehen. Alle diese Sterne gehören zur Milchstraße. Eine Computerrechnung der Struktur unseres Universums. Die Länge des Bildes entspricht etwa 10 Milliarden Lichtjahren. Man sieht den filamentartigen Aufbau des Universums mit riesigen Leerräumen. Unser Universum Heinz Oberhummer Meine Adresse • Name: Heinz Oberhummer • Straße: Wiedner Hauptstr.8-10 • Ort: Wien • Land: Österreich • Planet: Erde • Stern: Sonne • Galaxie: Milchstraße • Galaxienhaufen: Lokale Gruppe • Universum
