Astronomie für Nicht-Physiker Vorlesungsplan SS2013 18.4. Astronomie heute: Just, Fendt 25.4. Sonne, Erde, Mond: Fohlmeister 2.5. Das Planetensystem: Fohlmeister 16.5. Teleskope, Bilder, Daten: Fendt 23.5. Geschichte der Astronomie: Just 6.6. Sterne - Zustandsgrößen: Fendt 13.6. Sterne - Entwicklung: Fendt 20.6. Die Milchstraße: Just 27.6. Astrochemie und Leben: Fendt 4.7. Galaxien: Just 11.7. Aktive Galaxien, Quasare und Schwarze Löcher: Fendt 18.7. Urknall und Expansion des Universums: Just 25.7. Weltmodelle: Just 1.8. Besuch MPIA/LSW und HdA: Fendt Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 1 Geschichte der Astronomie Literatur Geschichte der Astronomie F. Becker; BI Wissenschaftsverlag, 1980 Astronomie vom Altertum bis heute J. Dorschner et al.; Umschauverlag, Frankfurt, 1975 Geschichte der Astronomie von Herschel bis Hertzsprung D.B. Herrmann; VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1975 Skript von Prof. Schlüter (Kiel) http://www.astrophysik.uni-kiel.de/skripte/schlueter/gescha.pdf SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 2 Kulturkreise ~50000 v.Chr. Australiens Ureinwohner: Nur Felszeichnungen (Astronomie?) ~3000 v.Chr. China: Sternkarten (Steintafeln) ~3000 v.Chr.? Maya: Hieroglyphen (Kalender) ~3000 v.Chr. Babylon: Keilschrift (Tontafeln) ~800 n.Chr. Araber: Observatorien (Bagdad) ~4000 v.Chr. Ägypten: Sonnenkalender (Papyrus) Kalenderstein Azteken ~600 v.Chr. Griechen/Römer: Astronomie (Almagest) Himmelsscheibe Nebra SS2013 Westeuropa/Nordamerika: ~2000 v.Chr. Steinzeit (Stonehenge) ~1600 v.Chr. Bronzezeit (Nebra) ~1300 Mittelalter (Lehrbuch Astronomie) ~1500 Neuzeit (Kopernikus - Hawking) Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 3 Geschichte der Astronomie Frühzeit Steinzeit ~2000 v.Chr. Stonehenge Observatorium Sehr beindruckendes Bauwerk Positionsmessungen von Sonne und Mond, Sonnenwende Quelle: Dorschner SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 4 Bronzezeit ~1600 v.Chr. Nebra Himmelsscheibe Fundort: Mittelberg, Sachsen-Anhalt (4.7.1999) Bronzescheibe mit 30cm Durchmesser und Goldeinlagen Vollmond Mondsichel Siebengestirn (Plejaden) Sonnenbarke Rechts (und links) Bögen Zur Jahreszeitbestimmung Ausrichtung am Brocken: Sonnenuntergang zur Sommersonnenwende http://de.wikipedia.org/wiki/Himmelsscheibe_von_Nebra SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 5 Babylon Keilschrift auf Tontafeln (Sumerer) Venus-Tafel (~1500 v.Chr.): Auf- und Untergangszeiten der Venus über 21 Jahre Quelle: Becker SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 6 Babylon Babylonischer Grenzstein mit astronomischen Symbolen Himmelsereignisse Schicksal von Völkern Beruhigung der Götter? “gute” und “schlechte” Tage Quelle: Dorschner SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 7 Ägypten Tempelinschriften, Papyrus ~4000 v.Chr. Sonnenkalender 12 Monate a 30 Tage plus 5 Feiertage (Wandeljahr) 10-Tage-Woche Siriussichtbarkeit im Morgengrauen: Ankunft der Nilflut Parallel: Sirius-Jahr mit einem zusätzlichen Tag alle 4 Jahre 2 sich langsam verschiebende Kalender mit wandernden Feiertagen etc. Sothisperiode (Sothis = Sirius) 1460 Siriusjahre = 1461 Wandeljahre Andere Aspekte der Astronomie hauptsächlich mythologisch SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 8 Ägypten Inschriften am Tempel von Luxor 1300 v.Chr.: die Himmelgöttin 'Nut' trägt das Universum Quelle: Becker SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 9 Ägypten Tierkreis an der Decke im Tempel von Hathor in Dendera, Ägypten 1. Jahrh. v.Chr. Quelle: Dorschner SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 10 China Steintafeln, Bücher Keine wirklich alten Quellen; alles immer wieder neu geschrieben und rückdatiert ~3000 v.Chr. Lunisolarer Kalender: 28 Häuser des ‘Tierkreises', später Unterteilung in Grade (1 Grad ist die tägliche Bewegung der Sonne) ~1200 v.Chr.: gemeißelte Sternkarten ~ 700 v.Chr.: Aufzeichnung von Kometen und Finsternissen Berechnungsregeln für Mondfinsternisse ~ 0: “Drei-Zyklen-Kalender" von Liu Hsin: vollständiges astronomisches Handbuch 1054 n.Chr.: Supernova im Sternbild Stier (jetzt Krebsnebel) http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2005/37/ SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 11 China Chinesische Sternkarte SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just Quelle: Becker 12 Geschichte der Astronomie Indien: nur mythologische Spekulationen Maya: Pictographische (Bilder-)Schrift auf Steintafeln 613 v.Chr.: Durchgehende Tageszählung ab 11.11.3373 v.Chr. (Spinden’sche Korrelation) 13. 8. 3114 v. Chr. (Thompson’sche Gleichung) Anfang wahrscheinlich rückgerechnet Baktun-Zyklus am 21.12.2012 13x vollständig 13 heilige Zahl, aber 20 Baktun = 1 Piktun usw. Aufzeichnung von Konjunktionen und Finsternissen Sonne, Mond und Planetenbahnen SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 13 Maya 200 – 600 n. Chr.: Ursprung der meisten Inschriften 1200 n. Chr.: 'Codex Dresdensis‘ geschrieben in Maya Hieroglyphen auf Mittelamerikanischem Papier, hergestellt aus der inneren Rinde bestimmter Bäume Teilweise astronomischer Natur (Finsternisse, Venuszyklen). Quelle: Dorschner SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 14 Azteken Vieles von den Mayas übernommen Kalenderregeln 1479 n.Chr.: 'Stein der Sonne’ Kalenderstein (Basalt) 50 Jahre Herstellungsdauer 3.6 m Durchmesser 25 Tonnen Gewicht Anthropologisches Museum in Mexico City Quelle: Becker SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 15 Antike Griechen: Übernahme des babylonischen Wissens Versuch, Sonne, Mond und Planeten durch gleichförmige Kreisbewegungen zu erklären 600 v.Chr.: Thales von Milet: Erde ist eine Kugel, Mond ist von der Sonne beleuchtet 6. Jahrh. v.Chr.: Pythagoras: Erde, Mond und Sonne kugelförmig, Erde dreht sich ~500 v.Chr.: Planetenbahnen durch Epizyklen beschrieben 384-322 v.Chr.: Aristoteles: Nachweis der kugelförmigen Gestalt der Erde: runder Schatten bei Finsternis auf dem Mond SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 16 Antike 400 v.Chr.: Demokrit: Milchstraße besteht aus unzähligen Sternen 265 v.Chr.: Aristarch von Samos: erste geometrische Bestimmung von Mond- und Sonnengröße und ihren Distanzen (in Einheiten des Erddurchmessers); Mond auf 20% genau, Sonne viel zu klein (Faktor 16); er glaubte an die Bewegung der Erde um die Sonne 220 v.Chr.: Eratosthenes: Messung des Erdumfangs von 250000 Stadien (= 39690km) mit Hilfe der Höhe des Sonnenstandes in Alexandria und Syene (heute Assuan) 150 v.Chr.: Neuer Versuch von Hipparchos: Mondwerte gut, Sonnenwerte immer noch um einen Faktor 9 zu klein Sternkatalog bezogen auf die Ekliptik Entdeckung der Präzession der Erdrotation SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 17 Antike 150 n.Chr.: Almagest von Ptolomäus (13 Bücher der Mathematischen Zusammenstelllung, “Mathematikè Suntaxis”): Sammlung des gesamten astronomischen Wissens der Antike –viele Dinge basierten auf dem Werk von Hipparchos Geozentrisches Weltbild Römer 45 v.Chr.: Julius Caesars Kalenderreform: Kalender nicht länger an die Mondphasen gekoppelt SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 18 Mittelalter Araber: Ptolomäisches Weltbild (geozentrisch) übernommen 825 und 1000: Observatorien in Baghdad und Kairo 10.Jahrhundert: Al Sufi: Sternkatalog mit Helligkeiten (in Magnituden), Entwicklung von Beobachtungsinstrumenten, sphärische Trigonometrie Europa: 13.Jahrhundert: Übersetzung, Übernahme und Wiederentdeckung des Weltbildes der griechischen Antike (über die Araber) Johannes von Sacrobosco : Erstes abendländisches Lehrbuch der Astronomie (Tractatus de Sphaera) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 19 Neuzeit Die neue Weltordnung Nikolaus Kopernikus & Tycho Brahe (1473 – 1543) (1546 – 1601) Quelle: Becker SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 20 Geschichte der Astronomie Nikolaus Kopernikus 1543: heliozentrisches Weltbild Quelle: Dorschner SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 21 Geschichte der Astronomie Tycho Brahe 1572: Beobachtung der Supernova in Cassiopeia 1577: ‘Null-Parallaxenmessung' eines Kometen -> Kometen außerirdisch Extensive und präzise Beobachtung von Planeten Basis für Keplers Werk Eigenes Weltmodell zwischen Ptolomäus und Kopernikus Sonne, Mond und Sternsphäre kreisen um die Erde Die 5 Planeten kreisen um die Sonne Papst Gregor XIII 1582: Kalenderreform SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 22 Geschichte der Astronomie Johannes Kepler (1571 – 1630) 1596: Buch ‘Mysterium cosmographicum’ Radien der 6 Planetensphären sind durch die 5 regelmäßigen platonischen Körper verbunden 8-,20-,12-,4-,6-flächner zwischen Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter und Saturn http://www.georgehart.com/virtual-polyhedra/kepler.html SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 23 Geschichte der Astronomie 1609-1619: Keplergesetze 1. Kepler-Gesetz Die Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht. 2. Kepler-Gesetz Ein von der Sonne zum Planeten gezogener "Fahrstrahl" überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen. 3. Kepler-Gesetz Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich wie die dritten Potenzen (Kuben) der großen Bahnhalbachsen. 1627 'Tabulae Rudolphinae': Vorausberechnungen der Planetenpositionen Galileo Galilei (1564 – 1642) 1602: Theorie des ‘freien Falles’ und der ‘harmonsichen Schwingung’ 1609: Bau eines Fernrohres (Fortschritte bis heute) Entdeckungen/Beobachtungen: Mondgebirge, 4 Jupitermonde, Sonnenflecken, Saturn 3Gestirn (mit 2 Monden?), Venusphasen SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 24 Geschichte der Astronomie Christian Huygens: 1659: Entdeckung der Saturnringe (als Ringe!) 1673: erste brauchbare Pendeluhr 1684: Teleskope; Entdeckung des Saturnmondes Titan Ole Rømer: 1675 Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit: Unterschiede in der Periode der Jupitermonde, wenn sich die Erde auf den Jupiter zu bewegt bzw. von ihm weg bewegt Isaac Newton (1642 – 1727) 1671: Konstruktion eines Spiegelteleskops 1687: 'Philosophiae Naturalis Principia Mathematica' Infinitesimalrechnung Begründung der theoretischen Mechanik und Himmelsmechanik SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 25 Geschichte der Astronomie Wilhelm Herschel 1781: Entdeckung von Uranus 1785: Milchstraße als linsenförmiges Sternsystem (Idee von Thomas Wright 1750) Andere Nebel auch Sternsysteme (Idee von Immanuel Kant 1755) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 26 Geschichte der Astronomie Lord Rosse: 1845: Teleskop 60 Fuß lang, 6 Fuß Durchmesser (erstes Teleskop, welches größer war als das von Herschel) 1851: Spiralnebel M 101 (Zeichnung / moderne Aufnahme) Quelle: Becker SS2013 http://messier.seds.org/more/m101_more.html Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 27 Geschichte der Astronomie Joseph v. Fraunhofer 1812-1814: Achromatische Linsen (keine Farbränder) Fraunhoferlinien im Sonnenspektrum; Interpretation durch Kirchhoff und Bunsen (in Heidelberg) Friedrich W. Bessel, Friedrich G.W. Struve, Thomas Henderson 1838: Sternparallaxen (Entfernungen) von 61Cygni, Wega, α Cen => Sterne sind auch Sonnen Louis J.M. Daguerre & Joseph N. Niepces ~1838: Einführung der Photographie, Durchbruch ca.1900 Johann G. Galle 1846: Entdeckung von Neptun Position berechnet von Leverrier aus Störungen der Uranusbahn Angeblich hat Adams die Position als erster korrekt vorhergesagt (1845), aber viele Versionen, Zweifel, … SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 28 Geschichte der Astronomie Albert Einstein 1911: Periheldrehung des Merkur durch allgemeine Relativitätstheorie erklärt 1916: Krümmung der Lichtstrahlen in der Nähe der Sonne bei totaler Sonnenfinsternis beobachtet (Arthur Eddington) Edwin P. Hubble 1923: Extragalaktische Entfernung zum Andromedanebel mit Cepheidenparallaxen bestimmt 1929: Entdeckung der Ausdehnung des Universums aus Fluchtgeschwindigkeiten; Hubblekonstante Clyde W.Tombough 1930: Entdeckung von Pluto (jetzt zum Zwergplaneten degradiert). SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 29 Geschichte der Astronomie Karl Jansky: 1931: Entdeckung der ersten extraterrestischen Radioquelle (das Galaktische Zentrum) mit einer Periode von 23h56m am Himmel – die Rotationsperiode der Erde Maarten Schmidt: 1963: erste Rotverschiebung eines Quasars: 3C273 mit z=0.158 (d.h. Entfernung von 2 Milliarden Lichtjahren und extrem leuchtstark wie eine ganze Galaxie) Arno Penzias & Robert Wilson 1965: 3K kosmische Hintergrundstrahlung; Urknall 1978: Nobelpreis in Physik für diese Entdeckung Gravitationslinsen 1979: Dennis Walsh, Bob Carswell, Ray Weymann Doppelquasar Q0957+561 SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 30 Geschichte der Astronomie COBE Satellit: 1989-1996: großräumige Anisotropie der kosmischen Hintergrundstrahlung Extrasolare Planeten durch Radialgeschwindigkeitsmessungen 1995: Michel Mayor & Didier Queloz Planet um den sonnenähnlichen Stern 51 Pegasi http://de.wikipedia.org/wiki/51_Pegasi Reinhard Genzel (München) 2002: Supermassives Schwarzes Loch im galaktischen Zentrum Keplerbahn des Sterns S2: 3 Millionen Sonnenmassen innerhalb eines Abstandes von 120AE (entspricht Größe unseres Planetensystems) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 31 Geschichte der Astronomie WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) Satellit (NASA) 2001 – 2010 (http://map.gsfc.nasa.gov/ ) Bestimmung der kosmologischen Parameter des Universums Alter des Universums: 13.7 Milliarden Jahe Geometrie: flacher, euklidischer Raum Hubblekonstante: (70.1 ± 1.3) km/s/Mpc Energie/Massengehalt: • (4.62 ±0.15)% Baryonen (normale Materie), • (23.3±1.3)% Dunkle Materie • (72.1±1.5)% Dunkle Energie Planck Satellit (ESA) seit August 2009 Bessere Empfindlichkeit und Auflösung SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just Temperaturvariationen über den Himmel 32 Nobelpreise (Astronomie) http://de.wikipedia.org/wiki/Nobelpreis_f%C3%BCr_Physik 1936: Victor Franz Hess (Österreich) „für die Entdeckung der kosmischen Strahlung“ 1948: Patrick Maynard Stuart Blackett (Großbritannien) „für die Weiterentwicklung der Anwendung der Wilsonschen Nebelkammer und seine damit gemachten Entdeckungen auf dem Gebiete der Kernphysik und der kosmischen Strahlung“ 1967: Hans Bethe (USA/Deutschland) „für seinen Beitrag zur Theorie der Kernreaktionen, insbesondere seine Entdeckungen über die Energieerzeugung in den Sternen“ 1974: Martin Ryle & Antony Hewish (Großbritannien) „für ihre bahnbrechenden Arbeiten in der Radioastronomie: Ryle für seine Beobachtungen und Erfindungen, besonders in der Öffnung technischer Synthesen und Hewish für seine entscheidende Rolle in der Entdeckung der Pulsare“ SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 33 Nobelpreise (Astronomie) SS2013 1978: Arno Penzias (Deutschland) & Robert Woodrow Wilson (USA) „für die Entdeckung der kosmischen MikrowellenHintergrundstrahlung“ 1993: Russell Hulse & Joseph Hooton Taylor Jr. (USA) „für ihre Entdeckung eines Pulsars in einem Doppelsternsystem“ 2002: Raymond Davis jr. (USA) & Masatoshi Koshiba (Japan) „für bahnbrechende Arbeiten in der Astrophysik, insbesondere für den Nachweis kosmischer Neutrinos“ / Riccardo Giacconi (USA/Italien) „für bahnbrechende Arbeiten in der Astrophysik, die zur Entdeckung von kosmischen Röntgenquellen geführt haben“ 2006: John C. Mather, George F. Smoot (USA) & COBE Team „für die Untersuchung der kosmischen Hintergrundstrahlung“ 2011: Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt & Adam Riess (USA) „Für die Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums durch Beobachtungen weit entfernter Supernovae“ Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 34 Kalender / Zeitbestimmung Chronologie ~3000 v.Chr.: Positionen von Sonne, Mond, Planeten und Sternen; Mondphasen Messung/Vorhersage der Jahreszeiten, Mondphasen, Finsternisse Kalender Grundlage: Jahreszeiten und Mondphasen ~500 v.Chr.: Lunisolarer Kalender mit 19-Jahres-Zyklus 12 kurze und 7 lange Jahre (12 und 13 Monate) 45 v.Chr. Julianischer Kalender im römischen Reich Uneinheitlicher Jahresanfang und Jahreszählung Finsternisse 15.6.763 v.Chr.: erste glaubwürdige Datierung einer Sonnenfinsternis Einige Jahrhunderte v.Chr.: Entdeckung des ‘Saroszyklus' 6585-Tage Periode der Finsternisse (18 Jahre + 10 (11) Tage) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 35 Kalender Christlicher Kalender Eingeführt 325 beim “Ersten Konzil von Nicäa (Nizza)” Julianischer Kalender Jahresanfang (1.Januar) und Jahreszählung (Jahr 1 n.Chr.) bis 1.10.1582 julianischer Kalender, dann ein 10-TagesSprung wegen zu vieler Schaltjahre vorher seit 11.10.1582 gregorianischer Kalender (Papst Gregor XIII.) In vollen Jahrhunderten nur Schaltjahr, wenn sie ein Vielfaches von 400 sind: … 1200, 1600, 2000 Kein Jahr "0" astronomisch – historisch: Jahr 0 = 1 v.Chr.; Jahr -1 = 2 v.Chr. … Für Zeitdifferenzen unpraktisch: Julianisches Datum JD SS2013 Durchgängige Tageszählung ab 1.1.−4712 (4713 v. Chr.) 12:00 Uhr (23.5.13 12:00 Uhr = 2456436) Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 36 Das Jahr Siderisches Jahr Wahre Umlaufzeit der Erde um die Sonne, gleiche Position der Sonne am Fixsternhimmel : 365d6h09m10s Tropisches Jahr (Jahreszeiten) Mittlere Zeit der Sonnenposition von Frühlingspunkt zu Frühlingspunkt, kürzer wegen der Präzession: 365d5h48m45s Julianisches Jahr 365d6h 4-Jahres-Zyklus mit Schaltjahren (alle durch 4 teilbare Jahreszahlen) Gregorianisches Jahr Aktueller abendländischer Kalender: 365+1/4-3/400 Tage= 365d5h49m12s (Schaltjahr nur in durch 400 teilbaren Jahrhunderten, z.B. im Jahr 2000; nicht 1900 und 2100) 26 Sekunden zu lang: 1 Tag in 3300 Jahren; keine Regelung bisher (Frühlingsanfang immer früher: 2048 am 19.3.) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 37 Kalender Ostern 1. Sonntag nach dem 1. Vollmond im Frühling Vollmond und Frühlingsbeginn astronomisch eindeutig Vergleich zweier Zeitpunkte (nicht Tage) Aus praktischen Gründen wird aber immer der 21.3. als Stichtag für den Frühlingsanfang genommen Frühester Termin: 22.3. (1818, 2285) Spätester Termin: 25.4. (1943, 2038) Wochentag hängt von der Zeitzone ab Griechisch-orthodoxes Ostern in manchen Jahren 1 Woche verschoben Viele andere Komplikationen durch religiöse Bräuche z.B. wird von vielen östlichen Kirchen die Korrektur durch den Gregorianischen Kalender nicht berücksichtigt Bis zu 5 Wochen Verschiebung von Ostern SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 38 Zeitzonen Sonnenhöchststand (Mittag) wandert um die Erde von Ost nach West (jeder Längengrad eigene ‚lokale‘ Zeit) Zeitzonen für koordinierte Uhren Weltzeit (UT) bei Nulllängenkreis durch Greenwich Verschiebung um jeweils eine Stunde http://www.loekken-is-vorbei.de/zeitzonen.htm SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 39 Zeitzonen Mitteleuropäische Zeit MEZ=UT+1h Meridian für MEZ verläuft durch Frankfurt/Oder Sommerzeit MESZ=MEZ+1h Sonne steht nicht um 12:00 Uhr im Süden Heidelberg: +35Min. (+1 Stunde bei Sommerzeit) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 40 Präzession Erde ist abgeplattet und Polachse zur Ekliptik geneigt Torkelbewegung wie bei einem Kreisel Himmelspol bewegt sich auf einem Kreis am Himmel Neigung der Ekliptik bleibt gleich Öffnungswinkel 47º, Periode 25725 Jahre Frühlingspunkt wandert auf Ekliptik • 1 Tierkreis in 2150 Jahren • Widderpunkt: Widder -> Fische … • Koordinatensystem (α,δ) dreht sich SS2013 http://www.astronomynotes.com/nakedeye/s6.htm Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 41 Koordinatensysteme Koordinaten mit Epoche Koordinaten α,δ (1950.0) oder (J2000.0) Abweichung bis zu 41' in 50 yr (=1.5 Monddurchmesser) http://www.eduvinet.de/gebhardt/astronomie/zeitglei.html SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 42 Analemma Sonne im Süden (12:00 Uhr wahre Ortszeit) Schräglage der Ekliptik Sommer- Winteranfang waagerecht am Himmel Frühlings- Herbstanfang maximal geneigt horizontale Bewegung ungleichmäßig Erdbahn elliptisch Perihel (nächster Punkt zur Sonne): am 3. Januar, Abstand Sonne: 147.1 Millionen km Aphel (fernster Punkt zur Sonne): am 4. Juli, Abstand Sonne: 152.1 Millionen km Sonne bleibt im Perihel stärker zurück als im Aphel wegen höherer Geschwindigkeit der Erde und stärkerer Krümmung der Erdbahn Nicht für Jahreszeiten verantwortlich SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 43 Analemma Zeitgleichung Wahre – mittlere Ortszeit mittags nachmittags http://lexikon.astronomie.info/zeitgleichung/ Heidelberg, 3.5.: Sonne im Süden um 12:00+1h+35Min-3Min=13:32Uhr SS2013 http://www.perseus.gr/Astro-Solar-Analemma.htm Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 44 Gezeiten Mond und Sonne erzeugen Gezeitenkräfte Anziehungskraft und Fliehkraft bei Bewegung um den gemeinsamen Schwerpunkt im Gleichgewicht Näher am Mond/Sonne überwiegt Schwerkraft Auf der abgewandten Seite überwiegt Fliehkraft 2 symmetrische Flutberge Erddrehung nimmt die Flutberge etwas mit Verschobene Flutberge bremsen Erdrotation um 1 Sek. In 62500 Jahren ab: 22h-Tag im Devon (vor 370 Millionen Jahren) Sonnenfinsternis am 15.4.136 v.Chr. war in Babylon sichtbar (ohne Abbremsung weiter westlich in Spanien und Westafrika) Schwerpunkt Erde-Mond http://www.leifiphysik.de/web_ph12/grundwissen/12gezeiten/gezeitenerde.htm SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 45 Gezeiten/Kräfte Anziehungskraft der Erde 150x größer als Unterschied Pol/Äquator 290x größer als Fliehkraft am Äquator 1.660x größer als Anziehungskraft der Sonne 300.000x größer als Anziehungskraft des Mondes 9.000.000x größer als Gezeitenkraft des Mondes 18.000.000x größer als Gezeitenkraft der Sonne Gewicht ist Summe aller Kräfte (senkrechte Komponente) Flutberge Springtide bei Voll- und bei Neumond, Nipptide bei Halbmond Flutberge 1m im offenen Ozean, bis 12m in Buchten Erddeformation 30cm (GPS-Genauigkeit?) http://www.leifiphysik.de/web_ph12/grundwissen/12gezeiten/gezeitenerde.htm Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just SS2013 46 Astronomie für Nicht-Physiker Vorlesungsplan SS2013 18.4. Astronomie heute: Just, Fendt 25.4. Sonne, Erde, Mond: Fohlmeister 2.5. Das Planetensystem: Fohlmeister 16.5. Teleskope, Bilder, Daten: Fendt 23.5. Geschichte der Astronomie: Just 6.6. Sterne - Zustandsgrößen: Fendt 13.6. Sterne - Entwicklung: Fendt 20.6. Die Milchstraße: Just 27.6. Astrochemie und Leben: Fendt 4.7. Galaxien: Just 11.7. Aktive Galaxien, Quasare und Schwarze Löcher: Fendt 18.7. Urknall und Expansion des Universums: Just 25.7. Weltmodelle: Just 1.8. Besuch MPIA/LSW und HdA: Fendt Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 47