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 Volkssternwarte
Würzburg
Gravitationswellen zum Nachdenken
Gravitationswelle = Gezeitenwelle
Gezeiten-Komponente des Riemann-Tensors
 Gefasel von gekrümmten Räumen ist falsch
 Relative Längenänderung dL/L = h
dx = h+x ; dy = -h+y  Stauchungswelle mit c
dx = hxy ; dy = hxx  Scherungswelle mit c
Gravitationswellen Abschätzung
Doppelsternsystem GW150914 – R = 400 Mpc
m1 = 36 MS, m2 = 29 MS  M = 62 MS , a = 0,65
R: Distanz zum Schwerpunkt, in Einheiten RS
 2Gm1/Rc² = RS/R = 108/1,23x1022 = 8,8x10-21 :
Abstand R in 400 Mpc
r : Bahnradius von kompakten Binärsystem
 2Gm2/rc² = RS/a ~ 10-1 : Kompaktheit  h ~ 10-21
f : Frequenz der Welle: f = 35 – 150 Hz  f l = c
l : Wellenlänge = 2000 km  500 x 4 km @ f = 150 Hz !
P : Bahnperiode: P = 2p(GM/c³) x (ac²/GM)3/2 =
2 ms x 5,2 = 10,4 ms @ a = 3 GM/c²
 Frequenz der GWelle: f = 2 x 96,2 = 192 Hz
Fundamentale Konstante aus Shapiro Time-Delay:
GMS/c³ = 4,925491 µs
Physical Review Letter 12.2.2016
Die 3 Phasen
im Merging Prozess
AdvLIGO Simulierter BH-“Chirp”
[Grafik: AdvLIGO]
GWellen-Abstrahlung: a(t) = a0(1 – t/tM)1/4
3. Kepler-Gesetz: W(t) = (GM/a³)1/2
 Frequenz Welle: f(t) = W(t)/p
 Chirp Frequenz: f(t) = f0 (1 – t/tM)-3/8
AdvLIGO BH-BH Merger “Chirp”
Chirp Frequenz f(t) = f0 (1 – t/tM)-3/8
[Grafik: AdvLIGO]
NStern-NStern Merger
NS+NS  BH
1,43+1,43 MS
NS+NS  SMNS = Supramassereicher NStern
1,22+1,22 MS
Chirp
arXiv: 1604.03445
1,42+1,29 MS
Chirp
arXiv: 1604.03445
Schematischer Aufbau AdvLIGO 2015
L1
100 kW
L2
800 W
DL = L2 - L1 = h(f)L0
25 mW
25 Watt
von 180 Watt
im Endausbau 2020
Von der Mythologie zum
modernen Weltbild der
Astronomie – Teil I
Max Camenzind
Senioren Uni
Mai 2016
Astronomie =
Überleben
Aufgehen des Sirius
Kündigt Nilschwemmen
Auswandern zum Mars ?
Spätmittelalterliche Astronomen unter der Anleitung der Muse Astronomia
Astronomie
= Wissen = Mensch
Was ist da draussen?
Astronomie = Überwachen
Astronomie muss nicht teuer sein!
MEarth-South Array (Harvard): 8 x 40 cm Teleskope robotisch
The MEarth Project consists of
two robotically controlled
observatories. The MEarth-North
telescope array observes from the
Fred Lawrence Whipple
Observatory (FLWO) on Mount
Hopkins, just south of Tucson,
Arizona. The MEarth-South
telescope array observes from the
Cerro Tololo Inter-American
Observatory (CTIO) on Cerro
Tololo, just east of La Serena,
Chile. By having observatories in
both the Northern and Southern
hemispheres, we can cover the
entire sky in our search for
exoplanets transiting the closest M
dwarfs. Both arrays of telescopes
are controlled remotely from our
offices in Cambridge, MA.
Inhalt
• Himmelsbeobachtungen in der Bronzezeit
• Die Welt der Griechen – heliozentrisches
Weltbild, Almagest – der erste Sternkatalog
• Astronomie der Renaissance  Durchbruch
• Das 18. Jahrhundert: Messier Katalog  NGC
• Das 19. Jahrhundert: Refraktoren & Physik
• Das 20. Jahrhundert: Astronomen erobern das
Universum mit Spiegelteleskopen
• Das 21. Jahrhundert:  junger Kosmos,
Planeten und Leben, Gravitationswellen, …
Was ist Astronomie ?
• Die Astronomie, Himmelskunde (oder
Sternkunde) ist die Wissenschaft von der
räumlichen Anordnung, der Bewegung und
der physikalischen Beschaffenheit der
Himmelskörper und des gesamten
Universums.
• Astronomie ist heute auch Kosmologie, die
Lehre von Aufbau und Entwicklung des
Universums  Anfang mythologisch !
5000 Jahre Astronomie
• Anfänge in China im 3. Jahrtausend v.Chr. mit Beobachtungen von
Kometen und Sonnenfinsternissen.
• Die Inder und Babylonier berechneten 2000 v.Chr. die wichtigsten
Himmelserscheinungen.
• Die Griechen entwickelten im 5. Jahrhundert v.Chr die Astronomie
zur Wissenschaft. Ptolemäus faßte 130 n.Chr. das astronomische
Wissen des Altertums zum geozentrischen Weltbild zusammen.
Dieses Weltbild hat im Abendland bis ins 15. Jahrhundert Gültigkeit!
• Nikolaus Kopernikus (1473-1545) entwickelt im 16. Jahrhundert das
heliozentrische Weltbild.
• Tycho Brahe (1571-1630), Johannes Kepler und Galileo Galilei (15641642) belegen mit ihren Forschungen dieses Weltbild.
• Isaac Newton (1643-1727) liefert mit seiner Theorie der Gravitation
die himmelsmechanische Begründung für die Bewegung der
Gestirne. Bis in das 19. Jahrhundert war fast ausschließlich das
Sonnensystem Gegenstand der Astronomie.
• Seit dem Ende des 18. Jahrhunderts kennt man das System der
Fixsterne, das Milchstraßensystem (F. Wilhelm Herschel (1738-1822)).
• Im 20. Jahrhundert ist man in der astronomischen Forschung, nicht
zuletzt mit Hilfe der Weltraumastronomie, bis zu den Grenzen des
Universums vorgestoßen.
Erste Himmelsbeobachtungen
Astronomische Deutung einer 18.000 Jahre alten Jagdszene
in der Höhle von Lascaux als Großes Sommerdreieck ?
[Grafik: Wikipedia]
Wega = ?
Deneb = ?
Altair = ?
Die Eiszeit hinterlässt Spuren
Nach der Eiszeit (um 10.000 BC) begann der Mensch sesshaft zu werden,
und der Ackerbau kam auf. Der Mensch wurde dadurch zwar von
Klimaschwankungen stärker abhängig als zuvor, aber die Erträge waren
umso höher. Die agrarischen Bedürfnisse verbanden sich mit dem Wunsch,
die "Absicht" der Gestirne (Götter) rechtzeitig zu erfahren. Das Wissen über
die Jahreszeiten wurde für die Aussaat oder Vorsorge des Viehs nun
überlebenswichtig; Zeitrechnung und Religion gewannen an Bedeutung,
und aus beiden entstanden die ersten primitiven Kalender. Sie beruhten auf
der zyklischen Wiederkehr von Sonne-, Mond- und Gestirnskonstellationen.
In den immer größer werdenden Siedlungen wurde das Zusammenleben
komplizierter; eine Organisation bzw. eine Arbeitsteilung war erforderlich.
Die Anwendung der Astronomie rückte immer mehr in die Kontrolle der
Priester. Das Voraussehen von künftigen Ereignissen verlieh ihnen Macht.
Auch die Herrschenden erkannten diese Fähigkeit als Machtinstrument und
förderten die Sternenkunde für ihre Zwecke. Besonders an klimatisch
begünstigten Regionen entstanden die ersten Kulturzentren:
Mesopotamien, Ägypten, Pakistan (Indus), China (gelber Fluss), sowie
Mittelamerika.
Teleskope
Goseck
Stonehenge
Nebra
Almagest
Astronomische Kultur seit der Eiszeit
Lascaux
[Grafik: Wikipedia]
Sonnenobservatorium Goseck
 Kreisgrabenanlage 4800 BC
Das Sonnenobservatorium Goseck
• Die Kreisgrabenanlage liegt auf einem Plateau
oberhalb des Saaletals und besteht aus einem
deutlich erkennbaren, annähernd kreisrunden
Ringgraben von etwa 71 m Durchmesser. Es
konnte ein flacher Erdwall rund um den
Graben nachgewiesen werden. Die Anlage hat
drei grabengesäumte Zugangswege, die nach
Norden, Südwesten und Südosten ausgerichtet
sind. Im Inneren befinden sich Spuren zweier
konzentrischer Palisaden (ca. 56 und 49 m
Durchmesser) mit gleich ausgerichteten, zum
Zentrum hin schmaler werdenden Toren.
Sonnenobservatorium
Goseck –
Ringgraben an SW Seite
Sonnenobservatorium
Goseck – SW Seite
Sonnenobservatorium
Goseck - Interpretation
Meridian
4800 v.Chr.
Sonnenauf- und untergang
zur Wintersonnenwende
ca. 4800 v.Chr.
Die Interpretation zu Goseck
• Nach Untersuchungen des Astroarchäologen
Wolfhard Schlosser vom Astronomischen Institut
der Ruhr-Universität Bochum, der früher schon
die Himmelsscheibe von Nebra interpretiert hatte,
sind die beiden südlichen Tore und Zugangswege
vom Mittelpunkt der Anlage aus gesehen mit einer
Genauigkeit von drei bis vier Tagen auf den
Sonnenaufgang und -untergang zur
Wintersonnenwende um 4800 v. Chr.
ausgerichtet, das nördliche Tor weist annähernd
genau auf den astronomischen Meridian, also
nach Norden. Dass es sich um ein Observatorium
zur Bestimmung der Wintersonnenwende handelt,
gilt daher als wahrscheinlich.
Der Sonnenstand
ca. 120 Grad
ca. 180 Grad
Himmelsscheibe von
Nebra ~ 2000 v. Chr.
Himmelsscheibe von Nebra
Hier ein Bild aus der Wikipedia,
wo Sie viel über Fundgeschichte,
Alter und Interpretation finden:
Material: Bronze und Gold
Herstellungszeit ca. 2100 bis
1700 v. Chr.
Vergraben ca. 1600 v. Chr.
Gefunden bei Raubgrabung 1999
Am 9.10.2008:
Münze und Briefmarke mit dem
Abbild erschienen…
Scheibendurchmesser: 32 cm, maximale Dicke: 4,5 mm
Himmelsscheibe von Nebra
Wiki: Die annähernd kreisrunde, geschmiedete Bronzeplatte
hat einen Durchmesser von etwa 32 Zentimetern und eine
Stärke von 4,5 Millimetern in der Mitte bzw. 1,7 Millimetern
am Rand, sie wiegt ca. 2,3 Kilogramm. Das Kupfer der
Legierung stammt vom Mitterberg bei Mühlbach am
Hochkönig in den Ostalpen. Das Verhältnis der im Kupfer
enthaltenen radiogenen Blei-Isotope ermöglicht diese Ortsbestimmung. Neben einem geringen Zinnanteil von 2,5 Prozent
weist sie einen für die Bronzezeit typisch hohen Gehalt von 0,2
Prozent Arsen auf. Sie wurde offenbar aus einem gegossenen
Bronzerohling getrieben und dabei wiederholt erhitzt, um
Spannungsrisse zu vermeiden bzw. zu beseitigen. Dabei
verfärbte sie sich tiefbraun bis schwarz. Die heutige, von einer
Korrosionsschicht aus Malachit verursachte Grünfärbung ist
erst durch die lange Lagerung in der Erde entstanden.
N1
Ungewöhnlich für ein archäologisches Artefakt ist die Tatsache, dass an der
Scheibe in der Zeit ihrer Nutzung mehrfach Änderungen vorgenommen
wurden, was anhand der Überlagerungen von Bearbeitungen rekonstruiert:
 Anfänglich bestanden die Goldapplikationen aus 32 runden Plättchen,
einer größeren, runden sowie einer sichelförmigen Platte. Sieben der kleinen
Plättchen sind etwas oberhalb zwischen der runden und der sichelförmigen
Platte eng gruppiert.
 Später wurden am linken und rechten Rand die so genannten
Horizontbögen angebracht, die aus Gold anderer Herkunft bestehen, wie
dessen chemische Verunreinigungen zeigen. Um Platz für die Horizontbögen
zu schaffen, wurde ein Goldplättchen auf der linken Seite etwas zur Mitte
versetzt, zwei auf der rechten Seite wurden überdeckt, so dass jetzt noch 30
Plättchen zu sehen sind.
 Die zweite Ergänzung ist ein weiterer Bogen am unteren Rand,
wiederum aus Gold anderer Herkunft. Diese so genannte Sonnenbarke ist
durch zwei annähernd parallele Linien strukturiert, an ihren Außenkanten
wurden feine Schraffuren in die Bronzeplatte gekerbt.
 Als die Scheibe vergraben wurde, war sie ein drittes Mal modifiziert
worden: Es fehlte bereits der linke Horizontbogen und die Scheibe war am
Rand mit 40 sehr regelmäßig ausgestanzten, etwa 3 Millimeter großen
N2
Löchern versehen.
Nach der Interpretation von Meller und Schlosser stellen die
Plättchen Sterne dar, die Gruppe der sieben kleinen Plättchen
vermutlich den Sternhaufen der Plejaden, die zum Sternbild
Stier gehören. Die anderen 25 sind astronomisch nicht
zuzuordnen und werden als Verzierung gewertet. Die große
Scheibe wurde zunächst als Sonne, mittlerweile auch als
Vollmond interpretiert und die Sichel als zunehmender Mond.
 Mond und Plejaden stehen nach Meller und Schlosser für
zwei Termine der Sichtbarkeit der Plejaden am Westhorizont.
Die Plejaden hatten gemäß Schlosser um 1600 v. Chr. ihren
Untergang am 10. März greg. sowie ihren heliakischen
Untergang am 17. Oktober greg. Schlossers chronologischen
Ansetzungen der Plejadenuntergänge wird in der
Fachliteratur mehrfach widersprochen, da aufgrund der
Witterungs- und Sichtbedingungen die jeweiligen Untergänge
an verschiedenen Tagen beobachtet wurden. Die
Schwankungsbreite liegt bei etwa sechs Tagen.
N3
Zu besichtigen im
Nebra Museum
Wangen (Sachsen-Anhalt),
Original im Landesmuseum in Halle
Megalithe
der Steinzeit
3000 – 2000 v. Chr.
Stonehenge
Stonehenge – Megalithe 3000 v.Chr.
s. diverse Videos auf YouTube zu „Stonehenge“
Stonehenge - Rekonstruktion
Kreisteilung in 30 Sektoren
 Azimut-Aufteilung Horizont
Der Sonnenstand
ca. 120 Grad
ca. 180 Grad
Stonehenge
Grabanlage & Observatorium
Sonnenuntergang
Wintersonnenwende
Sonnenaufgang
Sommersonnenwende
Winter- und
Sommersonnenwende
„Manhattenhenge“ im Juni
 eine Methode der Zeitmessung
Was ist ein Henge ?
Wikipedia: Ein Henge (auch henge monument) ist eine
spezielle Art von neolithischem Erdwerk. Es sind runde
oder ovale Flächen mit einem Durchmesser von 20–480 m,
die von einem Erdwall mit zumeist innenliegenden Graben
begrenzt waren. Die meisten Henges haben einen einzelnen
Graben; ein paar haben zwei und drei konzentrische oder
gar keine Gräben. Der Begriff wurde 1932 von Sir Thomas
D. Kendrick (1895–1979) geprägt, der später Kustos für die
British Antiquities im British Museum wurde. Er benutzte
dabei den Suffix von Stonehenge. Der Begriff henge
stammt aus dem Angelsächsischen und bezeichnet eine
torartige Struktur. Das 1925 entdeckte Woodhenge, ein
Class I Henge (mit einem Zugang) und mit sieben
konzentrischen Pfostenringen im Zentrum, wurde
aufgrund seiner Ähnlichkeit mit Stonehenge so benannt.
• Erbaut wurde Stonehenge, diese weltberühmte Anordnung
von Megalithen, ab etwa 2200 v.Chr.  3000 v.Chr.
Wahrscheinlich existierte an gleicher Stelle schon vorher
ein Heiligtum der Megalithkultur. Über die genaue
Bedeutung, die Riten und Feste denen es diente, weiß man
nur wenig.
Seit dem frühen achtzehnten Jahrhundert weiß man, dass
die Achse des Kreises aus Sarsensteinen etwa auf einen
Punkt weist, von dem aus ein Beobachter im Zentrum von
Stonehenge den Sonnenaufgang am längsten Tag des
Jahres in seiner am Horizont am weitesten nördlich
liegenden Stellung sehen konnte. Der Eingang wurde
ebenfalls während der Zeit der Benutzung von Stonehenge
geringfügig neu ausgerichtet, um astronomische
Veränderungen des Sonnenaufgangs zur Zeit der
Sommersonnenwende über Jahrhunderte hin zu
kompensieren.
Stonehenge - Grabmal oder
Beobachtungsinstrument?
• Untersuchungen anderer Steinkreise in Großbritannien
sowie in Stonehenge selbst zeigten jedoch, dass die
meisten dieser Ausrichtungen rein zufälliger Natur sind
und von den Menschen der Jungsteinzeit und Bronzezeit,
die diese Steine aufrichteten, nicht beabsichtigt waren.
Ausrichtungen hatten ihrer Absicht nach eher
Symbolgehalt als wissenschaftliche Grundlage, obwohl sie
in vielen Fällen ganz allgemein mit der Richtung des
Sonnenaufgangs und -untergangs verbunden waren. Der
Gebrauch von Stonehenge als astronomische
Beobachtungsstätte der vorgeschichtlichen Zeit wird
weiterhin eine Sache der Mutmaßung bleiben.
Das Weltbild der Chinesen
Wie in Vorderasien blickt man auch in China auf eine lange Tradition in
der Sternbeobachtung zurück; die wichtigen Überlieferungen beginnen
etwa ab 1000 BC, doch die Spur einer beobachtenden Astronomie läßt
sich bis ins 3. Jahrtausend BC zurückverfolgen. Die chinesische
Himmelskunde hatte im wesentlichen einen empirischen Charakter, d.h.
man konzentrierte sich vorrangig auf eine möglichst akurate
Beobachtung der Ereignisse und ihre Fixierung. Besondere Sorgfalt galt
den außergewöhnlichen Erscheinungen wie Finsternissen, Kometen,
Novae, Meteoren und Sonnenflecken.
Die Sternbilderkunde wich in China von der abendländischen stark ab.
Beispielsweise ging man für das Beschreiben der Planetenbahnen vom
Polarstern aus. Man entwickelte von ihm aus ein Meridiansystem,
woraus der Himmelsäquator als Bezugskreis für die Bewegungen
resultierte. Ab dem 4. Jh. AD fertigten die chinesischen Astronomen
umfangreiche Sternkataloge an und gruppierten dabei die Sterne zu
insgesamt 284 Sternbildern.
Das Weltbild der Babylonier
Das babylonische Weltbild prägte die Vorstellung der Welt in der Antike. Es
wurde unter anderem in die jüdische Tradition übernommen und ist uns
daher im ersten Schöpfungsbericht im alten Testament überliefert. Die Erde
ist demnach eine flache Scheibe, die von einem Himmelsgewölbe (dem
Firmament) überragt wird. Die Himmelskörper sind „Lichter“, die fest an
dem Firmament befestigt sind. Die Landmassen der Erde werden von einem
Ozean umgeben. Außerhalb der Himmelskuppel ist ebenfalls Wasser.
Dieses Weltbild wurde jedoch schon in der Antike widerlegt und die
Kugelgestalt der Erde erkannt. Aristoteles begründete in seiner Schrift
„Über den Himmel“ schlüssig, warum die Erde eine Kugel sein müsse.
Eratosthenes gelang es als erstem, den Erdumfang aus astronomischen
Beobachtungen zu berechnen. Allerdings glaubte man in der griechischen
Antike und darauf aufbauend bis zum Ende des Mittelalters, dass die Erde
im Zentrum der Welt stehe. Dieses von Claudius Ptolemäus begründete
geozentrische Weltbild beschrieb die Bahnen von Sonne, Mond und Sternen
als Epizyklen. Es stimmte gut mit den Beobachtungen überein, war aber
sehr kompliziert.
Mit Babylonien bezeichnet man das am Unterlauf von Euphrat und Tigris gelegene, im
Süden durch den Persischen Golf, im Norden etwa durch das heutige Baghdad
begrenzte Gebiet. Es erhält seinen Namen durch die Stadt Babylon, die Hauptstadt des
ersten über Südmesopotamien hinausgehenden Großreiches.
Das Ischtar Tor
Das Ischtar-Tor – eines der
Stadttore von Babylon –
sowie die Prozessionsstraße wurden in seiner
endgültigen Form unter
der Herrschaft von
Nebukadnezar II. (605–562
v. Chr.) errichtet. Babylon
war die Hauptstadt
Babyloniens und lag am
Euphrat im heutigen
Zentral-Irak. Das IschtarTor befindet sich seit 1930
im Vorderasiatischen
Museum, das im
Pergamonmuseum in
Berlin untergebracht ist.
Das Tor war Teil der
Mauern von Babylon, die
nach einigen, insbesondere älteren Listen zu den
sieben Weltwundern der
Antike gehörten.
Keilschrifttafel mit Sonnenfinsternissen zwischen 518 und 465 BC, ebenso
erwähnt wird hier der Tod von König Xerxes [British Museum, London]
Astronomische Keilschrift, die den Kometen Halley erwähnt
Creator: Jona Lendering
Museum: London, British Museum
Die Himmelsgöttin Nut
Das mythologische Weltbild bestand aus der Vorstellung einer Himmelsgöttin
Nut, die mit ihrem Leib die Erde umspannte; an ihrem Körper waren die Sterne
befestigt. Über Finsternisse oder Kometensichtungen ist dagegen so gut wie
nichts überliefert, obwohl sie mit Sicherheit ebenfalls bemerkt wurden.
Der Ursprung des Sonnenkalenders
Ähnlich wie in Mesopotamien gab es auch in Ägypten
ursprünglich einen Mondkalender. Da aber die jährlichen
Nilüberschwemmungen, die beinahe das gesamte Agrarund Wirtschaftsleben durchdrangen, überaus regelmäßig
eintraten, maß man diesem Ereignis eine so hohe
Bedeutung zu, dass man die Zeitrechnung danach abhängig
machte. Die Überschwemmungen traten fast zeitgleich mit
dem heliakischen Aufgang des Sirius (Sothis) ein, so dass
man diesem Stern besondere Aufmerksamkeit widmete. Die
Jahreszeitenperiode konnte daher recht früh zu einer Länge
von 365 Tagen ermittelt werden. Der Kalender folgte somit
allein dem Sonnenlauf, und lediglich die 12 Monate zu je 30
Tagen erinnerten noch entfernt an die Mondphasen. Wann
dieser Sonnenkalender in Gebrauch genommen wurde, ist
nicht genau bekannt.
 Heliakisch = „zur aufsteigenden Sonne gehörend“.
Die Griechisch-Römische Antike
Der Aufstieg der griechischen Kultur begann um 800 BC, und deren
Wissenschaftsgeschichte kann man in vier große Perioden unterteilen: die
ionische, attische, hellenistische und römische Periode. Eine grundlegende
Neuerung gegenüber früheren Kulturen ergab sich bei den griechischen
Philosophen dadurch, dass sie erstmals versuchten, eine modellmäßige
Darstellung der Naturerscheinungen zu deduzieren. Es kamen somit
allgemeingültige Theorien vom Aufbau des Kosmos auf, anstatt sich - wie
bisher - bloß mit der Bestimmung der Zyklen zu befassen.
Die Erde stellten sich Hesiod und Thales als eine vom Ozean umschlossene
Scheibe vor. Auch Anaximenes glaubte an eine flache Erde; ihm zufolge
sollten die Himmelskörper nicht auf- und untergehen, sondern unter einem
gewissen Winkel die Erdscheibe umkreisen und im Norden von hohen
Bergen verdeckt werden. Die Seefahrt bereicherte die geographischen
Kenntnisse und erweiterte nach und nach das Weltbild beträchtlich. Gegen
Ende des 5. Jahrhunderts BC dürfte die Kugelgestalt der Erde erkannt
worden sein, die im Mittelpunkt des Kosmos stand. Trotz der
vorherrschenden geozentrischen Meinung gab es auch kühne Ansätze zu
einem Weltbild mit der Sonne im Mittelpunkt (Aristarch).
Von Pythagoras zu Ptolemäus
Pythagoras' Annahme, alle Himmelskörper würden sich auf
vollkommenen Kreisbahnen bewegen, konnte mit neueren
Beobachtungen kaum noch in Einklag gebracht werden, so dass
Eudoxos und Aristoteles ein kompliziertes System von
Bewegungssphären erdachten. Das Forschungsprogramm des
Hipparch, des bedeutendsten Astronomen der Antike, erzielte
glanzvolle Ergebnisse; u.a. entdeckte er die Präzession,
katalogisierte etwa 850 Fixsterne oder berechnete eine
Sehnentafel. Er legte den Grundstein für den "Almagest" des
Ptolemaios, der das gesamte Mittelalter hindurch die
astronomische Denkweise beherrschte.
Die Erde als Scheibe
• Das Bild der Erde als Scheibe war in frühen
Kulturen, zum Beispiel bei den alten Ägyptern vor
Tausenden von Jahren, verbreitet. In ihrer
Vorstellung bestand die Erde aus drei Ebenen: In
der Unterwelt befanden sich die Verstorbenen, in
der Mitte lebten die Menschen des "Diesseits" darüber lag der himmlische "Ort der Götter". Die
Menschen damals fürchteten, dass man vom
"Ende der Welt" aus in die Unterwelt stürzen
könnte. Durch Beobachtungen der Erde und des
Alls glaubten aber mit der Zeit immer weniger
Menschen an das scheibenförmige Modell der
Erde.
C. Flammarion
1842-1925
Sicht des 15. Jh.
Astronomie der Griechen
Schema huius praemissae diuisionis Sphaerarum. Peter Apian: Cosmographia.
Antwerpen, 1539 – mit Umrechnungen verschiedener Kreiszeichenbemessungen
Das Astronomische
Erbe der Griechen

Scheinbare Magnitude
Im alten Griechenland wurden die Sterne in sechs
Klassen aufgeteilt; die hellsten in Klasse 1, die
schwächsten noch von Auge sichtbaren Sterne
gehörten in Klasse 6 (Almagest von Ptolemäus).
Aus der Biologie: fast jede Sinnesempfindung des
Menschen ist dem Logarithmus des Reizes
proportional (Weber-Fechner-Gesetz)
 f1 
m1  m2  2,5log10 
 f2 
Für Stern 2 einen
Standard wählen
f: Energiefluss der Sterne 1 und 2
m: scheinbare Helligkeit auf der Erde der Sterne 1 & 2
Hellere Sterne haben einen kleineren
scheinbaren Magnitudenwert.
Das Erbe der Griechen
Absolute Magnitude - Distanzmodul
Scheinbare Magnitude m gibt an, wie hell
ein Stern dem Beobachter auf der Erde
erscheint.
Energiefluss f, der auf der Erde ankommt, hängt von der
intrinsischen Helligkeit und der Entfernung des Sterns ab.
 D 2
f   F
d
Absolute Magnitude M ist die scheinbare Magnitude m bei
einer vorgegeben Entfernung von 10 pc

f 
 d 
m  M  2,5log10   5log

10 pc 
F
Standard Helligkeitssysteme
• im optischen  “Standardbänder”: UBVRI (Ultraviolett,
Blau, Visuell, Rot, Infrarot), danach JHKLM
Durchlässigkeit des Filters als Funktion der Wellenlänge
werden von vielen Teleskopen/Instrumenten reproduziert;
aber auch andere Syteme gebräuchlich
Einige Zaheln
Unser Heimat-Stern - die Sonne
Mittlere Distanz: 149’597’870 km = 1AE
Radius: 695’700 km= 1R
Masse: 1,988 x 1030 kg = 1 M
Leuchtkraft: 3,846 x 1026 W
Alter: 4,6 Mia. Jahre
Absolute Helligkeit: +4,83 mag
Scheinbare Helligkeit: -26,74 mag
Effektivtemperatur: 5770 K
Kerntemperatur: 15,7 Mio. Grad Kelvin
Aristoteles dominiert das Mittelalter
Nach dem Verfall des Römischen Reiches ist im Abendland so gut wie
keine Entwicklung in der Astronomie zu verzeichnen. Die Erde wurde sogar
längere Zeit wieder als eine Scheibe angesehen. Eine neue Phase begann
erst, als in Spanien einige Werke aus dem Arabischen oder Griechischen
wieder ins Lateinische übertragen wurden. Gerard von Cremona
übersetzte 66 Bücher, darunter auch den "Almagest" des Ptolemaios.
Ferner ließ Alfons X. von Kastilien neue Planetentafeln berechnen, wobei
die Komplexität des ptolemäischen Weltbildes offensichtlich wurde.
Das Erbe, das Aristoteles hinterlässt, kann man getrost Universalwissenschaft nennen; denn die von ihm stammenden Werke führen in fast alle
Wissenschaftsbereiche ein – auch in Philosophie und Metaphysik.
Aristoteles galt im islamisch-arabischen Kulturkreis als erster Lehrer
und wurde schon bald an den europäischen Hochschulen des Mittelalters
als Philosoph bezeichnet. Während des 12. und 13. Jahrhunderts hielten
die Lehren des Aristoteles Einzug in Europa und beeinflussten Theologen
wie Albertus Magnus und Thomas von Aquin. Sie verhalfen der
philosophischen Richtung der Scholastik zur Blüte und machten sie zu
einer der bestimmenden Denkschulen des Mittelalters.
Vorlesung im Mittelalter