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)
  • Astro – oder Himmelsmechanik (Bewegung der Himmelskörper)
  • Sternvermessung
• Moderne Zweige der Astronomie: (Beispiele)
  • Astrophysik ( ist das zu Grunde gelegte Fach)
  • Kosmologie ( räuml. Struktur und zeitl. Entwicklung des gesamten Weltalls)
  • Astromechanik

Die Anfänge der Astronomie

• 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

• 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
• 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

• 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

• 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 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

• 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 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

• 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

Galileo Galilei

• 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. Jahrhundert

• 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

• 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
  • 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 wirklich 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
  • 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
  • es ist kein Planet, es handelt sich um einen Stern
  • 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

• 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 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.
• 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.

Folgende Referate könnten Dich ebenfalls interessieren:

Die nachfolgenden Dokumente passen thematisch zu dem von Dir aufgerufenen Referat:

• Renaissance - Zwiespalt zwischen Naturwissenschaft und Kirche in der Renaissance
• The discovery of Pluto - Die Entdeckung des Pluto (deutsch, englisch)
• Galileo Galilei - Lebenslauf, Literatur, Erfindungen und Entdeckungen
• Sterne und Sternsysteme
• Sterne Entstehung Lebenslauf