Akademie für Ältere E Heidelberg 2018/2. Halbjahr


Grundlagen der modernen Astronomie für Neueinsteiger

Speziell für Frauen und Männer ab 60:


Mittwoch 15:40 - 17:10 Uhr

Volkshochschule Heidelberg, Raum E07

Bergheimer Straße 76

Moderne Astronomie


Horizon
Abb.: Sturmsysteme auf Jupiter
[Bild: Juno/NASA/JPL]


Astronomie ist keine abstrakte Wissenschaft. Astronomie bedeutet die Erkenntnis des Menschen, dass er Teil des Universums ist und das Universum Teil von ihm. Diese Bewusstwerdung des Menschen hat bereits in der letzten Eiszeit begonnen und hat zum ersten Mal konkrete Formen angenommen mit beginnender Sesshaftigkeit. Hier ging es um den Lauf von Sonne und Mond, die lebenswichtig geworden sind. Der heutige Mensch hat verlernt, mit dem Universum im Einklang zu leben. Er wähnt sich vor den Gefahren aus dem Universum in trügerischer Sicherheit. Das könnte der Menschheit eines Tages zum Verhängnis werden.

Kaum eine andere Naturwissenschaft hat in den letzten 100 Jahren eine so stürmische Entwicklung genommen wie die Astronomie. Sie hat Entdeckungen hervorgebracht, die unser Weltbild drastsich verändert haben. Wichtige Meilensteine auf diesem Wege waren die Entwicklung der modernen Spiegelteleskope und ihrer Detektoren, sowie von leistungsfähigen Computern. Noch vor 100 Jahren endete das sichtbare Universum am Rand der Milchstraße. Heute überblicken wir dank Hubble das gesamte Universum - etwa 100 Milliarden Galaxien bleiben zu erforschen!

Turbulenz
Abb.: Galaxien sind die Bausteine des Universums. Über 100 Milliarden Galaxien sind im sichtbaren Universum aufzuspüren. Bisher sind nur einige Millionen von ihnen erfasst worden.

Schlüssel zu den Erkenntnissen der Astronomie ist die Entwicklung der Spiegelteleskope in den letzten 100 Jahren. Über 70 Jahre lang dominierten das Mount Wilson Observatorium und das Mount Palomar Observatorium die astronomischen Beobachtungen. Erst in den 1970er Jahren des letzten Jahrhunderts wurde Europa astronomisch gesehen erwachsen. Mit der technischen Entwicklung der 8- bis 10-Meter optischen Teleskopen eröffnete sich eine neue Ära der beobachtenden Astronomie. Die beiden Keck 10-m Teleskope und die vier 8-m VLT Teleskope der ESO haben neue Einsichten ins Universum gebracht.


Moderne Astronomie

Da wir viele neue Teilnehmer in unserem Astronomiekreis begrüssen konnten, habe ich beschlossen, eine Einführung in die moderne Astronomie zu beginnen. Dazu verwenden wir für dieses 1. Jahr als Grundlage mein Buch:

Daten und Themen der Astronomie




4. Juli: Der Mensch und die Astronomie


Die ersten Aufzeichnungen zur Astronomie finden sich in den Höhlenmalereien der letzten Eiszeit, die vor gut 10.000 Jahren zu Ende ging. Mit der Sesshaftigkeit des Menschen, die vor etwa 8000 Jahren begann, hat der Lauf der Gestirne eine immer wichtigere Rolle eingenommen. Erste konkrete Vorstellungen und Aufzeichnungen über den Himmel verdanken wir den alten Griechen, etwa 400 BC, die leider falsch waren. Dieses geozentrische Weltsystem blieb im christlichen Europa die vorherrschende Lehrmeinung bis ins 16. Jahrhundert und blockierte damit jeglichen Fortschritt im Denken!

11. Juli: Goseck, Stonehenge & Nebra


Teil II Einführung.

18. Juli: Der Himmel über uns - Teil I


Die Erde rotiert und nicht der Himmel wie bei den alten Griechen.
Wie lokalisiere ich einen Punkt auf der Erde -- Längen- und Breitengrade.
Was ist Sternzeit?

25. Juli: Orientierung am Himmel - Teil II


Die Mondfinsternis vom 27. Juli 2018.
Der Himmel in Rektaszension und Deklination -- der Himmel mit Stellarium .

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==> Sommerpause bis Ende August






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5. Sept.: Die Himmelssphäre - Teill III


Das Äquatorialsystem mit Rektaszension und Deklination, Stundenwinkel und Sternzeit.
Der Himmel mit Stellarium .
Übungen zu Stellarium.
Teleskopeinstellungen und -nachführung.

12. Sept.: Die Himmelssphäre - Teill IV


Die Mondfinsternis mit Stellarium.
Teleskopeinstellungen und -nachführung.
Warum verschiebt sich der Sternenhimmel mit der Zeit?
Die Positionen von Galaxien - der Himmel in galaktischen Koordinaten.
Was sind Sternbilder?

19. Sept. 10:40: CMB - Echo vom Urknall


Wir beginnen den Zyklus zum Dunklen Universum mit der Hintergrundstrahlung. Das "Echo des Urknalls" erfüllt bis heute den Kosmos. Seit 13,8 Milliarden Jahren schimmert das Nachleuchten des Feuerballs vom Anfang der Welt durch das Universum. Eingebrannt in diese so genannte kosmische Hintergrundstrahlung (engl. CMB) ist die ganze Entstehungsgeschichte des Universums.

Schwarzes Loch mit Stern
Abb.: CMB mit Planck 2015. Winkelauflösung 5 Bogenminuten. [Grafik: ESA/Planck Collaboration]

26. Sept.: Welche Objekte am Himmel ?


Die Astronomie beschäftigt sich heute mit allen Objekten des Universums, ob sichtbar oder unsichtbar:
==> Das Sonnensystem mit seinen Planeten, Kometen und Asteroiden;
==> Vom ersten Sternkatalog im Almagest zu Gaia DR2 2018.


3. Okt.: Kein Seminar - Feiertag




10. Okt.: Objekte im Universum II


==> Die Planeten des Sonnensystems.

17. Okt. 10:40: Dunkle Materie im Universum


Der zweite Vortrag im Zyklus zum Dunklen Universum beschäftigt sich mit der Dunklen Materie. Dunkle Materie ist unsichtbar und doch mit großem Einfluss auf mächtige Materieansammlungen wie Galaxien und Galaxienhaufen. Was können wir über sie erfahren? Welche Vorschläge hat die Physik für diese Art Materie entwickelt?

DM
Abb.: Diese Darstellung unseres Kosmos wurde von einem Supercomputer errechnet. Sie zeigt das Geflecht aus Dunkler Materie, das die Sterne an ihre heutige Position gebracht haben könnte. An den Kreuzungspunkten des Gespinstes haben sich Galaxienhaufen gebildet. Der Virgo-Haufen zum Beispiel besteht aus Tausenden von Galaxien. [Grafik: NASA]

24. Okt.: Objekte im Universum III


==> Vom Messier-Katalog der Nebel zu wunderschönen Aufnahmen mit Hubble.
==> Galaxien als sichtbare Bausteine des Universums.

31. Okt.: Die Kopernikanische Wende


Unter der kopernikanischen Wende oder der kopernikanischen Revolution versteht man die Abkehr vom geozentrischen (d. h. auf die Erde bezogenen) Weltbild, die sich im 16. und 17. Jahrhundert in Europa vollzog. Die Wende bestand darin, bei der Erforschung der Welt über den unmittelbaren Augenschein hinauszugehen, um durch konstruktive Vernunft zu neuen Erkenntnissen zu gelangen. In der kopernikanischen Wende manifestiert sich das Ende der Deutungshoheit der Kirche in vielen lebensweltlichen und philosophischen Belangen des Mittelalters. An ihre Stelle traten schrittweise und zum Teil unter heftigen Auseinandersetzungen die sich entfaltenden Naturwissenschaften. Galileo Galilei ist der erste Experimentalphysiker und Isaac Newton der erste theoretische Physiker. Sein Monumentalwerk "Principia" schließt die kopernikanische Wende 1687 ab, die 1547 mit Nikolaus Kopernikus den Anfang genommen hat.

7. Nov.: Galilei und die ersten Teleskope


Was hat Galilei mit den ersten Teleskopen gesehen?
Optik eines Linsenteleskops.
Das Auflösungsvermögen eines Teleskops - die Airy-Scheibe.
Die Vergrößerung des Teleskops.
Das Zeitalter der Refraktoren und das Ende der "Dinosaurier".

14. Nov.: Zeitalter der Spiegelteleskope


Newtons Spiegelteleskop und die Nachbauten von Herschel.
Spiegeltelskope auf Mount Wilson und Mount Palomar dominieren die Astronomie 70 Jahre lang.
Gründung der ESO: die Aufholjagd der Europäer.
Die 10-Meter-Klasse der Spiegelteleskope: Keck-Teleskope, VLT, ...
Zukunft: 30- und 40-m-Teleskope - Giganten der Astronomie.

21. Nov. 10:40: Dunkle Materie & Energie


Der dritte Vortrag im Zyklus zum Dunklen Universum beschäftigt sich mit Kandidaten der Dunklen Materie und der Dunklen Energie. Das heutige Universum kann ohne Dunkle Materie und ohne Dunkle Energie überhaupt nicht verstanden werden. Es gab sogar einen Nobelpreis für diese Erkenntnis. Dunkle Energie umgibt uns überall und durchdringt den gesamten Kosmos. Aber was bewirkt sie und woraus besteht sie?

28. Nov.: Von La Silla zum Cerro Paranal


Kitt Peak - das erste moderne Bergobservatorium
Bergobservatorium Mauna Kea.
Die Entwicklung der Europäischen Astronomie.

5. Dez. 10:40: Die ersten 10.000 Jahre


Der letzte Vortrag im Zyklus zum Dunklen Universum beschäftigt sich mit einer neuen Epoche in der Astronomie, der sog. Planck-Epoche und der Inflation. die sich erst in den letzten 30 Jahren entwickelt haben. Der Urknall als Singularität ist physikalisch nicht haltbar und muss durch quantentheoretische Überlegungen ersetzt werden.



Abb.: Das inflationäre Universum in natürlichen Einheiten. Das heutige Universum ist mindestens 50 Hubble-Radien groß (ein Hubble-Radius entspricht 4200 Mpc) und 62 Dekaden Planck-Zeiten alt. [Grafik: Camenzind]

12. Dez.: fällt aus ! Akademie geschlossen.




19. Dez.: Rückblick 2018 & Ausblick 2019


Wir beenden das Jahr mit einem Rückblick auf die erreichten Kenntnisse in Astronomie und geben eine Vorschau auf das nächste Jahr.

Weinachts-Pause


==> nächster Termin: 9. Januar 2019

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.........: Weltraum-Teleskope


==> Hubble - das erste optische Teleskop seit 1990 im Weltraum.
==> JWST - sein Nachfolger ab 2021 im Lagrange-Punkt L2.
==> Spitzer & Herschel: Infrarot-Teleskope.
==> Kepler & TESS: die Suche nach ExoPlaneten.
==> Röntgen- und Gamma-Teleskope im Weltraum.

9. Januar: Unsere Sonne & Klima der Erde


Die Sonne versorgt unsere Erde mit Energie, die aus der Fusion von Wasserstoff zu Helium gewonnen wird. Das möchte der Mensch gerne nachahmen, gelingt aber bisher nicht.

16. Januar: Asteroiden und Kometen


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23. Januar: Sonden im Sonnensystem


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