Akademie für Ältere Heidelberg 2020/1. Halbjahr


Faszination Astronomie - Themen der modernen Astronomie

Seminar für Senioren und Seniorinnen 2020:


Dienstag 08:45 - 10:15 Uhr / ab Juli wieder in der

Volkshochschule Heidelberg, Raum E10

Bergheimer Straße 76

Ist Zeit eine Illusion?


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


Ist Zeit eine Illusion?
Während Sie diesen Satz lesen, haben Sie wahrscheinlich das Gefühl: Dieser Moment – gerade jetzt – ist das, was sich ereignet. Der gegenwärtige Augenblick fühlt sich besonders an. Er ist real. Auch wenn wir uns an die Vergangenheit erinnern oder in die Zukunft blicken, leben wir in der Gegenwart. Natürlich geschieht der Moment, in dem Sie jenen Satz lasen, nicht mehr. Jetzt ist dieser dran. Mit anderen Worten, die Zeit scheint zu fließen, indem die Gegenwart sich ständig erneuert. Wir haben den unabweisbaren Eindruck, dass die Zukunft offen ist, bis sie Gegenwart wird, und dass die Vergangenheit feststeht. Mit dem Fluss der Zeit treibt die Dreiheit aus fixierter Vergangenheit, unmittelbarer Gegenwart und offener Zukunft vorwärts. Diese Struktur ist in unserer Sprache, unserem Denken und Verhalten fest verankert. Von ihr hängt ab, wie wir unser Leben führen.

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.

Doch so natürlich diese Denkweise anmutet, in der Naturwissenschaft spiegelt sie sich nicht wider. Die physikalischen Gleichungen sagen uns nicht, was sich gerade jetzt ereignet; sie sind wie eine Karte ohne die Markierung "Sie sind hier". In ihnen gibt es weder den gegenwärtigen Moment noch den Fluss der Zeit. Insbesondere besagen Albert Einsteins Relativitätstheorien nicht nur, dass keine speziell ausgezeichnete Gegenwart existiert, sondern auch, dass alle Momente gleich real sind. Im Grunde ist die Zukunft nicht offener als die Vergangenheit.

Richard Muller sagt: „Eine Sache, die wir von Einstein gelernt haben, ist die enge Verbindung von Raum und Zeit. Ich hatte einen aha-Moment: mehr Raum bedeutet auch mehr Zeit. Seit dem Urknall wird dem Universum immer weiter Zeit hinzugefügt. Und diese neue Zeit nennen wir Jetzt. Wir bekommen jede Sekunde eine neue Sekunde dazu, weil mehr Raum im Universum entsteht und damit mehr Zeit. Der neue Raum bildet sich zwischen den Galaxien und die neue Zeit ist unser Jetzt, Jetzt, Jetzt, Jetzt, Jetzt. Die Zeit nimmt also immer weiter zu.“

Was ist Zeit?

Daten und Themen Home-Astronomie




2019/2: Themen 2019/2. Halbjahr


Astronomie

Ab Juli 2020 wieder in der Akademie !!!


Die Akademie für Ältere wird im Juli 2020 wieder öffnen - unser Kurs wird am 30. Juni im üblichen Rahmen fortgesetzt - allerdings in zwei Gruppen zu 12 Personen aufgeteilt und jede Gruppe nur alle 14 Tage! Die Akademie wird Sie in den nächsten Tagen kontaktieren. Damit beenden wir die Home-Office Zeit.

Wir werden die Astronomie als Home-Office auf dieser Seite fortsetzen, damit es Ihnen nicht zu langweilig wird! z.B. mit Hinweisen zu astronomisch relevanten Videos.

==> Heinrich Hertz - Von Maxwell bis G5


Festakt für Heinrich Hertz in Karlsruhe im Dezember 2013: 125 Jahre Strahlen elektrischer Kraft.

==> Der Pionier Guglielmo Marconi


Mit Funkwellen will Guglielmo Marconi Informationen drahtlos über große Entfernungen übermitteln. Seine Erfindung wird zum Einstieg in ein neues Kommunikationszeitalter.

17. März Testen Sie Ihr Astronomie-Wissen I


Testen Sie Ihr aktives Wissen zur Astronomie: Distanzen und Helligkeiten.

<== Lösungen zu Astronomie-Wissen I




==> Die erste Sekunde des Universums


In der ersten Sekunde des Universums werden Raum und Zeit erschaffen und die Grundlagen für die Materie des heutigen Universums gelegt. Eine natürliche Einheit der Zeit ist nicht die menschengemachte Sekunde, sondern die Planck-Zeit.

==> Arte: Geheimnisvolle Schwarze Löcher


Die Entdeckungen, die am 11. Februar 2016 bekannt gegeben wurden, könnten das Verständnis vom Universum revolutionieren: Wissenschaftler fanden heraus, dass vor einer Milliarde Jahren mehrere Schwarze Löcher kollidierten und für Gravitationswellen sorgten, die schon Einstein vorausgesagt hatte. Schwarze Löcher, die sich im Zentrum jeder Galaxis befinden, sind die geheimnisvollsten Elemente des Universums. In diesem Dokumentarfilm stellt die Astrophysikerin und Buchautorin Janna Levin den aktuellen Forschungsstand über Schwarze Löcher vor. Außerdem kommen zahlreiche Spitzenforscherinnen und -forscher aus den Bereichen Astronomie und Physik zu Wort, die mit modernster Beobachtungstechnik zur Beantwortung wesentlicher Fragen beitragen: Woher kommen Schwarze Löcher? Woraus bestehen sie? Was passiert, wenn man in ein Schwarzes Loch „hineinfällt“? Was verraten diese Objekte über das Wesen der Zeit, des Raums und der Schwerkraft? Sind sie die „Spielemacher“, die unser Universum kontrollieren?

20. März Testen Sie Ihr Astronomie-Wissen II


Testen Sie Ihr aktives Wissen zur Astronomie: Die Vermessung des Universums.

<== L: Die Vermessung des Universums


<== Eine Zusammenstellung der wichtigsten Fakten zur Vermessung.

==> Video: Deep Field Images HST


==> Einsichten ins tiefe Universum.

Astronomie

29. März Testen Sie Ihr Astronomie-Wissen IV


Testen Sie Ihr aktives Wissen zur Astronomie: Die Sterne des Orion.

<== Lösungen zu Astronomie-Wissen IV




1. April 2020P/April - Ein neuer Asteroid !


Testen Sie Ihr aktives Wissen zur Astronomie: Asteroiden.

<== Lösungen zu Asteroid 2020P/April




2. April Testen Sie Ihr Astronomie-Wissen V


Testen Sie Ihr aktives Wissen zur Astronomie: Venus und die Plejaden.

<== Lösungen zu Astronomie-Wissen V




6. April Testen Sie Ihr Astronomie-Wissen VI


Testen Sie Ihr aktives Wissen zur Astronomie: Der Messier-Katalog.

==> Video: Der Messier Marathon


Eine Herausforderung ...

Astronomie

7. April Testen Sie Ihr Astronomie-Wissen III


Testen Sie Ihr aktives Wissen zur Astronomie: Das moderne Universum.
==> Etwas mathematische Knobeleien zu Ostern!
Ich wünsche frohe Ostern und melde mich wieder nach Ostern.

==> V: Was hat Ostern mit dem Mond zu tun?


Jedes Jahr feiern wir Ostern an einem anderen Datum. Aber warum »wandert« dieses Fest eigentlich so durch unseren Kalender? Und was hat es in diesem Jahr mit dem »Super-Vollmond« auf sich? Dies und mehr ist in diesem kleinen Erklärvideo zu erfahren, erzählt von Dr. Monika Staesche von der Stiftung Planetarium Berlin.

==> Video: Exponentielles Wachstum?


Exponentielles Wachstum spielt nicht nur in Epidemien eine Rolle, sondern auch in der zukünftigen Expansion des Universums. Die Dunkle Energie treibt das Universum exponentiell auseinander.

==> Video: Raum und Zeit entstehen


Eine Einführung in unser Universum.

14. April: Lösungen zu Astro-Wissen III


Hier können Sie Ihr kosmologisches Wissen auffrischen!
==> Was ist nach Lemaître die Geometrie des Universums?
==> Wie expandiert das Universum?

21. April: Der Quasar 3C 279 mit EHT


Das erste Bild eines Schwarzen Lochs, das dem Event Horizon Telescope (EHT) gelungen war, gilt als wissenschaftliche Sensation. Jetzt, ziemlich genau ein Jahr später, legen die Forscher dieser Kollaboration nach und präsentieren die Aufnahmen eines sogenannten Jets, der aus dem Schwarzen Loch im Zentrum des Quasars 3C 279 heraussprüht. In bisher unerreichter Schärfe ist ein Strahl aus ionisiertem Gas (Plasma) zu sehen, den das Massenmonster nahezu mit Lichtgeschwindigkeit ins All spuckt.

<== Lösungen zu Quasaren




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Astronomie


24. April: 30 Jahre Start Hubble-Teleskop


Am 24. April 1990 wurde das Hubble Weltraumteleskop in einen Orbit um die Erde geschickt.
Hubble-cast 128

28. April: Die Große Debatte vor 100 Jahren


Astronomie
Die Diskussion zwischen den Astronomen Harlow Shapley und Heber Curtis fand am 26. April 1920 im Baird-Auditorium des National Museum of Natural History in Washington statt. Sie kreiste um die Größe der Milchstraße und die Frage, ob die damals als Spiralnebel bekannten Galaxien kleine Objekte in der Milchstraße oder sehr viel weiter entfernt und von der Milchstraße getrennt sind.

5. Mai: Der Himmel mit Pan-STARRS


Pan-STARRS ist ein neuartiges Design für eine Einrichtung um großflächige Himmelsaufnahmen zu machen. PanSTARRS wurde am astronomischen Institut der Universtät von Hawaii entwickelt. Ein Hauptziel von Pan-STARRS ist es Objekte (Asteroiden und Kometen) zu entdecken und zu charakterisieren, die der Erde nahe kommen und eine mögliche Gefahr für den Planeten darstellen.

12. Mai: SIR: Mathematik einer Pandemie


Als ==> SIR-Modell bezeichnet man in der mathematischen Epidemiologie einen Ansatz zur Beschreibung der Ausbreitung von ansteckenden Krankheiten. Die meisten Infektionskrankheiten können mathematisch modelliert werden, um ihr epidemiologisches Verhalten zu untersuchen oder zu prognostizieren. Mittels einiger Grundannahmen lassen sich Parameter für verschiedene Infektionskrankheiten finden, mit denen sich beispielsweise Kalkulationen über die Auswirkung von Impfprogrammen aufstellen lassen.

==> SIR-Modell kurz & bündig Teil I


==> SIR-Modell kurz & bündig Teil II



13. Mai: ! Exkursion Garching verschoben !


Die Exkursion nach Garching ist auf unbestimmte Zeit verschoben !

19. Mai: Astro-Wissen - Mikrolinsen


Gravitationslinsen gehören heute zum Rucksack-Wissen der Astronomie:
==> Was ist Lichtablenkung?
==> Was ist der Mikrolinseneffekt?
==> Was beobachtet man beim Mikrolinseneffekt?

26. Mai: Astro-Wissen - Schwarze Löcher


Schwarze Löcher gehören heute zum Rucksack-Wissen der Astronomie:
==> Wie berechnet sich der Horizont-Radius eines rotierenden Lochs?
==> Wie berechnet sich die Ergosphäre eines rotierenden Lochs?
==> Wie berechnet sich der ISCO-Radius eines rotierenden Lochs?
==> Wie berechnet sich die Entropie eines Schwarzen Lochs?
==> Wie entstehen Jets um rotierende Schwarze Löcher?

Einstein

2. Juni: Einstein & die Schwarzen Löcher


Aus den Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie läßt sich die Existenz punktförmiger Singularitäten herleiten, in denen Materie und Strahlung auf Nimmerwiedersehen verschwinden. Doch dem Urheber der Gravitationstheorie waren solche Abnormitäten ein Greuel, und er meinte sie widerlegen zu können.

9. Juni: Was sind Schwarze Löcher wirklich?


Die am häufigsten gestellten Fragen im Zusammenhang mit Schwarzen Löchern sind:
==> Was befindet sich im Innern eines Schwarzen Lochs? Nichts? oder doch Etwas?
==> Was ist die Masse eines Schwarzen Lochs?
==> Was geschieht mit der Materie beim Kollaps eines Neutronensterns auf ein Schwarzes Loch?
Die Vorstellungen von den klassischen Schwarzen Löchern können physikalisch kaum richtig sein. Eine Möglichkeit, die zentrale Singularität zu vermeiden, besteht darin, das Innere des Schwarzen Lochs mit Dunkler Energie zu füllen. Solche Lösungen lassen sich in der Tat einfach konstruieren, da dann die Dichte konstant bleibt.

16. Juni: 25 Jahre APOD


Zur Feier des silbernen APOD-Jubiläums filmten einige der APOD-„TVAoTaSMD“ Geburtstagsgrüße und danken den Leser*innen von APOD mit dem heutigen Video. Es zeigt auch einige ihrer Lieblingsbilder auf APOD.
==> Stellen Sie mit Hilfe des APOD-Archivs ihre persönlichen Favoriten zusammen und kommentieren Sie diese! Wir werden Ihre Vorschläge im Juli diskutieren!

23. Juni: Präzession von Stern S2 im GC


Präzise Beobachtungen des Zentrums unserer Milchstraße konnten erstmals zeigen, dass ein Stern, der um das dortige supermassereiche Schwarze Loch kreist, sich so bewegt, wie von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt. Die Bahn folgt einer Rosette und nicht einer Ellipse, wie es die Newtonsche Theorie vorhersagen würde.

30. Juni: Zum Tag der Asteroiden


Ihre Einschläge können verheerende Folgen für Mensch und Natur haben, denn schon seit Jahrmillionen kommen Asteroiden unserer Erde immer wieder gefährlich nahe. Wie können wir uns vor der Bedrohung dieser teils immer noch unerforschten Himmelskörper schützen? Ob es Möglichkeiten gibt, Asteroiden zu zerstören oder umzuleiten, zeigt der ehemalige Astronaut und Experte für Raumfahrttechnik Prof. Dr. Ulrich Walter in der neuen Folge "Spacetime".

Astronomie

7. Juli: G1: Astro-Wissen - Mikrolinsen


Wieviel ist geblieben von Astronomie?

14. Juli: G2: Astro-Wissen - Mikrolinsen


Wieviel ist geblieben von Astronomie?

21. Juli: G1: Astro-Wissen II


Wieviel ist geblieben von Astronomie?

28. Juli: G2: Astro-Wissen II


Wieviel ist geblieben von Astronomie?

Corona
Wir machen Pause bis Ende August 2020!


Astronomie

14. Januar: Astronews 1


Es gibt zwei sehr interessante Meldungen über Entdeckungen im letzten Jahr:
==> ein erdähnlicher ExoPlanet TOI-700 d in 100 Lichtjahren Entfernung;
==> das zweite Gravitationswellenereignis von verschmelzenden Neutronensternen GW190425.

21. Januar: Astronews 2. Teil


Zeit gibt es in den tatsächlichen, messbaren Abläufen in der Natur und sie ist Gegenstand der Physik. Vielleicht ist sie nicht so fundamental wie wir glauben. Vielleicht wird sie sich in einer zukünftigen Theorie aus etwas anderem ableiten lassen. Aber deshalb ist sie noch lange keine Illusion.

Einen entscheidenden Durchbruch in unserem Verständnis des Zeitbegriffs verdanken wir Galileo Galilei (1564–1642) und Sir Isaac Newton (1643–1727). Die beiden Universalgelehrten haben unser Verständnis von der Natur im 16. und 17. Jahrhundert entscheidend geprägt. Hinsichtlich des Zeitbegriffs sind ihre Arbeiten auf dem Gebiet der klassischen Mechanik und der Schwerkraft bedeutend. Sowohl Galilei als auch Newton führten physikalische Experimente durch. Diese beschrieben sie durch mathematische Gleichungen, in denen die Zeit als Variable eine große Rolle spielt. Die Physiker nennen sie Bewegungsgleichungen – wir stoßen also wieder auf den aristotelischen Begriff der Bewegung: kinesis. Im Allgemeinen handelt es sich bei den Bewegungsgleichungen um Differenzialgleichungen, die beschreiben, wie sich der Ort eines Körpers unter der Einwirkung einer äußeren Kraft ändert, beispielsweise beim Hin- und Herschwingen eines Pendels unter dem Einfluss der Schwerkraft. Die mathematischen Lösungen einer Bewegungsgleichung geben darüber Aufschluss, an welcher Stelle sich das Pendel zu einem beliebigen Zeitpunkt befindet, wie schnell es dann schwingt und wie stark es gerade beschleunigt wird. Dieser mathematische Formalismus ist sehr mächtig und besitzt weit reichende Anwendungen in Naturwissenschaft und Technik.

Die Zeit ist unbeeinflussbar – oder, wie Newton es in seinem 1687 erschienenen Hauptwerk "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" formulierte: "Die absolute, wahre Zeit verfließt an sich und vermöge ihrer Natur gleichförmig und ohne Beziehung auf irgendeinen äußeren Gegenstand." Ein solcher Ansatz für das Wesen der Zeit war überaus erfolgreich, aber es sollte sich zeigen, dass mit der modernen Physik des 20. Jahrhunderts das Verständnis des Zeitbegriffs weiterentwickelt werden musste.

28. Januar: Einsteins Vision von Raum & Zeit


Seit Einsteins Relativitätstheorie ist den Physikern klar, dass Zeit keine absolute Größe ist. Sie ist relativ und hängt davon ab, wie schnell wir uns durch den Raum bewegen. Und der Raum ist natürlich auch keine Konstante. Er dehnt sich, krümmt sich oder zieht sich zusammen. Für unsere Alltagslogik ist das schwer zu fassen. Aber Carlo Rovelli verlangt noch etwas mehr. Auch die Gegenwart verschwindet aus der Physik und mit ihr die klare Grenze zwischen Vergangenheit und Zukunft. Für unsere Vorfahren war die Erkenntnis, auf einer riesigen, sich drehenden Erdkugel durch das Universum zu rasen ebenso „weltfremd“ wie für uns eine Welt, in der die Gegenwart nicht existiert. Orientiert sich doch unser ganzes Leben wie die Grammatik aller Sprachen an der Trennung von Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft.

4. Februar: Das Wesen elektrischer Felder


Auf vielfachen Wunsch erarbeiten wir die Grundlagen der Maxwellschen Theorie der elektromagnetischen Felder von 1865. Diese Theorie war Ausgangspunkt der Speziellen Relativität von Einstein von 1905. Jede Verteilung von Ladungen erzeugt eine elektrisches Feld, das den ganzen Raum außerhalb der Ladungen erfüllt. Dies ist in Analogie zum Gravitationsfeld von Newton zu sehen, das alle Massen umgibt. Der Begriff des Feldes ist dabei fundamental!

11. Februar: Die 4 Maxwell-Gesetze


Wenn Strom fließt, erzeugen elektrische Geräte und Leitungen zwei Arten von Feldern: elektrische und magnetische Felder. Ein elektrisches Feld entsteht, sobald an einem Gerät oder einer Stromleitung eine Spannung anliegt. Die Spannung ist die Voraussetzung dafür, dass elektrischer Strom fließen kann, wenn ein Gerät eingeschaltet wird. Wenn Strom fließt, entsteht zusätzlich ein Magnetfeld. Daher sind elektrische Geräte und Leitungen, in denen Strom fließt, von elektrischen und magnetischen Feldern umgeben. Praktisch alle Objekte des Universums erzeugen magnetische Felder (Sonne, Planeten, Neutronensterne, Molekülwolken, Galaxien etc.).

18. Februar: fällt aus!



25. Februar: Fasching!



3. März: !!! fällt wegen Erkrankung aus !!!



10. März: Der Maxwellsche Verschiebungsstrom


Der Verschiebungsstrom ist der Teil des elektrischen Stromes, der durch die zeitliche Änderung der elektrischen Flussdichte gegeben ist. Er wurde von James Clerk Maxwell als nötiger Zusatzterm im Ampèreschen Gesetz erkannt. Als Maxwell die bis dahin von anderen Physikern wie Ampère und Faraday zusammengetragenen Erkenntnisse über elektromagnetische Phänomene in den Maxwellschen Gleichungen zu vereinen suchte, wurde ihm klar, dass das Ampèresche Gesetz über die Erzeugung von Magnetfeldern durch Ströme nicht vollständig sein konnte. Diese Tatsache wird durch ein einfaches Gedankenexperiment klar. Ohne den Verschiebungsstrom gibt es keine elektromagnetischen Wellen und die Ladungserhaltung wäre nicht gewährleistet.

Corona
Die Akademie für Ältere bleibt bis Ende Juni 2020 geschlossen!