Embed Size (px)
Citation preview
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
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
Gravitationswellen Abschätzung Doppelsternsystem GW150914 – R = 400 Mpc
m1 = 36 MS, m2 = 29 MS M = 62 MS , a = 0,65
Ph
ysic
al R
evie
w L
ette
r 1
2.2
.20
16
Die
3 P
ha
se
n
im M
erg
ing
Pro
ze
ss
AdvLIGO Simulierter BH-“Chirp” [Grafik: AdvLIGO]
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
GWellen-Abstrahlung: a(t) = a0(1 – t/tM)1/4
AdvLIGO BH-BH Merger “Chirp”
[Grafik: AdvLIGO] Chirp Frequenz f(t) = f0 (1 – t/tM)-3/8
arXiv: 1604.03445
NS+NS BH NS+NS SMNS = Supramassereicher NStern
Chirp
1,43+1,43 MS 1,22+1,22 MS
NStern-NStern Merger
arXiv: 1604.03445
1,42+1,29 MS
Chirp
Schematischer Aufbau AdvLIGO 2015
25 Watt
von 180 Watt
im Endausbau 2020
100 kW
800 W
25 mW
L1
L2
DL = L2 - L1 = h(f)L0
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
As
tr
on
om
ie
=
Wis
se
n =
Me
ns
ch
Wa
s i
st
da
dr
au
ss
en
?
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 (1564-1642) 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 = ?
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.
Die Eiszeit hinterlässt Spuren
Astronomische Kultur seit der Eiszeit
[Grafik: Wikipedia]
Goseck
Stone- henge Nebra
Lascaux
Tele
sko
pe
Alm
age
st
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.
• 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.
Die Interpretation zu Goseck
Der Sonnenstand
ca. 180 Grad
ca. 120 Grad
Him
me
lssch
eib
e v
on
N
eb
ra ~
20
00
v.
Ch
r.
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 Orts-
bestimmung. 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
Löchern versehen. N2
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
Stonehenge
Megalithe der Steinzeit
3000 – 2000 v. Chr.
Stonehenge – Megalithe 3000 v.Chr.
s. diverse Videos auf YouTube zu „Stonehenge“
Stonehenge - Rekonstruktion
Kreisteilung in 30 Sektoren
Azimut-Aufteilung Horizont
Der Sonnenstand
ca. 180 Grad
ca. 120 Grad
Stonehenge Grabanlage & Observatorium
Sonnenuntergang
Wintersonnenwende
Sonnenaufgang
Sommersonnenwende
Winter- und
Sommersonnenwende
„Manhattenhenge“ im Juni
eine Methode der Zeitmessung
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.
Was ist ein Henge ?
• 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 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.
Das Weltbild der Babylonier
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 Prozessions-straße 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 Ischtar-Tor 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, insbeson-dere 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
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.
Die Himmelsgöttin Nut
Ähnlich wie in Mesopotamien gab es auch in Ägypten ursprünglich einen Mondkalender. Da aber die jährlichen Nilüberschwemmungen, die beinahe das gesamte Agrar- und 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“.
Der Ursprung des Sonnenkalenders
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).
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.
Von Pythagoras zu Ptolemäus
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
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)
m1 m2 2,5log10f1
f2
f: Energiefluss der Sterne 1 und 2
m: scheinbare Helligkeit auf der Erde der Sterne 1 & 2
Hellere Sterne haben einen kleineren
scheinbaren Magnitudenwert.
Für Stern 2 einen
Standard wählen
Da
s A
st
ro
no
mis
ch
e
Er
be
de
r G
rie
ch
en
Absolute Magnitude - Distanzmodul
m M 2,5log10f
F
5log
d
10pc
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.
f D
d
2
F
Absolute Magnitude M ist die scheinbare Magnitude m bei
einer vorgegeben Entfernung von 10 pc
Da
s E
rb
e d
er
Gr
iec
he
n
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
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
Ein
ige
Za
he
ln
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 Universalwissen-schaft 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
