Einführung in die Astronomie & Astrophysik 1. Kapitel: Historie
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- Jörg Weber
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1 Einführung in die Astronomie & Astrophysik 1. Kapitel: Historie Wilhelm Kley & Andrea Santangelo Institut für Astronomie & Astrophysik Kepler Center for Astro and Particle Physics Sommersemester 2013 Astronomie & Astrophysik (SS 2013)
2 1. Historie Babylonien / Ägypten Astronomie ist eine der ältesten Wissenschaften Bereits im Altertum Beobachtungen des Nachthimmels (z.b. erste gesicherte Sonnenfinsternis: China, 2137 v.chr.; 763 v.chr. in Mesopotamien) Astrologie Babylonier - Buchführung über Sonnen- und Mondfinsternisse (Saros-Zyklus, 18 Jahre) - Kalender: 1 Jahr hat 365,25 Tage Schalttag - Einteilung des Himmels in Sternbilder Ägypter - Auf- und Untergangszeiten von Gestirnen: Kalender - Sirius erstmals am östlichen Horizont der Morgendämmerung Jahresbeginn - Künder der Nilflut Astronomie & Astrophysik (SS 2013) 1
3 1. Historie Griechenland Ptolemäisches Weltbild: 4 Elemente: Erde im Zentrum umgeben von Wasser, Luft, Feuer (sublunare Region) Im Himmel (auf Sphären) die Wandelsterne: Mond, Merkur, Venus Sonne, Mars, Jupiter Saturn (auf Kreisbahnen) Fix-Sterne im Äther (Quintessenz, 5. Element) Peter Apian ( ), Cosmographia Astronomie & Astrophysik (SS 2013) 2
4 1. Historie Abstand und Größe der Sonne Aristarch von Samos (ca. 270 v.chr.) Kopernikus der Antike Bestimmung des Sonnenabstands (in Einheiten der Mondentfernung) Betrachte: Sonne und Mond bei Halbmond. Messung den Winkels α: 1/4 Kreis - 1/30 1/4 Kreis = 87 (tatsächlich ) Abstand Erde-Sonne = 19 mal Abstand Erde-Mond (tatsächlich 400 mal) Da Sonne und Mond am Himmel gleich groß Sonnenradius = 19 Mondradien (tatsächlich 400 mal) Astronomie & Astrophysik (SS 2013) 3
5 1. Historie Verhältnis Mond-/Erdradius Bestimmung aus Mondfinsternissen Sei Schatten der Erde gleich groß wie Erde (Sonne weit weg) Mond passt 2 mal in Erdschatten (tatsächlich 3 mal) Mondradius = 1/2 mal Erdradius (tatsächlich mal) Aristarch Vermutung: Sonne stets im Zentrum (erst wieder bei Kopernikus) Sonnenradius = 19 mal 1/2 Erdradius (tatsächlich 100 mal) Astronomie & Astrophysik (SS 2013) 4
6 1. Historie Größe der Erde Eratosthenes aus Kyrene ( v.chr.) Messung der Kulminationshöhen der Sonne an zwei Orten mit bekannter Nord-Süd Entfernung s Hier Syene-Alexandria: Entfernung 5000 Stadien = m also s = 820 km mit α = 7.5 Mit s = α 2πR E 2π folgt R E = 6266 km (tatsächlich 6378 km) Astronomie & Astrophysik (SS 2013) 5
7 1. Historie Retrograde Planetenbewegung Hier: Mars 2005 Schleifenbewegung (schon in Antike bekannt) Planeten wechseln Bewegungsrichtung am Himmel nicht vereinbar mit Erde fest im Zentrum und Planeten auf Kreisbahn Astronomie & Astrophysik (SS 2013) 6
8 1. Historie Hipparchos ( ) Seine Leistungen: Grundzüge der Epizykeltheorie (für Mond und Sonne) Sternhelligkeiten Zodiakeinteilung Sternbilder Sternkatalog Präzession (46 /Jhd.) Mondabstand (59-67 R Erde ) (Hipparcos Satellit) Astronomie & Astrophysik (SS 2013) 7
9 1. Historie Ptolemäus (85-185) Erweiterung um Equant Planet P umkreist Punkt F, welcher auf Kreisbahn Equant Q umkreist Kreis um F: Epizykel Kreis um C: Deferent Erde nicht im Zentrum Später: bis zu 120 Epizykel Deferent bewegbar Hauptwerk: Almagest Grundlage der Astronomie bis Mittelalter Astronomie & Astrophysik (SS 2013) 8
10 1. Historie Nicolaus Kopernikus ( ) Astronomische Probleme: - Tabellen zur Vorhersage von Finsternissen ungenau - Weltumsegler brauchen genaueste Daten zur Ortsbestimmung - Kalender, Frühlingspunkt wandert, Osterfest ebenso Hauptwerk (1543): De Revolutionibus Orbium Coelestium - heliozentrisches Weltbild - Planeten in richtiger Reihenfolge - auf Kreisbahnen um Sonne (Basierend auf Arbeiten von Peurbach and Regiomontanus) Im Vorwort (Andreas Osiander, Reformator): Theorie ist nur mathematische Hypothese Astronomie & Astrophysik (SS 2013) 9
11 1. Historie Nicolaus Kopernikus II Heliozentrisches Weltbild: - Vereinfachte Darstellung - Elegantes System Benötigt weiterhin Kreissysteme keine bessere Genauigkeit als Almagest Verbesserung durch Kepler. Astronomie & Astrophysik (SS 2013) 10
12 1. Historie Galilei Galileo Galilei ( ) Fernrohrbeobachtungen des Himmels (ab 1609) Mondgebirge Jupitermonde Venusphasen Venus umkreist Sonne Astronomie & Astrophysik (SS 2013) 11
13 1. Historie Galilei II Galilei diskutiert seine Entdeckungen mit dem Papst Astronomie & Astrophysik (SS 2013) 12
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