Die Entwicklung des Weltbilds. Manuel Erdin Gym Liestal, 2004

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1 Die Entwicklung des Weltbilds Manuel Erdin Gym Liestal, 2004

2 Frühe Kulturen Der Mensch als Teil des Kosmos

3 Frühe Kulturen Beobachtungen von Sonnen- und Mondpositionen Himmelscheibe von Nebra (Deutschland)

4 Frühe Kulturen Bau von Kultstätten mit Berücksichtigung der Himmelskonstellationen (Verbindung von Himmel/ Gott und Erde/Mensch) Stonehenge (England)

5 Frühe Kulturen Kalender (Verbindung von Himmel und Alltag) Tikal (Guatemala)

6 Frühe Kulturen Mythologisch basierte Weltbilder Darstellung aus Ägypten

7 Aristoteles ( v.chr.) Der Mensch und die Erde im Zentrum des Universums

8 Das Weltbild des Aristoteles Sonne Planetensphären Erde Mond Fixsternsphäre

9 Das Weltbild des Aristoteles Mond Erde sublunar translunar

10 Das Weltbild des Aristoteles Die vier Elemente Erde Luft Feuer Wasser Äther (Quinta essentia)

11 Vorstellungen in der Antike, die sich damals nicht durchsetzen Heraklit von Pontos (4. Jh. v.chr.) entwickelt ein Modell, bei dem Merkur und Venus um die Sonne kreisen (geoheliozentrisches Weltbild). Aristarch von Samos ( v.chr.) entwickelt ein heliozentrisches Weltbild.

12 Claudius Ptolemäus ( n.chr.) Das geozentrische Weltbild

13 Das Weltbild des Ptolemäus Mars Sonne Venus Jupiter Merkur Erde Mond Saturn Kreisbahn Fixsternsphäre

14 Probleme im geozentrischen Weltbild Einige Beobachtungen lassen sich nicht ohne Weiteres mit dem geozentrischen Weltbild erklären. Warum z.b. zeichnen alle äusseren Planeten jährlich Schleifen an den Fixsternhimmel? Das Modell von Ptolemäus wird ergänzt.

15 Planetenschleifen Die Schleife des Planeten Mars (Januar bis August 1999)

16 Mars Planetenschleifen Epizykel Erde Deferent

17 Planetenschleifen Bewegung des Planeten auf Bewegung dem Epizykel des Epizykels auf dem Deferenten Der Planet bewegt sich relativ zu den Fixsternen vorwärts

18 Planetenschleifen Der Planet bewegt sich relativ zu den Fixsternen rückwärts

19 Weitere Probleme im geozentrischen Weltbild Warum gibt es keine Schleifen bei Merkur und Venus? Warum halten sich Merkur und Venus immer nahe bei der Sonne auf? Warum sind bei der Venus (und beim Merkur) Phasen sichtbar, nicht aber bei den anderen Planeten?

20 Tycho Brahe ( ) Der Korrekturvorschlag eines grossen Beobachters: Das geoheliozentrische Weltbild

21 Das Weltbild Tycho Brahes Mars Venus Sonne Merkur Jupiter Erde Mond Saturn

22 Nikolaus Kopernikus ( ) Der grossen Revolution erster Teil: Das heliozentrische Weltbild

23 Das Weltbild des Kopernikus Mars Erde Mond Jupiter Venus Sonne Merkur Saturn Kreisbahn

24 Pro und Contra heliozentrisches Weltbild Die Schleifen der äusseren Planeten und die Phasen von Merkur und Venus lassen sich nun einfach erklären. Warum aber stimmen die komplexen geozentrischen Modelle besser mit den Beobachtungen überein?

25 Johannes Kepler ( ) Der Revolution zweiter Teil: Das heliozentrische Weltbild mit elliptischen Planetenbahnen

26 Die Keplerschen Gesetze Erde Sonne Kreisbahn

27 Die Keplerschen Gesetze Erde Perihel Der Planet bewegt sich schnell Die Sonne steht in einem Brennpunkt Sonne Aphel Der Planet bewegt sich langsam Elliptische Bahn

28 Die Keplerschen Gesetze Die Planetenbahnen sind Ellipsen. Die Sonne steht in einem der beiden Brennpunkte. Die Flächen, die von der Strecke Planet Sonne in gleichen Zeitintervallen überstrichen werden, sind gleich gross. Das Verhältnis des Quadrats der Umlaufzeiten und der dritten Potenz der grossen Bahnhalbachse ist konstant.

29 William Herschel ( ) Das statische Universum mit einer Milchstrasse

30 Das Weltbild Herschels Die Position unseres Sonnensystems Die Milchstrasse (Galaxis)

31 Edwin Hubble ( ) Das dynamische Universum mit Myriaden von Galaxien

32 Das Weltbild Hubbles Die galaktischen Nebel sind eine Anhäufung von vielen Sternen

33 Das Weltbild Hubbles Sind diese Sternhaufen Teil der Galaxis?

34 Das Weltbild Hubbles Oder sind diese Nebel eigenständige Galaxien?

35 Das Weltbild Hubbles Durchmesser der Galaxis Lichtjahre

36 Das Weltbild Hubbles Durchmesser der Galaxis Lichtjahre Abstand zur nächsten Galaxie (Andromeda) Lichtjahre

37 Das Weltbild Hubbles Unsere Position im Universum: Am Rand einer mittleren Galaxie umkreist die Erde einen durchschnittlichen Stern.

38 Das Weltbild Hubbles Alle Galaxien bewegen sich von uns weg Je weiter sie von uns weg sind, desto schneller entfernen sie sich von uns

39 Das Weltbild Hubbles Folglich: Alle Galaxien sind früher näher beieinander gewesen!

40 Das Urknallmodell Alexander Friedmann Georges Lemaître Edwin Hubble

41 Albert Einstein Er formuliert 1915 die allgemeine Relativitätstheorie. Bestätigung durch astronomische Beobachtungen: Drehung des Merkurperihels Krümmung des Raums durch Massen Rotverschiebung einer im Schwerefeld emittierten Strahlung Darin postuliert er ein statisches Universum.

42 Alexander Friedmann Georges Lemaître Friedmann zeigt 1922, dass ein statisches Universum nicht existieren kann. Sie zeigen, dass ein singulärer Anfangszustand möglich ist: Ein Universum von geringsten Dimensionen, höchster Dichte und Temperatur

43 Das Urknallmodell Raum Thermische Suppe aus Strahlung und Elementarteilchen Big bang Zeit 0.01 s 100 Mia. K

44 Das Urknallmodell Raum Bildung von Atomkernen aus Protonen und Neutronen Zeit 10 s 3 Mia. K

45 Das Urknallmodell Raum Bildung von Atomen, das Universum wird durchsichtig Zeit a K

46 Das Urknallmodell Raum Bildung der ersten Sterne und Galaxien Zeit 1 Mia. a

47 Das Urknallmodell Raum Heutiges Universum Zeit 14 Mia. a 3 K

48 Indizien, die das Urknkallmodell stützen Hubble zeigt 1929, dass die Fluchtgeschwindigkeit der Galaxien proportional zu deren Entfernung ist (Hubble Konstante). Arno Penzias und Robert Wilson entdecken 1964 die 3 K Hintergrundstrahlung, das Nachglühen des Urknalls. Die Theorie ist heute grundsätzlich unbestritten.

49 Die Zukunft des Universums Was geschieht in der Zukunft mit dem Universum? Ewige Expansion oder Kollaps? Entscheidend ist hier die mittlere Materiedichte im ganzen Universum. Dabei spielt die sog. dunkle Materie, über die so gut wie nichts bekannt ist, eine wesentliche Rolle.

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