Einführung in die Astronomie und Astrophysik I

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1 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Prof. Dr. Matthias Steinmetz Astrophysikalisches Institut Potsdam (AIP) msteinmetz@aip.de Web: Tel: Fax: Dr. Alexander Knebe Astrophysikalisches Institut Potsdam (AIP) aknebe@aip.de Web: Tel:

2 Zeiten und Termine! Vorlesung: donnerstags, 15:15-16:45 " Erste Vorlesung: " Letzte Vorlesung: " Raum ! Übungen: freitags, 08:00-08:45 " Erste Übung: (Vorbesprechung) " Letzte Übung: " Raum ! Assistenten: " Franziska Koeckert ) " Aniket Sule ) 2

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4 Übungen und Scheine! Übungsblätter: " Ausgabe: in der Vorlesung (20.10., etc.) " Abgabe: in der Vorlesung (27.10., etc.) " Besprechung und Rückgabe: in den Übungen! Scheinvergabe " Erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (50%) " Maximal 2 Personen pro Übungsblatt " Übungsblattabgabe impliziert die Bereitschaft, die Aufgabe in der Übung vorzurechnen 4

5 Literatur! Caroll and Ostlie: An Introduction to Modern Astrophysics, Addison-Wesley, ISBN ! Impey and Hartmann: The Universe Revealed, Brooks/Cole, ISBN (etwas zu qualitativ)! H.H.Voigt: Abriß der Astronomie, ISBN (nicht ganz up-to-date, insbesondere Extragalaktik-Kosmologie)! Unsöld und Baschek: Der neue Kosmos, Springer, ISBN (Klassiker, Stärke im Bereich der Sternphysik)! G.O.Abell: Exploration of the Universe, 4 th edition, ISBN (vergriffen, Klassiker, beste Darstellung der Grundlagen)! A. Weigert, H. Wendker, L. Wisotzki: Astronomie und Astrophysik, Wiley-VCH, ISBN

6 Inhalt Vorlesung Teil I! Astronomische Größenordnungen, Einheiten, Koordinatensysteme! Das Erde-Mond-System! Das Planetensystem! Die Sonne! Astronomische Beobachtungsmethoden! Der Aufbau der Sterne! Leben und Tod der Sterne Teil II! Sternentstehung und das interstellare Medium! Die Milchstraße! Galaxien! Aktive Galaxien! Galaxienhaufen und großräumige Strukturen! Kosmologie! Extrasolare Planeten und Leben im Universum 6

7 Astronomie und Astrophysik! Lehre von den Vorgängen am Himmel! de facto Synonyme, Trennung Astronomie/ Astrophysik unscharf " Historisch: Astrophysik entstand Mitte des 19ten Jahrhunderts aus der Anwendung der Spektralanalyse auf Sterne Laborphysik wird auf himmlische Objekte angewandt (Motivation für die Gründung des Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam auf dem Telegraphenberg) " Astronomie war dagegen primär der Vermessung des Himmels gewidmet (e.g. Kalenderwesen) " Heute oft (aber nicht allgemeingültig) # Astrophysik Theorie # Astronomie Beobachtung 7

8 Rolle und Bedeutung Astronomie/Astrophysik! Praktische Nutzen " Zeitmessung, Kalender, Navigation! Wissenschaft und Kultur " Wichtiger Teil der Grundlagenforschung: Ursprung vieler Erkenntnisse der modernen Physik # Newton sche Mechanik # Lichtgeschwindigkeit (Ole Rømer) # Atomphysik (Spektroskopie) und Relativitätstheorie # Plasmaphysik, etc. " Wichtiger Beitrag zu unserer Kultur # Erkenntnis um ihrer selbst willen # Weltbild: Rolle des Menschen im Kosmos # Ursprung des Kosmos und des Lebens # Ästhetik des Sternhimmels Öffentliches Interesse, Amateure, populärwissenschaftliche Literatur 8

9 Rolle und Bedeutung Astronomie/Astrophysik! Technik und Wissenschaft " direkter Nutzen: kaum " mittelbarer Nutzen: # Allgemein: Nutzen der Grundlagenforschung # Technologieentwicklung (z.b. Ceranfelder, CCD) # damit auch Mißbrauchsgefahr Supernovae vs Explosion von Atombomben (siehe Astrophysik-Abteilung in Los Alamos und Livermore) Erforschung der Erdmagnetosphäre vs Modelle des EMP (electromagnetic pulse) $ Verantwortung des Wissenschaftlers 9

10 Rolle und Bedeutung Astronomie/Astrophysik! Kosten: bislang moderat Tendenz steigend! Trend zur Großforschung " Satellitenmissionen (z.b. Hubble: 6 Mia Euro) " ESO VLT (ca. 0.5 Mia Euro) " Supercomputer (ca. 20 Mill. alle 3 Jahre)! Weltweit ca aktive Wissenschaftler/innen! Ökologische Belastung: " gering " Oft ähnliche Interesse (z.b. Reduktion der Lichtverschmutzung) 10

11 Eine Karriere in Astronomie/ Astrophysik! Standardkarriere: Diplom Promotion Postdoc " Habilitation/Juniorprof. Professur " Festanstellung als wissenschaftlicher Mitarbeiter! Marktanteil " Weltweit: etwa 20% der Physik in Astronomie " Europa: ähnlich, Deutschland: stark unterrepräsentiert (ca. 6%) $ Internationale Ausrichtung, Mobilität notwendig! Akademische Karriere " ca. 100 Professuren in Deutschland " ca. 250 weitere permanente Stellen " 400 Doktoranden! Weitere Berufschancen " Computerindustrie " Optische Industrie " Luft- und Raumfahrt " Automobilindustrie " Unternehmensberatungen 11