Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

Kapitel 2
Gravitation: Grundlage der Astrophysik
2.1 Einleitung
Mechanik und Gravitation wurden als erste physikalische Theorien konzipiert und als Himmelsmechanik
ausgearbeitet. Mit diesen werden wir uns im folgenden befassen. Sie sind auch heute noch Grundlage
der Massenbestimmung kosmischer Objekte wie Kometen, Planeten, Sterne und sogar Galaxien.
Endziel solcher Beobachtungen ist es, das Universum als Ganzes zu wiegen, d. h. seinen Masseninhalt
nebst Hierarchie zu bestimmen.
Sieht man von den beiden Disziplinen Mechanik und Gravitation einmal ab, dann hat es bis zur Jahrhundertwende
keine richtige Astrophysik gegeben. Das ist nicht verwunderlich, da zum Verständnis
der Sterne die Quantenphysik unabdingbar ist.
• ANMERKUNG (ARCHAISCHE BEZEICHNUNGEN IN DER ASTRONOMIE)
So ist es verständlich, aber nicht nur für Studenten außerordentlich hinderlich, daß die Astronomie einen Wust archaischer
Bezeichnungen und falscher physikalischer Begriffe mit sich herumschleppt. Hier eine kleine Liste:
• Anomalie.
Wahre und exzentrische Anomalie sind zwei Beispiele aus der Urzeit der Planetenbewegung. Sie sind ein Maß für
die Abweichung von der Kreisbahn, welche als normal (genauer als wünschenswert bzw. perfekt) angesehen wurde.
• Verbotene Linien.
Solche Linien im Spektrum bedeuten keinesfalls, daß hier gegen Gebote der Physik verstossen wird, sondern, daß
sie empirisch unter Laborbedingungen nicht auftreten.
• Präzession und Nutation.
Die erzwungene Präzession der Erde im Feld des Mondes heißt Nutation, während die freie Nutation der Erde
Chandler Wobble genannt wird.
• Galaxie und galaktisch.
Bis zum Beginn des 20ten Jahrhundert waren die Bezeichnungen Milchstraße (Milch der gr. Göttin Hera) und Galaxie
synonym. Heute unterscheidet man zwischen Galaxis = Milchstraße und (einer extragalaktischen) Galaxie.
Beim Adjektiv galaktisch versagt diese Möglichkeit, in älteren Darstellungen wird manchmal galaxisch (engl. galaxian)
verwendet.
Super-Novae, Pulsare, kosmische Maser, Quasare und kosmische Ausbrüche von γ - Strahlung, (engl.
γ–ray bursts), sind aktuelle Beispiele von Objekten bzw. Phänomenen, die man (auch nach bis zu
50 Jahren nach ihrer Entdeckung) heute nicht erklären kann. Ob die Bezeichnung immer korrekt ist,
darf bezweifelt werden: Pulsare pulsieren nicht, sie rotieren. Falls die Objekte aber in Binärsystemen
auftreten oder falls sie als Gravitationslinse fungieren, dann kann wenigstens ihre Masse bestimmt
werden.
Da das Binärsystem nicht direkt vermessen werden kann, sind noch einige zusätzliche Überlegungen
notwendig. Direkt beobachtet wird nämlich nur die zeitliche Abbildung des Systems (mithilfe von
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