Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

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1.2. LÄNGEN: RADIEN UND ENTFERNUNGEN 23 Universums. Erde und Planeten umkreisen die Sonne, die Sterne sind fest. Eratosthenes misst den Durchmesser der Erde. Damit gibt es erstmals eine natürliche Länge in dieser Kosmologie. Der Grund, warum das richtige Modell wieder aufgegeben wurde, war das Fehlen einer messbaren Parallaxe, d. h. die vollkommen falschen Vorstellungen von den wahren Entfernungen. Dies ändert sich erst für die Entfernung zur Sonne (AE) mit Christian Huygens und Ole Römer (1650) und für die Entfernung zum nächsten Stern mit Friedrich Wilhelm Bessel (1839). In der zusammenfassenden Tabelle bedeuten: RE: Radius der Erde (6.378 km), EM: Entfernung Erde-Mond (60.3 RE), AE: Astronomische Einheit (23.455 RE = 390EM), pc: Par- sec als Maß zu den nächsten Sternen (206.265 Die lokale Entfernungsskala Jahr Autor RE EM AE pc -300 Aristarch 0.5 0.05 -250 Eratosthenes 0.95 -140 Hipparchos 1.1 0.9 140 Ptolemäus 0.95 1.05 0.05 1250 Bacon 10 −8 1532 Kopernicus 0.95 1.05 0.06 1596 Kepler 0.95 1.04 0.12 1650 Huygens 1 0.13 1671 Picard 0.9999 1673 Cassini 0.99 0.98 1744 Chéseaux 0.9 1835 Encke 0.99 0.99 1839 Bessel 1.01 Tab. 1.5: Entfernungs AE). Angegeben ist der Quotient f := (damaliger Wert/heutiger Wert). Hipparchos kann bereits Sonnenfinsternisse berechnen (129 BC). Die Fixsterne werden erstmals von Hipparchos katalogisiert. Ptolomäus führt diese Arbeit fort. Sein Katalog enthält etwa 1000 Sterne. Er (oder aber bereits Hipparchos, so klar ist das nicht) führen wieder das geozentrische Weltbild ein, welches von Aristoteles favorisiert wird und welches bis Kopernikus bestehen bleibt. Das Weltbild des Kopernikus (mit Epizyklen) wird von Galilei populär gemacht, Alternativmodelle stammen von Tycho Brahe (geozentrisch, die anderen Planeten umkreisen jedoch die Sonne) und Johann Kepler (heliozentrisch, Ellipsenbahnen). Ein wichtiger Punkt betrifft die Bewegung der Himmelskörper. Nach Aristoteles kommt ein Körper (vermittels Reibung) zum Stillstand. Damit dies nicht geschieht, muß also ständig eine Kraft wirken (und Arbeit leisten). Galilei fand mit seinen Roll und Gleitexperimenten heraus, daß ein reibungsfreier Körper sich stetig bewegt. Dies ist Grundlage für Newtons erstes (Bewegungs) Axiom. Es lautet: Jeder Körper beharrt in seinem Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Bewegung, wenn er nicht durch einwirkende Kräfte gezwungen wird, seinen Zustand zu ändern. Zu Newtons Zeit gab es drei wichtige, rivalisierende Weltmodelle: das von Descartes (Wirbel), von Leibniz (Monaden) und Newton (Fernwirkung). Alle enthielten explizit Gott als Schöpfer und Lenker. Insbesondere Leibniz meinte, daß diese Welt die beste aller möglichen Welten sei (worüber Voltaire sich in senem Candide lustig macht). Bei Newton ist Gott nur noch dafür zuständig, dafür zu sorgen, daß seine Schöpfung nicht in Unordnung gerät. Seine Aufgabe bestand darin, von Zeit zu Zeit einzugreifen, um Feinreparaturen vorzunehmen. Kant und Laplace waren die ersten Weltenschöpfer, die ohne Gott auskamen (Urnebel Hypothese). Die Abplattung der Milchstraße erklärten sie mit der Rotation der Galaxis (in Analogie zum Sonnensystem). Auf die Frage Napoleons, wo denn in seiner Welt Gott vorkomme, antwortet Laplace mit den Worten: Diese Annahme benötige ich nicht, Sire und von Kant stammt der Ausspruch: Gebt mir Materie und ich will euch die Welt daraus machen. Bis zum 18ten Jahrhundert gab es keinen Anlaß zu glauben, das Universum als Ganzes (Sterne inklusive) sei nicht statisch (Newtons kosmisches Ruhsystem bzw. sein absoluter Raum, dessen Existenz er mit dem Eimerversuch nachwies). W. Herschel war der erste, der in der Lage war, Eigenbewegungen
24 KAPITEL 1. GEOMETRIE von Sternen zu messen. Und das nur, weil er nicht glauben konnte, daß es Doppelsterne gibt, wie von Michell behauptet. Die Expansion des Weltalls wurde von Hubble um 1930 etabliert (allerdings um 1 dex zu schnell) und wird heute Hubble Flucht genannt. Die logische Konsequenz dieser Fluchtbewegung ist der Urknall: vor etwa 10 Gyr war das Universum sehr klein (und sehr heiß).
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1.4. DIE METAGALAXIE 81 bis etwa 50
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1.4. DIE METAGALAXIE 87 Milchstraß
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Kapitel 2 Gravitation: Grundlage de
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2.3. DIE MASSENHIERARCHIE 145 2.3 D
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Kapitel 3 Kernphysik: Altersbestimm
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3.2. PROBLEMBESTIMMUNG 187 Die Best
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Kapitel 4 Thermodynamik: Temperatur
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4.1. ÜBERBLICK 213 Bis zum Zentrum
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4.1. ÜBERBLICK 223 Die Verteilungs
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4.2. STRAHLUNG UND IHRE QUELLEN 225
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4.3. DIE THERMODYNAMIK DES KOSMOS 2
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4.3. DIE THERMODYNAMIK DES KOSMOS 2
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4.4. DIE STERNE: LEUCHTKRAFT UND TE
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Kapitel 5 Hydrodynamik Sternmodelle
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5.1. GRUNDLAGEN 277 • FORMELN (HE
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5.2. ANALYTISCHE STERNMODELLE 283
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5.2. ANALYTISCHE STERNMODELLE 285 w
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5.3. HYDRODYNAMISCHES GLEICHGEWICHT
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5.3. HYDRODYNAMISCHES GLEICHGEWICHT
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5.4. LICHT: DIE GROSSEN ENTDECKUNGE
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5.5. STABILITÄT 309 5.4.7 Strömgr
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5.5. STABILITÄT 311 5.5.2 Lineare
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5.5. STABILITÄT 313 5.5.3 Schallwe
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5.5. STABILITÄT 315 1. Interstella
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5.5. STABILITÄT 317 Variationsprin
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5.5. STABILITÄT 319 2. die Rekursi
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5.5. STABILITÄT 321 Die 1. Variati
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Kapitel 6 Planeten 6.1 Problemstell
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6.2. DAS PLANETENSYSTEM DER SONNE 3
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6.3. DER INNERE AUFBAU DER PLANETEN
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6.3. DER INNERE AUFBAU DER PLANETEN
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6.4. DIE NEUN PLANETEN DER SONNE 33
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6.5. ELEMENT- UND MOLEKÜLVERTEILUN
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6.6. INTERPLANETARE OBJEKTE 339 5.
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6.6. INTERPLANETARE OBJEKTE 341 kos
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6.7. PROBLEME DER KOSMOGONIE 343 Ko
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Kapitel 7 Die Erde. Die Physik der
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7.1. PHYSIK DER ERDE 347 und dauert
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7.1. PHYSIK DER ERDE 363 7.1.5 Aufb
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7.2. ASTRONOMIE DER ERDE. 365 Für
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7.2. ASTRONOMIE DER ERDE. 367 liefe
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7.2. ASTRONOMIE DER ERDE. 375 mit J
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Kapitel 8 Die Sonne als Stern 8.1
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8.1. ÜBERBLICK 379 8.1.2 Definitio
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8.1. ÜBERBLICK 381 chemisches Pote
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8.1. ÜBERBLICK 383 Das Plasma in I
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8.1. ÜBERBLICK 387 Für die Sonne
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8.2. STERNAUFBAU 389 Sterne mit meh
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8.2. STERNAUFBAU 391 Wir betrachten
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8.2. STERNAUFBAU 393 Die Energieerz
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8.2. STERNAUFBAU 401 Die pp-Kette B
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8.2. STERNAUFBAU 405 8.2.5 Sonnen-N
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8.3. ENTWICKLUNG DER SONNE 407 Stat
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8.3. ENTWICKLUNG DER SONNE 415 8.3.
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Anhang A Datensammlung A.1 Astronom
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A.2. MASSSYSTEME 419 Mit aufgenomme
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A.3. TABELLEN 421 A.3 Tabellen A.3.
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A.3. TABELLEN 423 Daten der wichtig
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A.3. TABELLEN 425 Geometrie Winkel
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A.3. TABELLEN 427 Symbol Name Zahle
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A.3. TABELLEN 429 A.3.6 Energie Es
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A.4. PULSARE 431 A.4 Pulsare Radio
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Anhang B Eine kleine Geschichte der
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B.1. NEWTONSCHE FERNWIRKUNG 435 ✗
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B.1. NEWTONSCHE FERNWIRKUNG 437 wel
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B.1. NEWTONSCHE FERNWIRKUNG 439 •
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B.2. LICHT: RELATIVITÄT UND DUALIS
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B.2. LICHT: RELATIVITÄT UND DUALIS
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B.3. QUANTEN - FELDTHEORIE 445 Uhle
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Literatur Empfohlene Literatur Das
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B.4. EINSTEIN UND DIE GEOMETRIE 449
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Literaturverzeichnis [ABG48] R.A. A
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LITERATURVERZEICHNIS 453 [Gre97] E.
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LITERATURVERZEICHNIS 455 [Mat98] M.
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LITERATURVERZEICHNIS 457 [SM96] D.
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Inhaltsverzeichnis Vorwort 3 Einlei
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INHALTSVERZEICHNIS 461 4.3 Die Ther
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INHALTSVERZEICHNIS 463 A.2.2 Physik
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Tabellenverzeichnis 1.1 Grundlänge
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TABELLENVERZEICHNIS 467 5.1 Stern-D
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Abbildungsverzeichnis 1.1 Längenhi
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