Einfuhrung in die Astronomie &Astrophysik

1. Kapitel: Historie

Wilhelm Kley & Andrea SantangeloInstitut fur Astronomie & Astrophysik

Kepler Center for Astro and Particle Physics

Sommersemester 2013

Astronomie & Astrophysik (SS 2013)

1. Historie Babylonien / Agypten

Astronomie ist eine der altesten WissenschaftenBereits im Altertum Beobachtungen des Nachthimmels(z.B. erste gesicherte Sonnenfinsternis: China, 2137 v.Chr.; 763 v.Chr. in Mesopotamien)

Astrologie

Babylonier- Buchfuhrung uber Sonnen- und Mondfinsternisse

(Saros-Zyklus, 18 Jahre)- Kalender: 1 Jahr hat 365,25 Tage ⇒ Schalttag- Einteilung des Himmels in Sternbilder

Agypter- Auf- und Untergangszeiten von Gestirnen: ⇒ Kalender- Sirius erstmals am ostlichen Horizont der Morgendammerung⇒ Jahresbeginn

- Kunder der Nilflut

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1. Historie Griechenland

Ptolemaisches Weltbild:4 Elemente:Erde im Zentrumumgeben vonWasser, Luft, Feuer(sublunare Region)Im Himmel (auf Spharen)die Wandelsterne:Mond, Merkur, VenusSonne, Mars, JupiterSaturn(auf Kreisbahnen)

Fix-Sterne im Ather(Quintessenz, 5. Element)Peter Apian (1495 - 1552),Cosmographia

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1. Historie Abstand und Große 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◦

(tatsachlich 89◦51’)⇒ Abstand Erde-Sonne = 19 mal Abstand Erde-Mond

(tatsachlich 400 mal)Da Sonne und Mond am Himmel gleich groß⇒ Sonnenradius = 19 Mondradien (tatsachlich 400 mal)

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1. Historie Verhaltnis Mond-/Erdradius

Bestimmung aus MondfinsternissenSei Schatten der Erde gleich groß wie Erde (Sonne weit weg)

Mond passt 2 mal in Erdschatten (tatsachlich 3 mal)⇒ Mondradius = 1/2 mal Erdradius (tatsachlich 0.272 mal)Aristarch Vermutung: Sonne stets im Zentrum

(erst wieder bei Kopernikus)⇒ Sonnenradius = 19 mal 1/2 Erdradius (tatsachlich 100 mal)

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1. Historie Große der Erde

Eratosthenes aus Kyrene (276-195 v.Chr.)Messung der Kulminationshohen der Sonne an zwei Orten mitbekannter Nord-Sud Entfernung sHier Syene-Alexandria: Entfernung 5000 Stadien = 5000 · 164 malso s = 820 km mit α = 7.5◦

Mits

2πRE=

α

2πfolgt RE = 6266 km

(tatsachlich 6378 km)

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1. Historie Retrograde Planetenbewegung

Hier: Mars 2005 Schleifenbewegung (schon in Antike bekannt)

Planeten wechseln Bewegungsrichtung am Himmelnicht vereinbar mit Erde fest im Zentrum und Planeten auf Kreisbahn

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1. Historie Hipparchos (190-120)

Seine Leistungen:

Grundzuge derEpizykeltheorie(fur Mond und Sonne)SternhelligkeitenZodiakeinteilungSternbilderSternkatalogPrazession (46”/Jhd.)Mondabstand (59-67 RErde)

(Hipparcos Satellit)

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1. Historie Ptolemaus (85-185)

Erweiterung um Equant

Planet Pumkreist Punkt F,welcher auf KreisbahnEquant Q umkreistKreis um F: EpizykelKreis um C: Deferent

Erde nicht im ZentrumSpater: bis zu 120 EpizykelDeferent bewegbar

Hauptwerk:AlmagestGrundlage der Astronomie bis Mittelalter

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1. Historie Nicolaus Kopernikus (1473-1543)

Astronomische Probleme:- Tabellen zur Vorhersagevon Finsternissen ungenau- Weltumsegler brauchen genauesteDaten zur Ortsbestimmung- Kalender, Fruhlingspunkt 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

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1. Historie Nicolaus Kopernikus II

Heliozentrisches Weltbild:- Vereinfachte Darstellung- Elegantes System

Benotigt weiterhin Kreissysteme→ keine bessere Genauigkeit alsAlmagest

Verbesserung durch Kepler.

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1. Historie Galilei

Galileo Galilei(1564-1642)

Fernrohrbeobachtungen des Himmels (ab 1609)

MondgebirgeJupitermonde

Venusphasen

⇒ Venus umkreist Sonne

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1. Historie Galilei II

Galilei diskutiert seine Entdeckungen mit dem Papst

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