Rote Riesen, Schwarze Löcher - woher wissen wir das alles? Methoden der Astronomie für Nicht-Physiker

Wintersemester 2016/2017

Wann: Donnerstags, 20.10.2016 bis 26.1.2017, jeweils 16:15 Uhr (s.t.) bis 18:00 Uhr

Wo: Hörsaal 2 im Kirchhoff-Institut für Physik, INF 227 (Lagekarten)

Wer: Dr. Markus Pössel (HdA) und Prof. Dr. Björn Malte Schäfer (ZAH)

Hörerschaft: Alle an der Astronomie Interessierten insbes. aus anderen Fächern als der Physik; Gasthörer (Hinweise zur Anmeldung für Gasthörer)

Prüfungsleistungen: siehe unten

Thema der Vorlesung sind die Methoden der Astronomie. Als Wissenschaft, die ihre Untersuchungsobjekte so gut wie nie manipulieren und direkt experimentell untersuchen kann, ist die Astronomie auf Beobachtungen angewiesen. Was kann man aus Beobachtungen schließen? Welche Informationen aus dem Kosmos nutzen die Astronomen? Wie wirkt sich aus, dass wir kosmische Entwicklungen so gut wie nie in Echtzeit verfolgen, sondern nur indirekt aus einer Art Momentaufnahme erschließen können?

Wir gehen dabei über das populärwissenschaftliche Niveau deutlich hinaus, werden unsere mathematischen Werkzeuge allerdings sparsam einsetzen und uns auf physikalische Argumentationen und anschauliche Darstellungen konzentrieren.

Vorausgesetzt werden grundlegendes Schulwissen Physik und Mathematik sowie an Interesse an Astronomie. Eine vorherige Teilnahme an Astronomie für Nicht-Physiker ist wünschenswert, aber nicht zwingend notwendig. Wer seine astronomischen Grundkenntnisse auffrischen möchte, kann das in dieser zehnteiligen Serie von Blogbeiträgen von Markus Pössel tun: Astronomisches Grundwissen 1: Nachthimmel, Lichtverschmutzung, Beobachtungen (weitere Teile von dort aus verlinkt)

Themen

  • Entfernte Beobachter: Die Sonderrolle der Astronomen, "Keine Experimente!" (fast!), Teleskope und andere Beobachtungsmittel, Helligkeitsmessungen, Astrometrie von der Antike bis zur Gaia-Mission
  • Planck's astronomisches Vermächtnis: Der schwarze Körper als Grundmodell für Sterne, Staubwolken und andere astronomische Objekte
  • Aufschlussreiche Strichmuster: Spektroskopie, Spektrallinien, die Entwicklung der Astrochemie, Linienverschiebungen und weiteres zum wichtigsten Werkzeug der Astronomen
  • Als die Welt mechanisch wurde: Newton und seine Nachfolger, Störungstheorie und die Entdeckung des Neptun, mechanische Modellsysteme, Stabilität
  • Wir sehen nur eine kosmische Momentaufnahme. Statistik in der Astronomie, von Häufigkeitsdiagrammen zur geschichtlichen Entwicklung, Hertzsprung-Russell-Diagramm als Schlüssel zur Sternphysik, Stadien der Sternentwicklung
  • Simulierte Universen im Computer: N-Teilchen-Simulationen, Sternatmosphären, Fluide und Strahlung, das Universum als Ganzes simulieren, künstliche Beobachtungen
  • Ein neuer Rahmen: Allgemeine Relativitätstheorie, Raumzeit, Schwarze Löcher und andere kompakte Objekte
  • Kosmologie: Expandierendes Universum, heißer Urknall, kosmische Hintergrundstrahlung
  • Statistik und kosmische Geschichte: Gravitationslinsen, tiefe Durchmusterungen und andere Möglichkeiten, der kosmischen Geschichte (und dabei auch Entitäten wie dunkler Materie und dunkler Energie auf die Spur zu kommen)

Prüfungsleistungen

  • Für diese Veranstaltung können nur Nicht-Physiker einen Schein bekommen
  • Für einen Schein (2 LP) mit Note wird eine mündliche Prüfung von ca. 40 min. Dauer abgelegt, für einen unbenoteten Schein (2 LP) eine Prüfung von ca. 20 min. Dauer
    • Studierende, die lediglich einen Anwesenheitsschein haben möchten, zeigen uns bitte nach der ersten Vorlesung den entsprechenden Ausschnitt aus der Prüfungsordnung. Grundlage ist dann die Anwesenheitsliste, die bei jeder Vorlesung herumgereicht wird. Bis zu zwei Fehltermine mit Begründung/Nachweis sind zulässig

    Materialien zur Vorlesung

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