Introductioninto modern Cosmology - Werner · PDF fileAristoteles 384 – 322 v. Ch. Dante...
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Introduction intomodern Cosmology
1. J. Silk: The Big Bang (Freeman 2001, populär für untere Semester)p p )
2. M. Rowan‐Robinson: Cosmology (Oxford Press 1996; konzentriert auf beobachtbare Daten)
3. St. Weinberg: Die ersten drei Minuten (Pieper 1979; einklassisches Buch mit Formeln im Anhang; sehr leicht lesbar; in einigen Aspekten veraltet, zum Lesen
f hl )im Zug empfohlen.)4. St. Weinberg: Gravitation and Cosmology (John Wiley1972; verlangt Allgemeine Relativitäts‐theorie (ART))
5. Scott Doddelson: Modern Cosmology (2003; AcademicPress; verlangt ART)Press; verlangt ART)
6. A. Liddle: An Introduction to Modern Cosmology (2003;Wiley)
Amand Fäßler
Inhalt der VorlesungM d K l i “„Moderne Kosmologie“.
1. Von Aristoteles zu Kopernikus
2 Die beobachtbaren Fakten: Kosmologisches Prinzip;2. Die beobachtbaren Fakten: Kosmologisches Prinzip; Hintergrundstrahlung; Rotverschiebung; dunkle Materie; Planck‘sche Strahlung.
3. Expandierendes Universum und seine Geometrie: Friedmann GleichungFriedmann‐Gleichung.
4. Kosmologische Modelle.
5. Hubble‐Parameter, Kritische Dichte, Expansion und Kosmologische Konstante (Dunkle Energie).
6. Alter des Universums.
7. Dunkle Materie und dunkle Energie.
8. Die Kosmische Mikrowellen‐ Hintergrundstrahlung
9. Das frühe Universum und die Bildung der leichten gElemente
10. Das Inflationäre Universum und der Urknall
Amand Fäßler
Moderne Kosmologie(leicht gemacht)
1. Kapitel: Kosmologie der
(leicht gemacht)
1. Kapitel: Kosmologie der Griechen;
Von Aristoteles zuVon Aristoteles zu Kopernikus
Amand Fäßler
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?Sonnensystem vermessen?
Aristoteles 384 – 322 v. Ch.Dante 1320 in der Göttlichen Komödie in der Vorhölle:
„Und ich sah den Meister aller, die da wissen.“
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?Sonnensystem vermessen?
Aristoteles
AristarchAristarch
Ptolemaios
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?y
Weltbild des Aristoteles
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?
Aristarch ~ 270 v. Ch.; Plutarch ~ 150 n. Ch.
Aus das Mondgesicht von Plutarch über dasheliozentrische System von Aristarch
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?
Messung des Erdumfangs nach EratosthenesMessung des Erdumfangs nach Eratosthenes Leiter der Bibliothek in Alexandria
etwa 275 ‐194 v. Ch.
• 250 000 Stadien = 36 000 – 46 000 km
• Erddurchmesser = 11 500 bis 14 000 km
• Heute: Durchmesser = 12 756 km
5000 Stadien
(Assuan)
Erdumfang = 360°/(7°12‘)*5000 = 250 000 Stadien =
= 36 000 bis 46 000 km (Heute 40 000 km)Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?
Entfernung Erde‐Mond, Erde‐Sonne und derDurchmesser des Mondes in Erddurchmessern nach Aristarch um 320 –
250 v. Ch.
Rechter Winkel
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?Sonnensystem vermessen?
• Messung der Entfernung Erde‐g g
Sonne nach Aristarch
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?
DE = Erddurchmesser; DM = Mondd.; DS =Sonnend.dME = Abstand Mond‐Erde; dSE = Abstand Sonne‐Erde
Erddurchmesser = 12 756 km
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?Sonnensystem vermessen?
• Scheinbare Bahn eines Planeten
über den Fixsternhimmel.
Retrograde Bewegung
(Mars) Fixsterne
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?Sonnensystem vermessen?
• Scheinbare Bahn des Mars vom Oktober 1994 bis Juli 1995 relativ zu den Fixsternen (Krebs und Löwe)
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?Sonnensystem vermessen?
• Epizykel des Ptolemaios um 150 n. Ch. in Alexandria „Almagest“n. Ch. in Alexandria „Almagest (μεγαλη συνϑεσις)
Erzeugung der retrograden Planetenbewegung durch Epizykel nach Ptolemaios
Amand Fäßler
Es gibt auch Epizykel auf E i k lEpizykel
Kopernikus hat trotz heliozentrischem Systemmit 51 Epizykeln mehr als Ptolomäus. .
Fluch des Satzes vondder Platon‘schen idealenFluch des Satzes vondder Platon schen idealen Kreisbewegung.
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?
Ptolemäisches‐System mit Epizykel
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?
Ptolemäische Hilfskonstruktionen:Epizykel, Deferent, Exzenter, Äquant.
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?Sonnensystem vermessen?
Weltkarte des Ptolomäus aus dem Mittelalter
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?Sonnensystem vermessen?
• „Ihr haltet ihn für einen stummen Ochsen, doch
b ll d d l f ll “• sein Gebrüll wird einst die ganze Welt erfüllen.“
• Vom Schwaben Albertus Magnus über seinen Schüler Thomas von Aquin:
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?
Handschrift „Thomas von Aquin“1225 ‐1274
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?AlmagestAlmagest
Μεγαλη ΣυνταξισΠτολημαιοσ
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?
D H ili “ P l ä i Ul MüDer „Heilige“ Ptolomäus im Ulmer Münster und „König“ der Astronomen
Im Mittelalter
Al tAlmagest;
Megalh sunJesiV Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?Sonnensystem vermessen?
Der König der Astronomen
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?
Das mittelalterliche Ranking der Wissenschaften:Theologia, Physica(Aristoteles), Ethica(Seneca). Musica(Pythagoras),
Geometria(Euklid), Astronomia(Ptolemäus), Logica(Aristoteles),Rhetorica(Cicero).
Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?
Kopernikus +1543Kopernikus +1543Heliozentrisches System
Synthese von Aristarch und Ptolemaios. Verwendet
aber das platonische Dogma der Kreisbahnen.Amand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?
J K l di i TübiJ. Kepler studierte in Tübingenbei Mästlin
Bricht als Erster mit dem Platonischen Dogma der idealen
KreisbahnAmand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?
Newton (Principia 1687)
Anfang der modernen Physik
und AstrophysikAmand Fäßler
Wie haben die Griechen das Sonnensystem vermessen?y
Apollo 14 (1971)
Erst unsere Zeit war es vorbehalten zu bweisenvorbehalten zu bweisen, was Aristarch 220 vor Christus vermutete, dass der Mond erdartig ist.
Amand Fäßler
H tHeute: Weder Erde noch Sonne im Zentrum des Universums
Kosmologisches Prinzip:Kosmologisches Prinzip:
Wir befinden uns an keiner ausgezeichneten Position
des Universums.
Ende 1. Kapitel