Astrophysik in Stichworten

• Der Steinkreis Stonhenge (jungsteinzeit) ist so gebaut, dass die aufgehende Sonne im Jahresverlauf im Innern des Steinkreises wandert.
• Ab 1609 benutzte Galileo Galilei ein Fernrohr.
• Astrophotographie erfolgte ab 1850 mit langen Belichtunszeiten. Ab Anfang des 21. Jahrhunderts ermöglichte die digitale Astrophotographie zum Beispiel die Kenntnis über 500 000 Asteroiden in unserem Planetensystem.
• Maßeinheit für astronomische Entfernungen ist 1AE=0,149 597 870 700 Gkm (G=Giga=10⁹), die Mittlere Entfernung Erde zur Sonne.
  Ein Lichtjahr ist die Strecke von s=9,46·10¹²km.
• Die Milchstraße ist eine flache Scheibe, eine Galaxie, mit geschätzten 200 Milliarden Sternen und einem schwarzen Loch in der Mitte.
  Galaxien sind flache Scheiben in Spiralstruktur.
• Das nach Edwin Hubble benannten Hubble-Teleskop entdeckte eine Galaxie, die 13,2 Lichtjahre entfern ist. Man sieht also in die früheste Vergangenheit unseres auf 13,8 Millarden alte Universum.

Die Keplerschen Gesetze

benannt nach Johannes Kepler (1571 - 1630).

• Erstes Keplersches Gesetz:
  Die Bahn eines jeden Planeten ist eine Ellipse, wobei die Sonne in einem der beiden Brennpunkte steht.
• Zweites Keplersches Gesetz:
  Die Geschwindigkeit der Planeten auf ihrer Bahnellipse variiert so, dass ein von der Sonne zum Planeten gezogener Fahrstrahl in gleichen Zeiten gleich große Flächen überstreicht.
• Drittes Keplersches Gesetz:
  Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich zueinander wie die Kuben der großen Halbachsen ihrer Bahnellipsen.

          3     3
         a     a 
          1     2
         ——— = ——
          2     2
         T     T 
          1     2
  

Das Newtonsche Gravitatsionsgesetz

Zwischen zwei Massen m un M im Abstand r wirkt die Gravitationskraft

                                          3
        M·m                        -11   m
  F = G·———           mit G=6,67·10    ————— (Gravitatationskonstante)  
   G      2                                2
        r                              kg·s 

Der Dopplereffekt Beim Schall

Der Dopplereffekt beim Lichtl

Objekte, die sich von der Erde entfernen erscheinen rotverschoben. Dabei gilt: Δλ=λ·^v/_c.

Doppelsternsysteme ...

kann man aus dem Spektum des Systems ermitteln.

Exoplaneten...

können seit den 1980-Jahren mit Hilfe genauere Messungen des Spektrums nachgewiesen werden. Man kann dies auch dadurch beobachten, dass die Helligkeit eines Sternes sich periodisch (minimal) verdunkelt.
Zur Zeit kennt man etwa 5000 Exoplaneten der Milchstraße.

Die Expansion des Universums...

zeigt sich in der Roverschiebung von Galaxien. Je weiter der Entfernungsabstand r, um so größer die durch Rotverschiebung beobachtete Geschwindigkeit v.

v=c·^Δλ/_λ=H₀·r, mit H₀=^22,8km/_s:Millionen Lichtjahre.

Die Hubble-Lemaitre-Konstante H₀ erlaubt auch die Bestimmer der Zeit t₀=13,4 Milliarden Jahre (r=0) bis zum Urknall.
Die kosmische Hintergrundstrahlung im Mikrowellenbereich, entsprechend der Strahlung eines 2,7 Kelvin strahlenden schwarzen Körper, verstärkt die Hypothese des Urknalls.