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Das Universum: Vom Mond bis zu den fernsten Galaxien Pädagogische Hochschule, Feldkirch

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Das Universum: Vom Mond bis zu den fernsten Galaxien Pädagogische Hochschule, Feldkirch Robert Seeberger. Das Universum: Vom Mond bis zu den fernsten Galaxien.

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Presentation Transcript
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Das Universum:

Vom Mond bis zu

den fernsten Galaxien

Pädagogische Hochschule, Feldkirch

Robert Seeberger

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Das Universum:

Vom Mond bis zu den fernsten Galaxien

  • Do. 9.10.: Orientierung am Nachthimmel; Sonnen- projektionsgerät „Solarscope“; Kurze Geschichte der Astronomie; Unser Sonnensystem
  • Do. 16.10.: Struktur der Milchstraße;
  • Die Welt der Galaxien;
  • Kosmologie – die Lehre von der Entstehung des Universums
  • Dritter Termin: Mondbeobachtung durch ein Fernrohr
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Die Milchstraße – eine Galaxie

Der Durchmesser unser Galaxie (Milchstraße) beträgt rund 100.000 Lj.

Besteht aus:

100 Mrd. Sternen

Gas, Staub,

Dunkler Materie

KOSMOS Himmelsjahr

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Sterntypen und Sternentwicklung

Das Hertzsprung-Russel Diagramm:

Anfang 20. Jhdt.

-Absolute Helligkeit

(in 10 Pc = 32.6 Lj. Entf.

-Spektraltyp

KOSMOS Himmelsjahr

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Riesen und Zwerge

Neutronenstern: 15-20 km

Weißer Zwerg: einige 1000 bis 10.000 km

Größte Sterne: 1600 Mal größer als Sonne

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Neutronensterne mit Riesenmassen

Bleibt bei einem Sternzusammenbruch bei einer Supernova noch rund 1,5 Sonnenmassen übrig, so kollabiert der Stern zu einem Neutronenstern.

Die Elektronen der Atomhülle werden dann in den Kern gedrückt, wo sie sich mit den Protonen zu Neutronen umwandeln.

Damit entsteht eine dichte Neutronenpackung.

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Neutronensterne mit Riesenmassen

Der Durchmesser beträgt rund 20 km und der Neutronenstern rotiert etwa 30 mal pro Sekunde.

Ein Würfel von 1 mm³ besitzt die Masse von 100.000 Tonnen. Das entspricht etwa 14.000 Elefanten.

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Entstehung eines schwarzen Loches

Bleibt bei dem Sternzusammenbruch bei einer Supernova noch mehr Masse übrig (über 2,5 Sonnen-massen), so kollabiert der Stern sogar zu einem schwarzen Loch

Hier fällt sogar das Licht wieder zurück!

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Galaxien: Die große Debatte 1920

Wie groß ist die Milchstraße?

Charles Messier: 18. Jhdt. über 100 Nebel

Harlow Shapley: Milchstraße 300.000 Lj groß.

Sonne nicht im Zentrum; (anstatt 20.000 Lj);

Spiralnebel in Milchstraße z.B. M31 Andromedanebel

1885 Stern in M31 (SN)

Herschels Vorstellung der Milchstraße 1785

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Die große Debatte 1920

Wie groß ist die Milchstraße?

Heber Curtis, Lick Observatory:

Kleine Milchstraße

Sonne im Zentrum

Spiralnebel jenseits der Milchstraße

Beide hatten Recht und Unrecht

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Das Königreich der Nebel

Edwin Hubble:

1929 Alle Galaxien entfernen sich von uns

Je schneller je weiter sie weg sind

1889 -1953

Mount Wilson 2,5 m Teleskop

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Das Königreich der Nebel

  • Fraunhoferlinien
  • Dopplereffekt
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Das Königreich der Nebel

Henrietta Leavitt 1912

Veränderliche Sterne: Cepheiden

Periode-Leuchtkraftbeziehung 

Entfernungsmessung

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Klassifikation von Galaxien

Stimmgabel-Schema nach Edwin Hubble

Und irreguläre Galaxien

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Klassifikation von Galaxien

Elliptische Galaxien

cD Galaxien: Elliptische Riesengalaxien

3 Mio. Lj groß; 1 Billion Sterne

dE Elliptische Zwerggalaxien

3000 bis 30.000 Lj.

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Klassifikation von Galaxien

Irreguläre Galaxien z.B. die Magellanschen Wolken

Wechselwirkende

Galaxien: Whirlpool

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Struktur des Universums

Haufen

Superhaufen, Filamente

Leerräume

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Zone of avoidance

Galaxien hinter der Milchstraßen

ebene

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Gigantische Strukturen

  • Großer Attraktor: 10 Billiarden Sonnenmassen; Zone of avoidance; Südhimmel
  • Große Mauer: Richtung Jungfrau: 200 x 500 x 15 Mio. Lj
  • „Loch im Universum“: Richung Eridanus: 6 Mrd. Lj. entfernt; 1 Mrd. Lj Durchmesser, vor Kurzem entdeckt.
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Dunkle Materie

  • Galaxien, Sterne, Gas….
  • 4% der Gesamtmasse des Universums: der Rest unsichtbar
  • Neutrinos, WIMPS, MACHOS, …???
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Die Entstehung des Universums

  • Urknall, das Standardmodell
  • Heißer Beginn, kühlt ab, wird größer
  • Vor 13,6 Mrd. Jahren
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Die Flucht der Galaxien

  • Hubble: 500km/s/Mpc
  • Universum 2 Mrd. Jahre alt.

Hubblekonstante: 50 bis 100 km/s/Mpc

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Kosmische Hintergrundstrahlung

Arno Penzias

Robert Wilson

1965 Entdeckung der

Hintergrundstrahlung

1978 Nobelpreis

Gleich viel Strahlung aus allen Richtungen;

Entspricht einer Temperatur von 2,74 Kelvin

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Kosmische Hintergrundstrahlung

WMAP: Wilkinson

Microwave Anisotropy

Probe

Echo des Urknalls; 300.000 Jahre danach; Rekombinationsära

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Entstehung der chemischen Elemente

Primordiale Nukleosynthese:

Nach dem Urknall: 75% Wasserstoff, 25% Helium

3 Minuten, danach zu kühl

Geringer Teil des Heliums in Sternen erzeugt

Schwere Elemente in SN-Explosionen