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Kosmologie - Astronomie
Kleine Einführung
in die
Astronomie 1
Kosmologie 1
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Kleine Einführung in die Astronomie
- Kleine Einführung 1Kleine Einführung 2 -
  - Kleine Einführung 3  - Kleine Einführung 4  - 
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KinkelZyklentheorie1Symbol of KinkelCyclesTheoryKinkelZyklentheorie2Symbol of KinkelCyclesTheoryKinkelZyklentheorie2Symbol of KinkelCyclesTheory
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Adlernebel
 

Einführung in Astronomie

Planetensysteme  Sonnensysteme
Wenn es um die Frage geht, ob es neben unserem noch andere Sonnen- systeme gibt - so gilt: 
Ja, es gibt neben unserem noch Tausende anderer bewiesener Sonnensysteme - aber alle sind ohne um sie kreisende Planeten. Die Rede ist nur von Doppel- und Mehrfachsternensystemen ohne sie umkreisende Planeten. 
Bei Planetensystemen ist keine Sonne (Stern) vorhanden.

Im gesamten bekannten Universum ist nur eine Sonne mit Planeten bewiesen.
Es gibt keine weiteren Systeme mit Sonne (oder Sonnen) und Planeten, die bewiesen wurden. Nur um unsere Sonne ziehen Planeten ihre Bahnen. Von gefundendenen anderen Planeten, auf denen Leben mäglich wäre, kann überhaut nicht gesprochen werden. Dies ist praktisch in der Bevölkerung unbekannt, es wird vermutet, dass dies geheimgehalten wird. Jedes mal, wenn von Sonnensystemen die Rede ist, sind nur Sternsysteme (oder Doppelsonnensysteme) ohne umkreisende Planeten gemeint.
Siehe auch Sonnensystem

 
 

Doppelsonne
Doppelsonne Albireo
(Foto: Marcel Klein, VSW Hagen)

DOPPELSONNE = Doppelstern 

Hierbei umkreisen zwei oder mehrere Sonnen einander. Insofern ist der Begriff „Sonnensystem“ richtig, jedoch sind keine Planeten vorhanden, die ihre Bahnen um die Zentralsonne(n) ziehen. Sind nur Planeten im System vorhanden und keine Sonne(n) dabei, dann ist der Begriff "Planetensystem“ anstelle von „Sonnensystem“ richtig.

Astrofoto
Oftmals wird in der Literatur von „Sonnensystemen“ gesprochen, wenn eigentlich „Planetensysteme“ gemeint sind. In einem Sonnensystem steht natürlich immer eine Sonne als Zentralstern.
 
 

Der Begriff Stern ist in der Astronomie für fremde Sonnen reserviert.
Er wird nicht für Planeten verwendet. Die weißen Punkte am Sternenhimmel sind Sonnen, also Sterne die eine eigene Strahlungskraft besitzen. Es sind keine Planeten. http://www.astronomie.de/sonnensystem/index.htm
 
 

Wie groß sind die größten Sterne im Universum?
Wahrscheinlich mehrere Tausend Mal den Durchmesser unserer Sonne.
Beteigeuze beispielsweise hat etwa so einen Durchmesser.
 
 

Warum befindet sich die Erde in Tagesrotation?
Das weiß niemand genau. Es wird angenommen, dass es noch vom Urknall herkommt. Das Ausgangsmaterial befand sich auch in Drehung.
 
 

Gibt es Gravitationswellen?
Die Existenz von Gravitationswellen folgt aus Einsteins allgemeiner
Relativitätstheorie. Bisher wurden diese noch nicht nachgewiesen. 
Gravitationswellen verursachen eine Verzerrung des Raums.
 
 
 

Wann stehen alle Planeten in unserem 
Sonnensystems nahe beieinander?

- Am nächsten standen sich die Planeten am 11. April 1128  - 
      sie waren in einen Sektor von nur 40 Grad. 
- am 1. Februar 949 standen sie in einen Sektor mit einem Winkel von 80 Grad.  - am 6. Mai 2492 werden sie in einen Sektor von 90 Grad stehen.
- 20.4.2002 bis 4.5.2002 - In Konjunktion stehen die Planeten:  Venus, 
       Mars, Jupiter und Saturn. In Opposition dazu steht Terra (Erde) - also auf 
       der anderen Seite der Sonne. In etwa 20 Jahren wird es dieselbe
       Konstellation geben.Alle sind mit bloßem Auge sichtbar. Natürlich nur 
       nachts bei freier Sicht.

In einer Linie standen sie wohl noch nie und werden sie auch nicht stehen; dies könnte das Ende der Erde bzw. des Sonnensystems bedeuten. Das Gleichgewicht im System wäre entscheidend gestört.
 
 


Grundlegendes zur Galaxie.

Unsere Galaxie - die Milchstraße - besteht aus etwa 10 Milliarden Sternen und ist eine Spiralgalaxie. Sie hat einen Durchmesser von ungefähr hunderttausend Lichtjahren. Unsere Sonne befindet sich weit weg vom Zentrum der Galaxis und umrundet das Zentrum mit 220km/s (fast 800.000 Stundenkilometern) auf einer nahezu kreisförmigen Bahn. Das Licht vom Zentrum der Milchstraße braucht etwa 25000 Jahre, um zu uns zu gelangen. Zum Vergleich: das Licht benötigt nur etwa 8 Minuten von der Sonne zur Erde. Andere Galaxientypen sind Elliptische Galaxien, S0-Galaxien, irreguläre (nur vom äusseren Aussehen her) und Zwerggalaxien. Galaxien bilden meistens Gruppen oder Haufen. Diese bilden wiederum Superhaufen, die durch große Leerräume (Voids) voneinander getrennt sind. Die Milchstraße gehört mit dem Andromedanebel, die M33-Galaxie, sowie mehr als zwei Dutzend Zwerggalaxiender der Lokalen Gruppe an. Die lokale Gruppe hat eine Ausdehnung von ungefähr 5 Millionen Lichtjahren. Sie ist Teil des Virgo-Superhaufens. Der Virgo-Galaxienhaufen befindet sich in ungefähr 50 Millionen Lichtjahren Entfernung von uns. Er enthält ungefähr hundert Elliptische, S0- und Spiralgalaxien und über tausend Zwerggalaxien. Die Gesamtzahl der Galaxien in dem von uns beobachtbaren Teil des Universums beläuft sich auf mehr als eine Billion Galaxien. Das Licht, das wir von den am weitesten entfernten Galaxien erhalten, wurde vor mehr als 12 Milliarden Jahren ausgesandt, also nur etwa 2,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall.
 


Tardoxx:

Gravitation - Anziehungskraft
Zum Verständnis muss man sich klar machen, dass nur durch das Vorhandenseins einer Masse ( eines Planeten oder Sterns ) Kräfte entstehen, die auf andere Massen wirken. Dadurch erscheinen bei uns zum Beispiel alle 76 Jahre Kometen, die allein durch diese Anziehungskraft im Erscheinungsrhytmus gehalten werden. Der Komet verschwindet dann wieder in Milliarden von Kilometern und erscheint dann wieder bei der Erde. Nur allein durch das Vorhandensein seiner Masse wird er wieder von der Sonne angezogen. Siehe Glossar Kometen Gravitation-Entstehung


Was ist eine Geodäte?
Die Geodäte unter Berücksichtigung der Anziehungskraft 

Eine Geodäte ist allgemein die kürzeste Verbindung zwischen 2 Punkten an der Erdoberfläche - dies ist eine Großkreis.
Rote Linie ist Geodaete
Bilduntertext: Wenn wir auf der Erdoberfläche vom Punkt A zum Punkt B gehen wollen, wäre der kürzeste  Weg in einer Geraden entlang der gelben Linie durch das Erdreich . Da dies nicht möglich ist, werden wir  wohl auf der roten Linie auf der Erdoberfläche zwangsweise gehen. Das wäre nun unter diesen Umständen der für uns kürzeste Weg zum Punkt B.
Der rote Weg ist die Geodäte (Großkreis) und länger als der gelbe Weg. Wir gehen aber den roten Weg und merken nicht, dass wir umgeleitet werden. Für Flugzeuge ist die rote Linie auch der kürzeste Weg von A nach B.
Siehe auch Raumkrümmung
 
 


Strahlablenkung
Der Weg des Lichtstrahl wird im Bereich einer Masse gekrümmt ( s. Bild unten Strahlablenkung).

Warum werden Lichtstrahlen auch von der Anziehungskraft von Planeten abgelenkt, obwohl Licht keine Masse besitzt?

Zum Verständnis stellen wir uns folgendes vor:
 
 
 


Die Holzkistekiste im Weltraum

Eine Kiste schwebt im schwerelosen Weltraum in der Nähe einer Sonne. In der Kiste herrscht Luftleere - also Vakuum. 
Kiste im Weltraum
 

Die Holzkiste im Weltraum wird nun von einer Rakete mit 9,81 Meter je Sekundenquadrat beschleunigt. Das ist dieselbe Erdbeschleunigung, die auf der Erde herrscht. Die Kiste besitzt ein kleines Loch an der Seitenwand, in das Licht von der Sonne einfällt.

Kiste im Weltraum
Grafik: Die Kiste im Weltraum wird von einer Rakete beschleunigt
 

 Der Strahl dringt in die Kiste durch das Loch ein und an der anderen Seitenwand der Kiste trifft er auf, bzw. tritt wieder aus der Kiste aus. Während dem Weg des Lichts von der einen Seitenwand zur anderen bewegt sich die Kiste aber durch die eigene Geschwindigkeit (hervorgerufen durch den Anschub der Rakete) weiter. Hierdurch tritt ein Versatz des Lichtstrahls auf; es ist die Differenz zwischen Maß "A" und "B". Diese Differenz ist von der Geschwindigkeit und Beschleunigung der Kiste abhängig. Das war das Vorwort - nun zu 3 getrennten Fällen:
 
 

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Fall 1:

Kiste im Weltraum-Fall1

Situation: Die Kiste wird nicht von der Rakete beschleunigt - die Kiste ist schwerelos im Weltraum. Der Lichtstrahl fällt in das Loch ein; die Kiste bewegt sich nicht, da keine Beschleunigung vorhanden ist, deshalb kommt das Licht auf der anderen Seitenwand in diesem Fall nicht versetzt an. Am Punkt "E" tritt der Strahl durch das Loch in die Kiste ein und am Punkt "F" trifft der Strahl auf der gegenüberliegenden Wand auf. Ohne Beschleunigung durch die Rakete ist das  Maß "A" und "B" gleich und der Strahl in der Kiste ist eine Gerade. 
 
 

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Fall 2:

Kiste im Weltraum-Fall2
Fall 2:
Situation: Die Kiste ist im Zustand nach der Beschleunigung durch die Rakete und treibt nun mit gleichmäßiger Geschwindigkeit dahin.
Der Lichtstrahl fällt in das Loch ein, die Kiste bewegt sich in gleichmäßiger Geschwindigkeit voran und das Licht kommt auf der anderen Seitenwand durch die Beschleunigung der Rakete in diesem Fall versetzt an. Am Punkt "E" tritt der Strahl durch das Loch in die Kiste ein und am Punkt "F" trifft der Strahl auf der gegenüberliegenden Wand auf. Diese Lichtkrümmung ist nur für einen Beobachter innerhalb der Kiste bemerkbar, nämlich nur für denjenigen, der auch der Beschleunigung der Rakete unterworfen ist. Für den Beobachter, der sich außerhalb der Kiste befindet, ist die Lichtkrümmung nicht vorhanden, da der Strahl ja einen geraden Weg beschreitet.

Kiste im Weltraum-Fall2

Der Einfall des Lichtstrahls wird subjektiv von der Kiste aus gesehen, das heißt, dass die Kiste vom Beobachter fest fixiert ist und die Bewegung der Kiste nicht wahrgenommen wird. 
Die Kiste bewegt sich zwar weiter, aber der Lichtstrahl bleibt auf seinem vorherigen Ort und bewegt sich nur in seiner Richtung. Subjektiv vom Lichtstrahl aus gesehen, beschreibt er tatsächlich auch weiterhin eine Gerade ohne Knick. Das Maß "A" ist größer als Maß "B" . Der Lichtstrahl bildet innerhalb der Kiste eine Gerade.
 

Kiste im Weltraum-Fall2
In der GRAFIK ist der Lichtstrahl fest fixiert und die Kiste bewegt sich.
Am Punkt "E" tritt der Strahl durch das Loch in die Kiste ein und am Punkt "F" trifft der Strahl auf der gegenüberliegenden Wand auf. Der Strahl hat nach wie vor seinen geraden Bahnverlauf, jedoch nicht für den Beobachter, der sich in der Kiste befindet.

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Fall 3

Kiste3 im Weltraum-Fall3
Die Holzkiste im Weltraum besitzt zwei Löcher, jeweils eines an der Vorderseite (hier tritt der Strahl ein) und Hinterseite (hier tritt der Strahl wieder aus der Kiste aus). Der Abstand der Löcher kann mit den Geschwindigkeiten der Kiste und des Lichtes ermittelt werden.

Kiste im Weltraum-Fall3
Fall 3:

Box in space-case3
Situation: Die Kiste wird ständig durch die Rakete weiter beschleunigt und fliegt mit ständig zunehmender Geschwindigkeit im Weltraum. Der Lichtstrahl fällt in das Loch rein. Die Kiste bewegt sich weiter und das Licht kommt auf der anderen Seitenwand (durch die Beschleunigung) versetzt an. Am Punkt "E" tritt der Strahl durch das Loch in die Kiste ein und am Punkt "F" tritt der Strahl in das Loch der gegenüberliegenden rechten Wand ein. Dann verlässt der Strahl die Kiste. Die Kiste bewegt sich weiter, aber der Lichtstrahl bleibt auf seiner vorherigen Bahn und bewegt sich nur in seiner Richtung. Wir sehen es nun subjektiv vom Lichtstrahl aus - dass heißt, dass wir nur den Lichtstrahl fixiert beobachten. Umgekehrt wäre, wir fixieren die Kiste ( Siehe Fall 2 ). 

Hier im Fall 3 legt der Strahl eine Hyperbel - also eine Kurve - zurück. Die ist die Folge der zusätzlichen Beschleunigung und der steigenden Geschwindigkeit. Der Beobachter außerhalb der Kiste sieht den Lichtstrahl aber tatsächlich auch weiterhin als eine Gerade ohne Knick.
Für den Beobachter innerhalb der Kiste ist das Maß "A" größer als Maß "B" . Die Lichtkrümmung (Hyperbel) ist nur für einen Beobachter innerhalb der Kiste bemerkbar, nämlich nur für denjenigen, der auch der Beschleunigung der Rakete unterworfen ist. Für den Beobachter, der sich außerhalb der Kiste befindet, ist die Lichtkrümmung nicht vorhanden, da der Strahl ja einen geraden Weg beschreitet.

Die Fälle 1 bis 3 beweisen, dass die Lichtstrahlen auch ohne tatsächliche Biegung gebogen erscheinen. Aber es gibt auch den anderen Fall, dass Sonnenstrahlen durch die Gravitation eine Ablenkung also Biegung erfahren

Die vorgenannten Möglichkeiten der scheinbaren Strahlablenkung in geometrischer Form sind vorhanden. Dieser Sachverhalt ändert aber nichts daran, dass Lichtstrahlen auch durch Schwerkraft beeinflusst werden.

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Lichtstrahlen an der Sonne
Dasselbe gilt bei Licht, dass sich in der Nähe von Sonnen oder Planeten ausbreitet. Aber auch dieser Lichtstrahl bleibt für Beobachter außerhalb des Kastens gerade. Man muss sich den Kasten entsprechend der Situation hinein denken, da nur innerhalb der Kiste die Krümmung bemerkbar ist. 

Lichtstrahlenkruemmung
Grafik: Strahlablenkung

Kiste an Sonne im Weltraum

Zur Grafik Strahlablenkung: In der Umgebung massereicher Himmelskörper wird der Raum durch die Gravitation (Anziehung) gekrümmt. Das gilt auch für Lichtstrahlen. Vom Stern am Punkt 4 werden Lichtstrahlen gesendet. Auf der Erde stehend wird der Stern gesehen. Wir meinen jedoch, dass sich der Stern am Standort 3 befindet. Doch im Bereich 2 werden die Strahlen umgelenkt und der Stern befindet sich tatsächlich am Standort 4. Das alles ist infolge der Krümmung des Raumes.

Die kürzeste Verbindung zwischen 2 Punkten im gekrümmten Raum ist die Kurve. Allein dass sich Kometen bis außerhalb des Sonnensystems bewegen um dann wieder zur Sonne zu kommen, ist ein Zeichen dafür, da auch Kometen sich auf dem kürzesten Weg (einer elliptischen Bahn) befinden.

Die Gravitation krümmt den Raum und der Raum bewegt die Materie. Krümmung heißt eigentlich, die Gerade zu einer Kurve zu biegen - nämlich zu einer Ellipse. Das ist der kürzeste Weg um eine Sonne in einem gekrümmten Raum. Diese elliptische Bahn nehmen auch die Planeten.

Bahnkrümmungen
 
 

Erdbahn

Komet
Der Komet wird durch die Anziehungskraft 
der Sonne aus der geraden Bahn
( rot gestrichelt) gelenkt
 
 
 
 

Sonnensystem
Bild von der Sonne und den Planeten

elliptischer Bahn
 Erde in elliptischer Bahn








Resümee - Lichtstrahlkrümmung (Beugung):
Sie tritt in verschiedenen Fällen auf:
1) Die Lichtstrahlkrümmung (Beugung) tritt wie in den Beispielen
mit der "Kiste im Weltraum" auf.  siehe HIER Ziel Einfuehr1.html'kiste
Aber in diesem Fall ist keine tatsächliche Beugung des Lichtstrahles vorhanden, sondern es erscheint nur so für den Beobachter in der Kiste. Für einen Beobachter außerhalb der Kiste ist der Lichtstrahl exakt gerade.
2) Durch Gravitation wird eine Lichtstrahlkrümmung (Beugung) hervorgerufen. HIER

Beides trifft zu.
 
 

Hintergrundinfos 
siehe Lichtstrahlenkrümmung    und    Sehen des Menschen1 -Teil2
Wie sieht man einen Gegenstand    gekrümmte Raumzeit gesamt
 
 

Entfernungen Distance

Einige spezielle Entfernungen:

 Erde – Sonne                                    8 Lichtminuten
 Sonne – Pluto                                    4 Lichtstunden = 0,0003 Lj
 nächster Stern: Proxima Centauri        4,1 Lichtjahre
 Zentrum Milchstraße                          30.000 Lj
 nächste Galaxie: Magellansche Wolke    160.000 Lj
 Andromeda-Galaxie                             2.200.000 Lj
 Zentrum Virgohaufen                         50.000.000 Lj
 nächster Quasar                                 500.000.000 Lj
 entferntestes Objekt                           14.000.000.000 Lj
 kosmischer Horizont (3 K-Strahlung)  15.000.000.000 Lj

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Autor: Robert Kinkel am 2002.4.4 nach Christus

Translation: Deutsch in Englisch - Tara Kinkel im Sommer 2002 nach Christus

 

 Astrofotografie DeepSky.

Hier geht es weiter

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