Astronomische Probleme und ihre physikalischen Grundlagen: by Hans-Gerd Schäfer

By Hans-Gerd Schäfer

Astronomie ist nicht nur die iilteste Wissenschaft, sie ist auch eine der faszinierendsten Wissenschaften. Physik ist eine sehr alte Wissenschaft, wenn in friiher Zeit auch nicht immer die Methoden benutzt wurden, die wir heute als wissenschaftlich bezeichnen. Mindestens seit der Entdeckung des Gravitationsgesetzes sind Astronomie und Physik unlosbar mit einander verbunden. Astrophysik ist heute das umfangreichste Teilgebiet der Astronomie. Das zeigt schon ein kurzer Blick in ein Lehrbuch der Astronomie oder ein umfangreicheres Tabellenwerk. Es gibt heute wohl kanm ein Gebiet der Physik, das nicht unmittelbaren oder mittelbaren EinfluB auf die astrunomische Forschung hat. Die Astronomie "bedankt" sich dafm durch Anregungen und die Klarung vieler Fragen, die in irdischen Laboratorien nicht bearbeitet werden konnen. Nur skizzenhaft sollen einige Querverbindungen zwischen Astronomie und Physik aufge zeigt werden. 1800 entdeckte W. Herschel den infraroten Teil des Spektrums, als er mit einem Thermo meter das Sonnenspektrum und die angrenzenden Bereiche untersuchte. 1859 schufen Bunsen und Kirchhoff die Grundlagen der Spektralanalyse, ohne die die Astronomie im wesentlichenPositionsastronomie geblieLen ware. Die Fotografie, die bald nach ihrer Er findung in die astronomische Forschung eingeftihrt wurde, dient der gesamten Astronomie, additionally sowohl der Astrometrie als auch der Astrophysik. quick jede neue Entdeckung in der Physik wirkt sich in irgendeiner Weise auf die astronomische Forschung aus und sei es auch nur bei der Verbesserung der Gerate und MeBmethoden.

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Kepler-Gesetz in der urspriinglichen Fassung zwischen dem mittleren Abstand und der mittleren Bahngeschwindigkeit zweier Planeten? Bestimmen Sie die in dieser Beziehung auftretende Konstante fUr das Sonnensystem! 4. Wie gro~ ist die Fallbeschleunigung an der Oberflache der Sonne und der Planeten? Wie gro~ ist sie auf dem Mond? Wie gro~ ist sie an der Oberflache eines we~en Zwerges und eines Neutronensterns, wenn beide Sonnenmasse besitzen? Der Radius des we~en Zwerges sei gleich dem Erdradius, der des Neutronensterns gleich 10 km.

Stellen Sie die Ergebnisse graphisch dar! 19: Werte fUr den anfanglichen Zustand der Sonne. m =m0 .!.. 20: Werte fUr den gegenwiirtigen Zustand der Sonne. m =m0 .!.. £ 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 mr m 0,000 0,010 0,069 0,196 0,373 0,565 0,736 0,860 0,951 0,991 1,000 R 4. Die Milchstra~e (Galaxis) besteht im wesentlichen aus Stemen und Gas. 23 gibt einen Oberblick tiber die mittlere Dichte in der galaktischen Ebene in Abhiingigkeit von dem Abstand r vom Zentrum. Geben Sie eine graphische Darstellung des Dichteabfalls!

Aus dieser Tatsache kann man schon rein qualitativ eine interessante Folgerung ableiten. 18 die Verh1i1tnisse wieder. Der Mond braucht llinger flir einen Umlauf urn die Erde als die Erde fUr eine Rotation. Der Mond bleibt also hinter den Flutbergen zuruck. Die in den Flutbergen enthaltenen Massen mt und m2 wirken auf den Mond: mt beschleunigend, m2 verzogernd. Die Wirkung von mt ist gro~er, da der Abstand kleiner ist. Die Bahngeschwindigkeit des Mondes wachst also. Dadurch wachst auch sein Abstand von der Erde.

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