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Astronomie, Raumfahrt

In dieser Rubrik werden u.a. Informationen über die Planeten unseres Sonnensystems - zu ihrer Größe, ihrer Masse, ihren Entfernungen, der Atmosphäre, sowie den dortigen Tages- oder Jahreslängen - vorgestellt. Weiterhin sind auch Objekte außerhalb unseres Sonnensystems dargestellt, wie z.B. Galaxien, Quasare, rote Riesen, weiße Zwerge, Neutronensterne oder schwarze Löcher. Aber auch die Geschichte der Raumfahrt sowie eine Beschreibung der Raumfahrtbehörden, wie der NASA oder ESA, gehören zu den dargestellten Themen. Und natürlich findet sich hier eine, auch für den Laien, verständliche Darstellung der Entstehung unseres Universums. Auch eine wissenschaftlich korrekte, gut bebilderte und verständliche Darstellung einer Sonnen- und Mondfinsternis findet man.

Mond, Erdmond

Der Mond, der die Erde umkreist (Erdmond) ist u. a. verantwortlich für das periodische Auftreten von Ebbe und Flut. Bei seiner Rotation um die Erde, die rund einen Monat dauert, ändert er seine Phasen von Neumond über zunehmenden Mond, weiter über den Vollmond, den abnehmenden Mond  wieder bis zum Neumond.




Mondfinsternis

Um das Zustandekommen einer Mondfinsternis ausreichend verstehen zu können, sind einige Grundkenntnisse der Bahnbewegungen von Erde und Mond untereinander sowie in Bezug zur Sonne erforderlich.

 




Asteroide, Meteoriten, das Tunguskaereignis

Unter Asteroiden versteht man Himmelskörper mit Durchmessern von einigen zig Metern bis etwa 1.000 km. Sofern sie auf der Erde einschlagen, werden sie als Asteroiten bezeichnet. Größere Objekte gelten als Klein- bzw. Zwergplaneten.
Etwa 90% der Asteroiden kreisen im Asteroidengürtel zwischen dem Mars und dem Jupiter auf kepplerschen Bahnen um die Sonne. Man nimmt an, dass es sich dabei um die Überreste eines ehemaligen Planeten handelt.




Kometen

Im Gegensatz zu Asteroiden und Meteoriden bestehen Kometen praktisch nur aus extrem hartem Eis auf  und in dem sich Staub und kleine Gesteinsbrocken befinden. Sofern sie der Sonne näher kommen sind sie an ihrem langen leuchtenden Schweif oft von der Erde aus mit bloßem Auge zu erkennen.




Erdumlaufbahn, Keplersche Gesetze, Exzentrizität

Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne ist eine Ellipse. Aber diese Ellipse weicht nur wenig von einer Kreisbahn ab, da die kleine Halbachse nur um rund 40.000 km kleiner ist als die große Hauptachse, die eine mittlere Länge von rund 150.000.000 km besitzt.In der Abbildung sind die größte und kleinste Entfernung der Erde vom Sonnenmittelpunkt schematisch dargestellt.




Astronomie: Brauner Zwerg

Unter einem "Braunen Zwerg versteht man ein sehr massenreiches astronomisches Objekt, das aufgrund seiner Masse aber noch keine "richtige" Sonne ist, aber auch kein Planet mehr. Mittlerweile gelten sie neben den Sternen und Planeten als eine  eigene Objektklasse.  Ihr Name stammt übrigens daher, dass sie in der Systematik der Leuchtkraft von heißen Sternen = blau, weniger heißen Sternen = rot als sehr wenig hell leuchtend = braun eingegliedert wurden. Es sei erwähnt, dass ca. 10% der Objekte  - nicht der Masse -  in unserer Milchstraße Braune Zwerge sind.

 




Cern-Experiment, Higgs-Teilchen

Im Forschungszentrum CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) in der Schweiz finden seit einiger Zeit an dem so genannten LHC sensationelle Experimente stattfi, die unter anderem Einblicke in Zustände geben sollen, die am Beginn unseres Universums - also einer extrem kurze Zeit nach dem Urknall - vorherrschten. Außerdem sucht man nach dem Higgs-Teilchen und nach der so genannten Supersymmetrie (Susy). Am 4. Juli 2012 wurde von CERN bekanntgegeben, dass das Higgs-Teilchen gefunden wurde. Näheres zu diesem Teilchen weiter unter.
Weiterhin sollen kleinste "Schwarze Löcher" erzeugt und deren Verhalten erforscht werden.
Obwohl am 10. September 2008 mit den ersten Experimenten am Beschleuniger selbst begonnen wurde, sollten die eigentlichen Experimente erst einige Wochen danach stattfinden. Aber wegen eines schwerwiegenden Fehlers am Kühlsystem der supraleitenden Magneten musste die Maschine abgeschaltet werden. Erst am Freitag, den 20. November 2009 konnte die Maschine wieder in Betrieb genonnem werden.

 




Entfernungen in der Astronomie

In der Astronomie werden Entfernungen meist nicht in Metern (m) oder Kilometern (km), wie ansonsten üblich, angegeben, sondern in: Astronomische Einheit (AE), Parsec oder Lichtjahr.

Der Grund dafür sind die teilweise riesigen Entfernungen, in denen sich andere Sonnen, Galaxien oder andere Objekte befinden. Daher wären die Zahlen bei Angaben in m oder km viel zu groß und unhandlich.

 




Galaxien, Supernova, Pulsare und schwarze Löcher

Unser All besteht etwa seit rund 13,8 Milliarden Jahren und ist bei dem so genannten Urknall - entstanden. Nur ca. 5% der Materie des Alls besteht aus bekannter Materie bzw. Strahlung. Der Rest setzt sich aus ca. 68% "dunkler Energie" und 27% "dunkler Materie" zusammen. Bis heute weiß man nicht genau, woraus die dunkle Energie und dunkle Materie eigentlich besteht. Die dunkle Energie wirkt der Schwerkraft entgegen, sodass sich das All mit zunehmender Geschwindigkeit immer weiter ausdehnt - wahrscheinlich bis zu einem big rip, dem großen Riss
Unter einer Galaxie versteht man die "riesigen" Ansammlungen von Sternen, Gasnebeln und Staubwolken. Die Galaxie, in der sich unser Sonnensystem befindet ist die Milchstraße.

 




Gammastrahlenblitz, Gammablitze

Gammastrahlenblitze - kurz Gammablitze (Gamma Ray Bursts) - sind  Energieausbrüche im Universum von relativ kurzer Dauer und von riesigen Ausmaßen, bei denen große Mengen an Gammastrahlung und Röntgenstrahlung freigesetzt wird. Ihre Dauer reicht von Sekunden und Bruchteilen davon bis zu einigen Minuten. Derartige Gammastrahlenblitze sind die energiereichsten Ereignisse im Kosmos überhaupt. Jeden Tag kann im Mittel auf der Erde ein derartiges Ereignis gemessen werden - meist aus riesigen Entfernungen und daher hier nur mit einer extrem geringen Energie bzw. Intensität.

 




Geschichte der Raumfahrt

Eines der spektakulärsten Ereignisse der Raumfahrt fand am 21. Juli 1969 - und zwar um 03:56 MEZ (Mittel Europäische Zeit) statt.
Zu diesem Zeitpunkt betrat der US-amerikanische Astronaut Neil A. Armstrong 1930-2012) als erster Mensch den Mond.

 




Gravitation, Kraft, Newton

Unter der Gravitation bzw. der Gravitationskraft versteht man die gegenseitige Anziehungskraft von Massen, wobei größere Massen eine größere Gravitationskraft besitzen als kleinere. Dementsprechend ziehen sich auch Gestirne wie die Sonne, die Planeten oder die Monde untereinander an und üben diese Kraft auch auf andere Körper aus, die sich in ihrem Einflussbereich befinden. Diese Anziehungskraft ist völlig unabhängig von elektrischen, magnetischen oder sonstigen Kräften. Bei sehr großen Massen wie in der Astrophysik des Alls ist sie die entscheidende Kraft, die z.B. zur Entstehung von Sonnen und Planten führt.

 




Gravitationswellen, Schwerkraftwellen

Der klassischen Physik zufolge können sich nur Materie und elektromagnetische Wellen im "leeren" Weltraum ausbreiten. Diese Wellen sind z.B. Funkwellen, Wärmestrahlung, Licht, UV-Strahlung oder Röntgen- und Gammastrahlung.

Aber nach Einstein`s "Allgemeiner Relativitätstheorie" von 1915 bildet der Weltraum ein so genanntes Raumzeit- Kontinuum, das durch die Anwesenheit von Massen (z.B. Gestirne) verändert wird - es entsteht dort eine Art Delle.

Sofern aber sich Massen bewegen, z.B. schwingen oder um sich selbst oder eine andere Masse rotieren und sich damit derartige Dellen zeitlich verändern, entstehen Gravitationswellen - eine Art von Vibrationen - die sich im Raum ausbreiten können.
Die Gravitationswellen werden auch als Schwerkraftwellen bezeichnet. Diese Wellen bewegen sich, wie die elektromagnetischen Wellen, mit Lichtgeschwindigkeit im Raum fort.
Diese seinerzeit rein theoretischen Erkenntnisse von Einstein stammen bereits aus dem Jahr 1916.




Kleine Historie der Astronomie

Die Sterne am nächtlichen Himmel, die Sonne am Tag als Lebensspender und der ständig seine Form ändernde Mond faszinierte und beschäftigte die Menschen von Anfang an. Aber sie wurden oft auch durch Himmelserscheinungen wie Sonnen- oder Mondfinsternisse zutiefst geängstigt. Diese galten oft als Vorboten kommenden Unheils.

 




NASA und ESA

Die NASA (National Aeronautics and Space Administration) ist eine zivile Behörde der USA für die Luft- und Raumfahrt. Die NASA war und ist federführend bei nahezu allen Projekten, die in irgendeiner Weise mit der Raumfahrt zu tun haben. Die ESA (European Space Agency) ist die Raumfahrtbehörde Europas und das Gegenstück zur NASA der USA.

 




Sonnenfinsternis

Unter einer Sonnenfinsternis versteht man die Himmelserscheinung, bei der die Erde durch den Schatten des Mondes wandert, so dass die Sonne durch den Mond ganz oder teilweise verdeckt und damit verdunkelt wird. Je nachdem, ob die Sonne vollständig oder nur teilweise abgedeckt wird, unterscheidet man eine totale Sonnenfinsternis, eine partielle Sonnenfinsternis sowie eine ringförmige Sonnenfinsternis.

 




Sternschnuppen

Sternschnuppen sind kleinste kosmische Körper in der Größe unter einem Millimeter bis zu einigen Zentimetern, die in der Atmosphäre der Erde -  für einen  Beobachter auf der Erde sichtbar - am Himmel verglühen. Sie gehören zu den Meteoroiden.

 




Sonnenhöchststände

Immer wieder fragen sich Menschen, die z.B. in die Nähe der Polarkreise oder von der Nordhalbkugel in Länder auf der Südhalbkugel reisen, wieso die Sonne nicht untergeht, nicht über den Horizont kommt oder plötzlich mittags im Norden steht. Weiterhin interessiert es viele Menschen, wie hoch die Sonne in einem bestimmten Land z.B. im Hochsommer oder im Winter zur Mittagszeit maximal stehen kann. Derartige Fragen sollen im Folgenden beantwortet werden.




Urknall

Den Beginn des Alls vor rund 13,8 Milliarden Jahren - und damit unserer heutigen materiellen Welt darf man sich nicht als eine Art Explosion in einem bereits bestehenden Raum vorgestellen. Der derzeitigen Vorstellung nach gab es vor dem Urknall weder Raum, Zeit noch Materie. All das wurde im Moment des Urknalls, gleichsam als Schöpfungsakt, neu geschaffen. Die Materie bzw. Energie entstand daher nach heutiger Auffassung aus dem "Nichts". Die Frage nach der Entstehung des Alls hat damit die gleiche philosophische, religiöse und weltanschauliche Brisanz wie die Frage nach der Entstehung und dem Sinn des Lebens bzw. nach der Existenz von Gott.




Venustransit

Von den acht Planeten befinden sich der Merkur und die Venus auf Bahnen um die Sonne, die näher an der Sonne näher liegen als die Erdbahn. Man nennt sie daher die "Inneren Planeten". Dagegen verlaufen die Bahnen von Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun weiter von der Sonne entfernt als die Erdbahn. Daher werden sie auch als "Äußere Planeten" bezeichnet. Es ist deswegen unmittelbar einsichtig, dass sich nur die beiden "Inneren Planeten" zwischen die Erde und die Sonne schieben können.




Jahr, Jahreszeiten, Schaltjahr

Unter einem Jahr versteht man die Zeit, die die Erde benötigt, um auf ihrer Bahn um die Sonne von einem bestimmten Ort wieder wieder genau dorthin zu gelangen. Aufgrund dieses Umlaufs um die Sonne gibt es auf der Erde vier Jahreszeiten.
Von den Jahreszeiten ist stets der Sommer die längste Jahreszeit, da mit dem Juli und August  zwei aufeinander folgende Monate 31 Tage besitzen. Das ist zwar auch im Dezember und Januar der Fall, was aber durch den Februar mit 28 Tagen - alle 4 Jahre 29 Tage - nicht  wettgemacht wird.




Monat

Die Ursprünge für die Einteilung des Jahres in 12 Monate liegen in Babylon, wo man vor ca. 3.500 Jahren begonnen hatte, den Himmel in 12 Sektoren einzuteilen und und in den einzelnen Sektoren begann, die hellsten Sterne zu Sternenbildern zusammen zu fassen. Diese Sternenbilder waren und sind bekanntlich eng mit den Jahreszeiten und den 12 Monaten verbunden.

 




Tag, Stunde, Minute und Sekunde

Der Tag ist eine Maßeinheit der Zeit. Das Einheitenzeichen des Tages ist ein kleines "d" - vom lat. Wort dies. Nach dem Internationelen Einheitensystem (SI-System) ist ein Tag die Zeitspanne von 84.000 Sekunden. 
Aber es gibt leider nicht einfach den Tag, sondern eine ganze Reihe verschiedener Arten von Tagen:




Zeitumstellung

Die GMT (Greenwich Mean Time) ist die Uhrzeit z.B. in Großbritannien und gilt exakt am Nullmeridian (000°) in Greenwich bei London. Diese Uhrzeit ist die gesetzliche Uhrzeit zwischen dem 7,5. westlichen Längengrad (007° 30` W) und dem 7,5. östlichen Längengrad (007° 30` O)
Da im Prinzip jeder Längengrad seine eigene Uhrzeit besitzt, wurden jeweils 15 Längengrade zu einer Uhrzeit zusammengefasst, wobei davon abgewichen wird, um in einem Land nicht mehrere Uhrzeiten zu haben.Auch in Europa gilt die Einteilung nicht genau.
Die Mitteleuropäische Zeit (MEZ) gilt exakt am 15. östlichen Längengrad. Sie ist die gestzliche Zeit zwischen dem  7,5. östlichen Längengrad und dem 22,5. östlichen Längengrad. (022° 30`O) usw.
Das führt dann zwischen den verschiedenen Ländern in der Regel zu ganzzahligen Zeitunterschieden. So beträgt beispielsweise der Zeitunterschied zwischen Berlin (MEZ) und Lima in Peru 7 Stunden und der zu NEW York Sunden.
Allerdings gibt es davon Ausnahmen, so z.B. in Indien, was zu Zeitunterschieden von Stunden und halben Stunden führt. So beträgt der Zeitunterschied zwischen Berlin (MEZ) und Neu Dehli beispielsweise 4,5 Stunden (4 h 30 Min.)
Das wiederum gilt nicht für große Länder, wie z.B. Russland, das über 11 verschiedene Zeitzohnen verfügt.