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Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Vorbemerkungen 1 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Prof. Dr. Matthias Steinmetz Astrophysikalisches.

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1 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Vorbemerkungen 1 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Prof. Dr. Matthias Steinmetz Astrophysikalisches Institut Potsdam (AIP) Web: Tel: Fax: Dr. Alexander Knebe Astrophysikalisches Institut Potsdam (AIP) Web: Tel: Prof. Dr. Matthias Steinmetz Astrophysikalisches Institut Potsdam (AIP) Web: Tel: Fax: Dr. Alexander Knebe Astrophysikalisches Institut Potsdam (AIP) Web: Tel:

2 2 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Vorbemerkungen Zeiten und Termine Vorlesung: donnerstags, 15:15-16:45 Erste Vorlesung: Letzte Vorlesung: Raum Übungen: freitags, 08:00-08:45 Erste Übung: (Vorbesprechung) Letzte Übung: Raum Assistenten: Franziska Koeckert Aniket Sule Vorlesung: donnerstags, 15:15-16:45 Erste Vorlesung: Letzte Vorlesung: Raum Übungen: freitags, 08:00-08:45 Erste Übung: (Vorbesprechung) Letzte Übung: Raum Assistenten: Franziska Koeckert Aniket Sule

3 3 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Vorbemerkungen

4 4 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Vorbemerkungen Übungen und Scheine Übungsblätter: Ausgabe: in der Vorlesung (20.10., etc.) Abgabe: in der Vorlesung(27.10., etc.) Besprechung und Rückgabe: in den Übungen Scheinvergabe Erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (50%) Maximal 2 Personen pro Übungsblatt Übungsblattabgabe impliziert die Bereitschaft, die Aufgabe in der Übung vorzurechnen Übungsblätter: Ausgabe: in der Vorlesung (20.10., etc.) Abgabe: in der Vorlesung(27.10., etc.) Besprechung und Rückgabe: in den Übungen Scheinvergabe Erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (50%) Maximal 2 Personen pro Übungsblatt Übungsblattabgabe impliziert die Bereitschaft, die Aufgabe in der Übung vorzurechnen

5 5 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Vorbemerkungen Literatur Caroll and Ostlie: An Introduction to Modern Astrophysics, Addison-Wesley, ISBN Impey and Hartmann: The Universe Revealed, Brooks/Cole, ISBN (etwas zu qualitativ) H.H.Voigt: Abriß der Astronomie, ISBN (nicht ganz up-to-date, insbesondere Extragalaktik-Kosmologie) Unsöld und Baschek: Der neue Kosmos, Springer, ISBN (Klassiker, Stärke im Bereich der Sternphysik) G.O.Abell: Exploration of the Universe, 4 th edition, ISBN (vergriffen, Klassiker, beste Darstellung der Grundlagen) A. Weigert, H. Wendker, L. Wisotzki: Astronomie und Astrophysik, Wiley-VCH, ISBN Caroll and Ostlie: An Introduction to Modern Astrophysics, Addison-Wesley, ISBN Impey and Hartmann: The Universe Revealed, Brooks/Cole, ISBN (etwas zu qualitativ) H.H.Voigt: Abriß der Astronomie, ISBN (nicht ganz up-to-date, insbesondere Extragalaktik-Kosmologie) Unsöld und Baschek: Der neue Kosmos, Springer, ISBN (Klassiker, Stärke im Bereich der Sternphysik) G.O.Abell: Exploration of the Universe, 4 th edition, ISBN (vergriffen, Klassiker, beste Darstellung der Grundlagen) A. Weigert, H. Wendker, L. Wisotzki: Astronomie und Astrophysik, Wiley-VCH, ISBN

6 6 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Vorbemerkungen Inhalt Vorlesung Teil I Astronomische Größen- ordnungen, Einheiten, Koordinatensysteme Das Erde-Mond-System Das Planetensystem Die Sonne Astronomische Beobachtungsmethoden Der Aufbau der Sterne Leben und Tod der Sterne Teil I Astronomische Größen- ordnungen, Einheiten, Koordinatensysteme Das Erde-Mond-System Das Planetensystem Die Sonne Astronomische Beobachtungsmethoden Der Aufbau der Sterne Leben und Tod der Sterne Teil II Sternentstehung und das interstellare Medium Die Milchstraße Galaxien Aktive Galaxien Galaxienhaufen und großräumige Strukturen Kosmologie Extrasolare Planeten und Leben im Universum

7 7 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Vorbemerkungen Astronomie und Astrophysik Lehre von den Vorgängen am Himmel de facto Synonyme, Trennung Astronomie/Astrophysik unscharf Historisch: Astrophysik entstand Mitte des 19ten Jahrhunderts aus der Anwendung der Spektralanalyse auf Sterne Laborphysik wird auf himmlische Objekte angewandt (Motivation für die Gründung des Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam auf dem Telegraphenberg) Astronomie war dagegen primär der Vermessung des Himmels gewidmet (e.g. Kalenderwesen) Heute oft (aber nicht allgemeingültig) Astrophysik Theorie Astronomie Beobachtung Lehre von den Vorgängen am Himmel de facto Synonyme, Trennung Astronomie/Astrophysik unscharf Historisch: Astrophysik entstand Mitte des 19ten Jahrhunderts aus der Anwendung der Spektralanalyse auf Sterne Laborphysik wird auf himmlische Objekte angewandt (Motivation für die Gründung des Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam auf dem Telegraphenberg) Astronomie war dagegen primär der Vermessung des Himmels gewidmet (e.g. Kalenderwesen) Heute oft (aber nicht allgemeingültig) Astrophysik Theorie Astronomie Beobachtung

8 8 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Vorbemerkungen Rolle und Bedeutung Astronomie/Astrophysik Praktische Nutzen Zeitmessung, Kalender, Navigation Wissenschaft und Kultur Wichtiger Teil der Grundlagenforschung: Ursprung vieler Erkenntnisse der modernen Physik Newton´sche Mechanik Lichtgeschwindigkeit (Ole Rømer) Atomphysik (Spektroskopie) und Relativitätstheorie Plasmaphysik, etc. Wichtiger Beitrag zu unserer Kultur Erkenntnis um ihrer selbst willen Weltbild: Rolle des Menschen im Kosmos Ursprung des Kosmos und des Lebens Ästhetik des Sternhimmels Praktische Nutzen Zeitmessung, Kalender, Navigation Wissenschaft und Kultur Wichtiger Teil der Grundlagenforschung: Ursprung vieler Erkenntnisse der modernen Physik Newton´sche Mechanik Lichtgeschwindigkeit (Ole Rømer) Atomphysik (Spektroskopie) und Relativitätstheorie Plasmaphysik, etc. Wichtiger Beitrag zu unserer Kultur Erkenntnis um ihrer selbst willen Weltbild: Rolle des Menschen im Kosmos Ursprung des Kosmos und des Lebens Ästhetik des Sternhimmels Öffentliches Interesse, Amateure, populärwissenschaftliche Literatur

9 9 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Vorbemerkungen Rolle und Bedeutung Astronomie/Astrophysik Technik und Wissenschaft direkter Nutzen: kaum mittelbarer Nutzen: Allgemein: Nutzen der Grundlagenforschung Technologieentwicklung (z.B. Ceranfelder, CCD) damit auch Mißbrauchsgefahr Supernovae vs Explosion von Atombomben (siehe Astrophysik-Abteilung in Los Alamos und Livermore) Erforschung der Erdmagnetosphäre vs Modelle des EMP (electromagnetic pulse) Verantwortung des Wissenschaftlers Technik und Wissenschaft direkter Nutzen: kaum mittelbarer Nutzen: Allgemein: Nutzen der Grundlagenforschung Technologieentwicklung (z.B. Ceranfelder, CCD) damit auch Mißbrauchsgefahr Supernovae vs Explosion von Atombomben (siehe Astrophysik-Abteilung in Los Alamos und Livermore) Erforschung der Erdmagnetosphäre vs Modelle des EMP (electromagnetic pulse) Verantwortung des Wissenschaftlers

10 10 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Vorbemerkungen Rolle und Bedeutung Astronomie/Astrophysik Kosten: bislang moderat – Tendenz steigend Trend zur Großforschung Satellitenmissionen (z.B. Hubble: 6 Mia Euro) ESO VLT (ca. 0.5 Mia Euro) Supercomputer (ca. 20 Mill. alle 3 Jahre) Weltweit ca aktive Wissenschaftler/innen Ökologische Belastung: gering Oft ähnliche Interesse (z.B. Reduktion der Lichtverschmutzung) Kosten: bislang moderat – Tendenz steigend Trend zur Großforschung Satellitenmissionen (z.B. Hubble: 6 Mia Euro) ESO VLT (ca. 0.5 Mia Euro) Supercomputer (ca. 20 Mill. alle 3 Jahre) Weltweit ca aktive Wissenschaftler/innen Ökologische Belastung: gering Oft ähnliche Interesse (z.B. Reduktion der Lichtverschmutzung)

11 11 Einführung in die Astronomie und Astrophysik I Vorbemerkungen Eine Karriere in Astronomie/Astrophysik Standardkarriere: Diplom Promotion Postdoc Habilitation/Juniorprof. Professur Festanstellung als wissenschaftlicher Mitarbeiter Marktanteil Weltweit: etwa 20% der Physik in Astronomie Europa: ähnlich, Deutschland: stark unterrepräsentiert (ca. 6%) Internationale Ausrichtung, Mobilität notwendig Akademische Karriere ca. 100 Professuren in Deutschland ca. 250 weitere permanente Stellen 400 Doktoranden Weitere Berufschancen Computerindustrie Optische Industrie Luft- und Raumfahrt Automobilindustrie Unternehmensberatungen Standardkarriere: Diplom Promotion Postdoc Habilitation/Juniorprof. Professur Festanstellung als wissenschaftlicher Mitarbeiter Marktanteil Weltweit: etwa 20% der Physik in Astronomie Europa: ähnlich, Deutschland: stark unterrepräsentiert (ca. 6%) Internationale Ausrichtung, Mobilität notwendig Akademische Karriere ca. 100 Professuren in Deutschland ca. 250 weitere permanente Stellen 400 Doktoranden Weitere Berufschancen Computerindustrie Optische Industrie Luft- und Raumfahrt Automobilindustrie Unternehmensberatungen


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