26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 1
Vorlesung 1:
Roter Faden:
1.Ausblick 2.Literatur3.Bahnbrecher der Kosmologie
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 2
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 3
Wahlpflichtfach - Prüfung HauptdiplomAstroteilchenphysik und Kosmologie
Vorlesung Einführung in die Kosmologie de Boer 2 SWS
Fr 11:30 – 13:00 kl. HS A
Übungen de Boer, Iris Gebauer 1 SWS
Di 14:00 - 15:30 Seminarraum 8.2
Vorlesung Einführung in die Astroteilchenphysik Drexlin, Bornschein 2 SWS
Do 8:00 – 9:30 kl. HS B
Übungen Drexlin, Bornschein 1 SWS
Di 14:00 - 15:30 Seminarraum 3/16 SWS
Übungen auf: http://www-ekp.physik.uni-karlsruhe.de/~gebauer/
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 4
Literatur
1. Vorlesungs-Skript: http://www-ekp.physik.uni-karlsruhe.de/~deboer/
2. Matts Roos: An Introduction to Cosmology Wiley, 3th Edition, 2004
3. Lars Bergström and Ariel Goobar: An Introduction to Cosmology Springer, 2nd Edition, 2004
4. Bernstein: An Introduction to Cosmology Prentice Hall, 1995
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 5
Literatur
Weitere Bücher:
Weigert + Wendker, Astronomie und Astrophysik
Populäre Bücher:Silk: A short history of the universeWeinberg: Die ersten drei MinutenHawking: A brief History of TimeFang and Li: Creation of the UniverseParker: Creation Vindication of the Big BangLedermann und Schramm: Vom Quark zum Kosmos
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 6
Literatur
Bibel der Kosmologie:
Börner: The early UniverseKolb and Turner: The early UniverseGönner: Einführung in die Kosmologie
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 7
Bahnbrecher der Kosmologie
Griechen: Bewegung der HimmelskörperKopernikus: Sonne im MittelpunktGalilei: Gravitation unabh. von MasseBrahe: Messungen der Bewegungen von SternenKepler: Keplersche Gesetze (Bahnen elliptisch!)Newton: GravitationsgesetzHalley: Vorhersage des Halley Kometen Einstein:RelativitätstheorieHubble: Expansion des Universums Urknall
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 8
AristotelesErkannte:Mondphasen enstehendurch Umlauf des Mondesum die Erde! (*384 v. Chr.)
Erkannte:Sonnenfinsternis bedeutetdaß Mond näher an derErde ist als die Sonne.
Erkannte:Mondfinsternis bedeutetdaß die Erde rund ist.
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 9
Erde dreht sich um ihre Achse
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 10
Kopernikus (geb. 1474)
Sonne statt Erde im Mittelpunkt (wurde von Aristotelesverworfen, weil es keine Parallaxe gab (damals nicht messbar))Kopernikus konnte hiermit retrograde Bewegungen erklären.
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 11
Ptolemäisches Modell
Ptolemäis nahm an dass Planeten und Sonne um die Erde drehtenauf zwei Kugelschalen: große Kugel (Deferent) und kleine Kugel(Epizikel). Damit konnte er erklären warum Jupiter sich von Zeitzu Zeit rückwerts bewegte (retrograde Bewegung)
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 12
Brahe (geb. 1548)
Brahe mißt 30 Jahre Position von Sternen und PlanetenVerwirft wie Aristoteles heliozentrisches Modell, weil erkeine Parallaxe beobachten konnte und sich nicht vorstellenkonnte dass, wenn die Sterne so weit entfernt wären, sie nochsichtbar wären.
rd/2
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 13
Kepler (geb. 1571)
Kepler konnte Brahes Daten nur erklären, wenn Bahnen nichtdie von jedem erwartete Kreissymmetrie aufwiesen UNDauch noch die Sonne statt die Erde umkreisten!!!!!!!!!!!!!!!Elliptische Bahnen -> Keplersche Gesetze.
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 14
Galilei (geb. 1564)
Erdbeschleunigung universell und unabhängig von Masse
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 15
Newton (geb. 1642)
Newton entdeckte, dass alle Bewegungenim Universum durch die Gravitationbestimmt sind -> Newtonsche Gesetze.
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 16
Rotationskurven
V 1 / r Flat rotation curves evidencefor dark matter!
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 17
Halley (geb. 1642)
Halley sagte Periode von 75 J für seinen Kometen vorher!Wurde tatsächlich beobachtet und damit wurdenNewtonsche Gesetze weiter bestätigt.
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 18
Einstein (geb. 1879)
Allgemeine Relativitätstheorie: Gravitation krümmt den Raum.Licht und Planeten folgenRaumkrümmung! Sonnenfinsternisin 1919 brachten Beweis durchVerschiebung der Sternpositionen.
Bei hoher Dichte kannRaum so stark gekrümmtsein, dass Licht nicht entkom-men kann Schwarzes Loch!
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 19
Hubble (geb. 1879)
Hubble entdeckte dass sogenannte Nebel auch variable Sternebeinhalteten. Schlussfolgerung: Dies sind Galaxien.Er entdeckte, dass die meisten Galaxien eine Rotverschiebungaufwiesen, die mit dem Abstand d zunahm: HHubblesches Gesetz: v=Hd.Richtige Erklärung: es gab am Anfang einen Urknall. (und es gabeinen Anfang!!!!)
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 20
Hubblesches Gesetz: v=Hd
Analogie: Rosinen im Brotsind wie Galaxien im Universum.Auch hier relative Geschwindigk.der Rosinen Abstand beider Expansion des Teiches,d.h. v=Hd.
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 21
Universum ist homogen und isotrop auf großen Skalen
homogen,nicht isotrop
nicht homogen, isotrop
Dichte beigroßen znimmt ab,weil vieleGalaxiennicht mehrsichtbar.
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 22
Die kritische Energie nach Newton
DimensionsloseDichteparameter:
M mv
26. Oktober 2007 Kosmologie, WS 07/08, Prof. W. de Boer 23
Zum Mitnehmen:1. Gravitation bestimmt Geschehen im Weltall
2. Auch Licht empfindet Gravitation, die bei einem schwarzen Loch so stark ist, dass Licht nicht die Fluchtgeschwindigkeit erreicht.
3. Hubblesches Gesetz: v=HD v aus Rotverschiebung D aus Entfernungsleiter H = Expansionsrate = v/D = h 100 km/s/Mpc h = 0.71+-0.03 = Hubblekonstante in Einheiten von 100 km/s/Mpc