Auszüge vom Buch

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort

  5

Inhaltsverzeichnis

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Kapitel 1: Die Geographie des Universums

 11
Erde und Sonne 11
Winkeldiameter, Winkelabstand und Winkelmessung 13
Ellipsenbewegung 14
Erde und Mond 16
Finsternisse 17
Planeten am Sternenhimmel 24
Planeten des Sonnensystems 25
Asteroiden, Meteoroiden, Eiszwerge und Kometen 30
Die Sterne 34
Abstände und Größenklassen 34
Die Sonne als Stern 36
Beispiele von Sternen am Himmel 37
Entwicklung und Endstadien von Sternen 40
Supernovae 46
Die Milchstraße und die Milchstraßengalaxie 49
Die Galaxien 52
Die Großskalenstruktur des Universums 55

Kapitel 2: Die Geschichte der Kosmologie

 59
Die Gestirne und ihre Bewegungen 59
Ägypten und Mesopotanien 61
Das kaiserliche China 62
Griechische Naturphilosophen 62
Ptolemaios: Epizykeln, Deferente und Ekvanten 69
Islamische Astronomie und christliches Mittelalter 72
Kopernikus und die Wiedergeburt des heliozentrischen Weltbildes 72
Tycho Brahe, der große Beobachter 76
Kepler und die Ellipsenbewegung 79
Galilei und die Fernrohrrevolution 83
Isaac Newton: Bewegung und Gravitation 86
Gesetze der Bewegung und der Gravitation 89
Bradley und Gamma Draconis 91
Kosmologische Gedanken des 18. Jahrhunderts 93
Das Olberssche Paradox 94
Bessel und 61 Cygni 95
Die newtonschen Gesetze und die Entdeckung des Neptun 96
Die Natur der Sterne 97
Doppler-Verschiebung und Radialgeschwindigkeiten 99
Cepheiden-Sterne100
Das Kapteynsche Universum102

Kapitel 3: Krümmung und Gravitation

104
Krumme Kurven104
Krumme Flächen106
Krumme Räume106
Probleme mit den Newtonschen Gesetzen109
Die spezielle Relativitetstheorie110
Die allgemeine Relativitetstheorie111
Merkur und Einsteins Gravitationstheorie115
Lichtablenkung im Schwerefeld115
Gravitationslinsen117
Schwarze Löcher118
Gravitationswellen118
Kvantengravitation119

Kapitel 4: Das expandierende Universum

122
Nebel und Galaxien122
Shapley und die kugelförmigen Haufen124
Die Milchstraße und Die große Debatte124
Edwin Hubble und "VAR!"127
Slipher und Galaxienspektren129
Einstein und die kosmologische Konstante Λ130
Fridman und dynamische Modelle131
Lemaîtres expandierendes Universum132
Hubble und der Zusammenhang zwischen Fluchtgeschwindigkeit und Abstand133
Lemaîtres Hubble-Beziehung134
Das kosmologische Prinzip135
Interpratation der Hubble-Beziehung137
Der Skalenfaktor S(t)138
Kritische Dichte und Dichteparameter140
Zwicky und "Dunkle Materie"142
Partikel und Wechselwirkungen143
George Gamow und der Big Bang146
Die Auflösung des Altersproblems148
Aufstieg und Fall der Steady State-Theorie149
Kontroverse mit Martin Ryle152
B2FH: Elemententstehung in den Sternen154
Quasare156
Die kosmische Hintergrundstrahlung159
Vera Rubin und die Rotationskurven der Galaxien161
Dunkle Materie162
"The Constant Hubble War"167
The Hubble Key Project167
Supernovae und das ferne Universum169
Die Entdeckung der dunklen Energie170
Präzisionskosmologie mit COBE, BOOMERANG, WMAP und Planck173
Das Universum hat eine flache Geometrie176
Ergebnisse von den WMAP- und Planck-Satellitten176
Unser heutiges Bild vom Universum178

Kapitel 5: Die Big Bang-Theorie

184
Zentrale kosmologische Beobachtungen185
Physikalische Verhältnisse während dem Big Bang185
Kernesynthese im jungen Universum188
Die drei klassisken Probleme mit dem Big Bang193
Die klassische Lösung: Inflation195
Der dreifaltige Weg zum flachen Universum198
Strukturbildung198
Das Leistungsspektrum der kosmischen Hintergrundstrahlung200
Polarisierung der Hintergrundstrahlung201
Fehlerhafte Auffassungen vom Big Bang203
"Das Universum entstand in einer gigantischen Explosion"203
"Galaxien können sich höchstens mit Lichtgeschwindigkeit entfernen"204
"Galaxien, welche sich mit Überlichtgeschwindigkeit enfernen, sind unsichbar"207
"Die Rotverschiebung bei Galaxien beruht auf ihre Bewegung durch den Raum"207
"Die Rotverschiebung bei Galaxien entsteht, weil das Licht müde wird"208
Modelle des Universums209
Erste Komponente: Die Raumzeit210
Zweite Komponente: Der Stoff211
Dritte Komponente: Die Strahlung212
Vierte Komponente: Die dunkle Energie213
Modelle mit klassischer Physik213
Die Bolshoi-Simulierungen216

Kapitel 6: Geschichte des Universums

219
Epochen in der Entwicklung des Universums220
Die Planck-Epoche: 0 - 10−43 Sekunden221
Die GUT-Epoche: 10−43 bis 10−35 Sekunden221
Die Inflations-Epoche mit exponentieller Entwicklung: 10−35 bis 10−32 Sekunden222
Die Quark-Epoche: 10−32 bis 10−6 Sekunden222
Die Hadronen-Epoche: 10−6 bis 10−4 Sekunden223
Die Leptonen-Epoche: 10−4 bis 1 Sekunde223
Die Strahlungsära mit Nukleogenese: 1 Sekunde bis 47 000 Jahre224
Die Stofära: 47 000 Jahre bis 9.8 milliarder Jahre224
Das dunkle Zeitalter226
Der Lyman-Alfa-Wald und die Gunn-Peterson-Niederung227
Die Entwicklung der ersten Sterne230
Die Entstehung von Planetensysteme235
Die Geschichte des Sonnensystems238
Migration im Sonnensystem240
Die Entstehung des Mondes und der Ringe des Saturn245
Das "Late Heavy Bombardment"248
Die Geschichte der Erde249
Höheres Leben und die Bedrohung durch Einschläge252
Die Entwicklung auf dem Mars255
Die nähere Zukunft256
Die letzte totale Sonnenfinsternis257
Das Ende von Triton und Phobos257
Chaos im Sonnensystem?258
Die Sonne als Roter Riesenstern260
Von hier bis in die Ewigkeit261
Das Fermi-Paradox und der Mond263

Anhang 1: Die Kosmologie in Übersicht

266
Wichtige Jahreszahlen266
Paradigmenwechsel274
Fortschritte in Folge neuer Technologien274

Anhang 2: Litteratur og Internetseiten

275
Monographien275
Notitzen und längere Artikel275
Aus dem Internetz276

Anhang 3: Ergänzende Materialien

280
"Kosmologische Häppchen"280
Excel Tabellenkalkulationsprogramme280
Dokumente280

Anhang 4: Astronomische und physikalische Daten

281

Sachverzeichnis

284

Buchbesprechungen

Die dänische Zeitschrift für Physik und Astronomie Kvant schrieb u. a.:

Dieses Buch beschreibt einen großen Teil der Kosmologie und Astrophysik in einer lebendigen Sprach und ist mit Photos und pädagogischen Figuren reich illustriert. Notwendige Formeln und einige Afgaben sind vorhanden, aber das Buch ist so angelegt, daß es von jedem Interessierten gelesen werden kann... Des Buch is sehr aktualisiert und wohl geschrieben und bekommt unsererseits eine warme Enpfehlung.

Lektorbeschreibung für den gebrauch von Bibliothekaren:

[Das Buch beinhaltet eine] aktualisierte Einführung ins Universum und dessen Entstehung für Anfänger und Vortgeschrittene auf den Gebieten von Astronomie und Kosmologie... Der erste Drittel des Buches ähnelt eine traditionelle Astronomie über das Sonnensystem, Sterne, Galaxien usw. Dies bildet den Auftakt zu einer aktualisierten Behandlung der Kosmologie: Das Universum und Theorien dessen seit dem Altertum mit Betonung auf der neuesten Forschung so z. B. dem Big Bang. Das Buch begräbt einige gängige fehlerhafte Vorstellungen über das Universum. Das Buch zoomt zuerst durch unser Wissen vom Sonnensystem zum Universum als ganzes, und mit diesem Wissen als Ballast zoomt es wieder zurück um die ntstehung des Sonnensystems zu zu erklären. Die Kosmologie ist ein schwieriges Thema in welches Mathematik, theoretische Physik, Gleichungen, Formeln und mehr ins Spiel kommen. Dies ist notwendig um das Thema verstehen zu können. Der Verfasser versteht es aber mit hilfe vom Beispielen, eine große Anzahl von schönen Farbfotos, Textboxe, Aufgaben sowie [zusätzlich erhalbare] Pdf-Dokumente für besonders Interessierte so anschaulich wie möglich zu gestalten. Ein aktualisiertes, allgemein Verständliches Buch zu diesem Thema war lange Überfällig. In den letzten Jahren ist in der Forschung viel geschehen welches die Astronomie und Kosmologie entscheidende Neuigkeiten zugebracht haben und manche Theorien korrigiert oder verworfen haben... Das Buch wird in den meisten Bibliotheken Verwendung finden können.

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