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Die von Johannes Kepler aufgestellten Gesetze der Planetenbewegungen lauten:
1. Die Planeten bewegen sich auf Ellipsen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht.
2. Die Verbindungslinie Planet-Sonne überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen.
3. Die Quadrate der Umlaufszeiten der Planeten verhalten sich wie die Kuben (dritte Potenz) ihrer mittleren Entfernung von der Sonne.
Das 2. Keplersche Gesetz besagt, dass die Geschwindigkei ... mehr
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Der Inhalt des von Isaac Newton aufgestellten Gravitationsgesetzes lautet: Alle Massen im Weltall ziehen sich gegenseitig an, und zwar mit einer Kraft F, die dem Produkt der beiden beteiligten Massen m1 und m2 proportional und dem Quadrat ihres gegenseitigen Abstands r umgekehrt proportional ist, also
G ist dabei die Gravitationskonstante. Es ist 6,67259 . 10-11 m3/kg . s2. Aus dem Gravitationsgesetz lassen sich die Keplerschen Gesetze a ... mehr
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Die Astrophysik ist eine Wissenschaft, die sich mit den physikalischen Gesetzen im gesamten Universum befasst, also zu erklären versucht, warum sich die etwas so verhält und nicht anders.
Die Astrophysik befasst sich nicht nur mit dem riesig Grossen, also den Planeten und Sternen, sondern auch mit dem sehr kleinen, also mit Atomen und noch kleineren Teilchen.
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Die Astrophysik ist keine moderne Wissenschaft, sondern sie existierte schon zu Zeit der Griechen. Die Astrophysik der Griechen äusserte sich vor allem in den Weltbildern zur damaligen Zeit. Auch die Frage nach dem Ursprung des Universums gehört heute zur Astrophysik, war damals aber eher mit der Philosophie verbunden, wie auch die Frage, ob die Teilchen aus denen alles besteht unendlich teilbar sind oder nicht. Im Mittelalter wurde dann die As ... mehr
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2.1 Sir Isaac Newton
Der Engländer entdeckte die Gesetze der Schwerkraft. Er lebte von 1643 bis 1727.
2.2 Albert Einstein
Der deutsch-amerikanische Physiker hat die allgemeine und die spezielle Relativitätstheorie entwickelt. 1921 erhielt er den Nobelpreis in Physik. Seine Theorien galten als bahnbrechend und sind ausschlaggebend für die moderne Physik. Er lebte von 1879 bis 1955.
2.3 Edwin P. Hubble
Der amerikanische Astronom be ... mehr
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Die Quantenmechanik befasst sich mit den kleinsten Teilchen, den Molekülen, den Atomen, dem Atomkern und den Quarks, das bisher kleinste entdeckte Teilchen. Die Quantenmechanik sagt, das alles im Universum aus Teilchen besteht und eine Welle, also Frequenz hat. Nach der Quantenmechanik hat jedes Teilchen einen Spin. Um das zu veranschaulichen kann man auf einfach Geometrie zurückgreifen. Kann man etwas drehen und es sieht immer gleich aus, so h ... mehr
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Die Relativitätstheorie stammt von Einstein. Von ihr gibt es zwei Arten, die spezielle und die allgemeine. Auf die Unterschiede möchte ich hier nicht eingehen. Aus der Relativitätstheorie stammt die berühmte Gleichung E=mc ², was soviel bedeutet wie Energie ist gleich Masse mal Lichtgeschwindigkeit im Quadrat. Diese Gleichung wird auch Energie-Masse-Relation genannt. Sie schildert den Zusammenhang von Energie und Masse. In der Relativitätstheor ... mehr
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Das heutige Ziel der Astrophysiker ist, die Relativitätstheorie und die Quantenmechanik zu einer Theorie zu verschmelzen. Trotz vieler Gegensätze in den beiden Theorien ist es Wissenschaftlern schon gelungen, Teiltheorien zu entwickeln, die in der Relativitätstheorie wie auch in der Quantenmechanik stimmen.
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Früher nahm man an, das Universum existiere schon seit immer und habe auch kein Ende. Dies änderte sich schlagartig, als man die Rotverschiebung und das Kollabieren von Sternen entdeckte.
Jedes Objekt im Weltraum gibt Licht ab. Aus dem Licht der Sterne kann man schliessen, aus was sie bestehen. Dann entdeckte man, dass das Licht ferner Sterne nach Rot, der Farbe mit der tiefsten Lichtfrequenz, verschoben ist. Daraus konnte man schliessen, dass ... mehr
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Zuletzt aber nicht als letztes möchte ich hier die Schwerkraft erwähnen. Theorien über die Schwerkraft existieren seit Newton. Er soll auf die Idee gekommen sein, als er unter einem Baum sass und ihm ein Apfel auf den Kopf fiel. Newtons Vorstellung der Schwerkraft war, das grosse Körper kleinere Körper anziehen. Also je grösser etwas ist, desto grösser seine Schwerkraft. Diese Vorstellung war eigentlich richtig, aber nicht gültig bei Extremfäll ... mehr
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Die schwarzen Löcher sind zwar schon ziemlich lang bekannt, aber im Gegensatz zu den anderen Theorien ziemlich neu. Schwarze Löcher sind meist tote Sterne. Ein schwarzes Loch, oder ein "Black Hole" wie es die Amerikaner nennen, besteht aus einem Ereignishorizont und einer Singularität. Die Singularität ist das eigentliche schwarze Loch, während der Ereignishorizont die Kreislinie ist, wo die Anziehungskraft der Singularität so gross ist, dass n ... mehr
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Einem Forscher ist es gelungen, eine Sinfonie von Mozart mit fünffacher Lichtgeschwindigkeit zu übertragen. Die Relativitätstheorie sagt aber aus, das nichts schneller sein kann als das Licht. Heute sind Forscher aus aller Welt daran diesen Versuch zu überprüfen. Da es an Beweisen mangelt, ist diese Theorie ziemlich fragwürdig.
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Dass unsere Galaxie sich dreht, weiss man schon lange, aber vor einigen Jahren entdeckte man, dass diese Drehbewegungen nicht den physikalischen Gesetzen entsprechen, also dass sich die Galaxie nach der Menge ihrer Materie und Gravitation falsch bewegt. Die Bewegungen der Galaxie würden aber stimmen, wenn um sie herum noch ein grosser Gürtel Materie läge, aber dort draussen sieht man nichts, nicht einmal irgendeine Strahlung. So kam man darauf, ... mehr
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Ein Paradoxon ist ein Sachverhalt, den man erzwingen könnte, dann aber unmöglich wäre. In der Astrophysik wimmelt es nur von paradoxen Theorien. Die schwarzen Löcher zum Beispiel ermöglichen, zur Zeit nur rein theoretisch, Zeitreisen. Bei Zeitreisen in die Vergangenheit ist es schnell möglich, dass aus ihnen eine paradoxe Situation wird. Zum Beispiel bei folgender Situation: Ein Mann läuft die Strasse entlang und beobachtet einen Unfall. Nun re ... mehr
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Die Atome eines Elements haben alle die gleiche Anzahl von
Protonen und Elektronen, können sich trotzdem aber voneinander
unterscheiden. Sie haben dann im Kern unterschiedliche
Neutronenzahlen. Allgemein bezeichnet man Atome mit gleicher
Protonenzahl aber unterschiedlicher Neutronenzahl als Isotope
eines bestimmten Elements.
Uran kommt in der Natur z.B. mit 234, 235 und 238 Nukleonen vor.
Urankerne besitzen alle 92 Protonen. Die 3 Uranis ... mehr
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Uran wandelt sich in mehreren Schritten in Blei um. Dabei werden
Uranatomkerne mit je 238 Kernbausteinen ( 92 P , 146 N )
schließlich zu Bleiatomkernen mit nur noch 206 Kernbausteinen ( 82
P, 124 N ) umgewandelt.
In diesem Umwandlungsprozess zerfällt das Uran in Thorium,
Protactinium und Polonium und noch 10 andere Elemente. Ein Teil
der radioaktiven Strahlung besteht aus Kernbausteinen. Daher ist
die radioaktive Strahlung mit
Elementum ... mehr
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Wenn radioaktive Strahlung z.B. auf ein Atom trifft, das nach
außen hin elektrisch neutral ist, so kann ein Elektron aus dem
Atom herausgelöst werden. Das Atom ist dann positiv geladen. Diese
Restatome, die unterschiedlich viele positive und negative
Ladungen besitzen, nennt man Ionen. Durch radioaktive Strahlung
können also neutrale Atome zu Ionen umgewandelt werden ( ionisiert
werden ).
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Im Jahr 1938 beschossen die beiden deutschen Wissenschaftler Otto
Hahn und Fritz Straßmann Uranatomkerne mit Neutronen. Sie stellten
bei diesem Versuch fest, daß einige dieser Urankerne in zwei etwa
gleich große Stücke gespalten wurden. Die Neutronen können also
größere Atomkerne spalten. Protonen und Elektronen sind dafür
ungeeignet, da Protonen von den Protonen des Atomkerns abgestoßen
oder abgelenkt werden und Elektronen zu wenig Masse ... mehr
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Das natürliche Uran besteht aus U-234, U-235 und U-238. Von 1000
Uranatomen haben 993 U-238-Kerne und 7 U-235-Kerne. Der U-234-
Anteil ist dabei unwichtig.
Langsame Neutronen spalten nur die U-235-Kerne. Dabei ensteht
zunächst ein Zwischenkern U-236, der jedoch instabil ist und in
mehrere Bruchstücke zerplatzt, z.B. in einen Barium-144-Kern,
einen Krypton-90-Kern und zwei neue Neutronen. Nach genauerer
Untersuchung stellte man fest, da ... mehr
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Beschießt man ein Stück U-235 mit einem Neutron, spaltet dieses
irgendwo einen ersten Kern, der wiederum zwei Neutronen ausstößt.
Diese spalten weitere Kerne, welche wiederum 4 - 5 Neutronen
freisetzen. Wenn 4 dieser Geschosse auf Nachbaratome treffen und
diese zertrümmern, so bilden
sich 8 - 12 neue Neutronen. Diese spalten, abgesehen von einer
gewissen Verlustrate, wieder Kerne, wobei jedesmal ein gewaltiger
Energiebetrag freigesetzt w ... mehr
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