Astronomie

Sternwarte auf La Palma, das astronomische Observatorium am Roque de los Muchachos

Die Astronomie (griechisch ἀστρονομία für „Sternenkunde“, von ἄστρον ástron „Stern“ und νόμος nómos „Gesetz“) ist die Wissenschaft von den Gestirnen. Sie erforscht mit naturwissenschaftlichen Mitteln die Positionen, Bewegungen und Eigenschaften der Objekte im Universum, also der Himmelskörper (Planeten, Monde, Asteroiden, Sterne einschließlich der Sonne, Sternhaufen, Galaxien und Galaxienhaufen), der interstellaren Materie und der im Weltall auftretenden Strahlung. Darüber hinaus strebt sie nach einem Verständnis des Universums als Ganzes, seiner Entstehung und seines Aufbaus.

Obwohl die Astronomie nur an wenigen Schulen ein Unterrichtsfach ist, finden ihre Forschungsergebnisse in der Öffentlichkeit viel Interesse; als Amateurastronomie ist sie ein weit verbreitetes Hobby. Dies hängt einerseits mit dem „erhebenden“ Eindruck zusammen, den der Sternhimmel auch bei freisichtiger Beobachtung macht, andererseits mit ihrer thematischen Vielfalt, der Berührung philosophischer Fragen und der Verbindung zur Raumfahrt.

Im Gegensatz zu früheren Zeiten wird die Astronomie als Naturwissenschaft heute streng abgegrenzt von der Astrologie, die aus Stellung und Lauf der Gestirne auf irdische Geschehnisse schließen will. Die Abgrenzung erfolgt auch, da die Astrologie eher Pseudowissenschaft ist – während die Astronomie auf empirischer Basis die Beschaffenheit, Bewegungen und Beziehungen von Himmelskörpern untersucht. Dennoch werden, wohl wegen der Ähnlichkeit beider Bezeichnungen, Astrologie und Astronomie von Laien nicht selten verwechselt.

An den Universitäten wurde die Astronomie um etwa 1800 zu einer eigenen Studienrichtung, wird aber heute zunehmend dem Physik-Studium zugeordnet. In der deutschen Hochschulpolitik wird sie gemeinsam mit der Astrophysik als Kleines Fach eingestuft[1].

Geschichte der Astronomie

Tagundnachtgleiche von der prähistorischen Stätte bei Pizzo Vento[2] bei Fondachelli Fantina, Sizilien
Flammarions Holzstich wurde oft für eine authentische Darstellung eines mittelalterlichen Weltbildes gehalten (Illustration in Camille Flammarion: La forme du ciel, Paris 1888)
Planet Saturn, Aufnahme der Raumsonde Cassini 2004

Die Astronomie gilt als eine der ältesten Wissenschaften. Ihre Anfänge liegen im Nachdenken über die Himmelserscheinungen, in der kultischen Verehrung der Gestirne und im Erarbeiten von Kalender bzw. Zeitbestimmung[3]. In einem jahrtausendelangen Prozess – besonders gut erkennbar in der Himmelskunde Mesopotamiens und Griechenlands – trennten sich zunächst Astronomie und („Natur“)-Religion, später Astronomie und Meteorologie, in der Frühmoderne dann Astronomie und Astrologie[4]. Wesentliche Meilensteine für unser Wissen über das Weltall waren die Erfindung des Fernrohrs vor etwa 400 Jahren, das die kopernikanische Wende vollendete, sowie später im 19. Jahrhundert die Einführung der Fotografie und Spektroskopie.

Seit den 1960er-Jahren haben Astronomen mit der unbemannten und bemannten Raumfahrt die Möglichkeit, die Erdatmosphäre zu überwinden und ohne ihre Einschränkungen zu beobachten – also ohne Luftunruhe und in allen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums. Dazu kommt erstmals die Möglichkeit, die untersuchten Objekte direkt zu besuchen und dort andere als nur rein beobachtende Messungen durchzuführen. Parallel dazu werden immer größere Teleskope für bodengebundene Beobachtungen gebaut.

Fachgebiete der Astronomie

Eine Darstellung des beobachtbaren Universums mit Bildern mehrerer Teleskope.

Die astronomische Wissenschaft unterteilt sich allgemein nach den untersuchten Objekten, sowie danach, ob die Forschung theoretischer oder beobachtender Natur ist. Wichtige grundlegende Fachgebiete sind die beobachtende Astronomie, die Astrophysik, die Astrometrie und die Himmelsmechanik, während die theoretische Astronomie analytische und numerisch-physikalische Modelle der Himmelskörper und Phänomene entwickelt.

Die wichtigsten Untersuchungsgebiete der Himmelskunde sind die Physik des Sonnensystems, insbesondere die Planetologie, die Galaktische Astronomie, die die Milchstraße und ihr Zentrum erforscht, die Extragalaktische Astronomie, die den Aufbau anderer Galaxien und ihrer aktiven Kerne, oder Gammablitze als die energiereichsten Vorgänge im Universum untersucht, sowie die relativistische Astrophysik, die sich etwa mit Schwarzen Löchern beschäftigt. Die Stellarastronomie untersucht Geburt, Entwicklung und Tod der Sterne. Die Kosmologie hat die Geschichte und die Entstehung des Universums zum Gegenstand, während die Kosmogonie die Geschichte unseres eigenen Sonnensystems beschreibt. Sie erlebt derzeit eine Erweiterung durch das neueste Fachgebiet Exoplanetologie.

Die Integration vieler Messmethoden bringt es mit sich, dass man die Beobachtende Astronomie immer weniger nach benutzten Wellenlängenbereichen (Radioastronomie, Infrarotastronomie, Visuelle Astronomie, Ultraviolettastronomie, Röntgenastronomie und Gammaastronomie) einteilt, weil die Forschergruppen und (im Idealfall) auch der einzelne Wissenschaftler Informationen aus allen diesen Quellen heranziehen kann.

Die bis etwa 1900 vorherrschenden Methoden der klassischen Astronomie sind weiterhin als Basis für andere Teilgebiete unentbehrlich. Sie erforschen als Positionsastronomie mittels astrometrischer Verfahren, der Himmelsmechanik und Stellarstatistik den Aufbau des Weltalls und katalogisieren die Himmelskörper (v. a. durch Sternkataloge, Bahnbestimmungen und Ephemeriden). Im Gegensatz zu diesen überwiegend geometrischen Verfahren erforscht die Astrophysik mit ihren heute sehr vielfältigen Beobachtungstechniken die Physik der astronomischen Objekte und des ferneren Weltalls. Daneben kann die Raumfahrt als experimentelle Astronomie angesehen werden, und die Kosmologie als theoretische Disziplin.

Astronomie und andere Wissenschaften

Mit der Astronomie sehr eng verbunden sind die Physik und die Mathematik; die Fachgebiete haben sich vielfach befruchtet und sind auch im Astronomie-Studium als Einheit zu sehen. Das Universum erweist sich in vielen Fällen als Laboratorium der Physik, viele ihrer Theorien können nur in seinen Weiten und an heißen, energiereichen Objekten getestet werden. Nicht zuletzt waren die aufwändigen Berechnungen der Astronomie Triebfeder der modernen numerischen Mathematik und der Datenverarbeitung.

Traditionell ist die Zusammenarbeit der Astronomie mit der Geodäsie (Astrogeodäsie, Orts- und Zeitbestimmung, Bezugsysteme, Navigation), mit der Zeit- und Kalenderrechnung (Astronomische Chronologie) sowie mit der Optik (Entwicklung astronomischer Instrumente und Sensoren). Instrumentell und methodisch sind auch starke Bezüge zur Technik, Raumfahrt und Mathematik gegeben (Messgeräte, Satellitentechnik, Modellierung von Bahnen und Himmelskörpern). Geodätische Methoden werden auch zur Bestimmung des Gravitationsfeldes sowie der Figur anderer Himmelskörper angewandt.

In den letzten Jahrzehnten ist auch die Zusammenarbeit der Astronomie mit der modernen Geologie und der Geophysik immer wichtiger geworden, da sich das Arbeitsgebiet der Geowissenschaften mit Teilen der Planetologie deckt. Die Mineralogie analysiert die Gesteine der Erde mit ähnlichen Methoden wie jene anderer Himmelskörper. Die Kosmochemie als Teil der Chemie untersucht die Entstehung und Verteilung der chemischen Elemente und Verbindungen im Universum und die chemische Evolution, die Astrobiologie die Umstände von Entstehung, Ursprung und Existenz von Leben im Universum.

Des Weiteren kommt es zunehmend zu interdisziplinärer Forschung mit ursprünglich eher geisteswissenschaftlich ausgerichteten Disziplinen der Wissenschaft:

Siehe auch

Literatur

Einzelwerke

  • Albrecht Unsöld, Bodo Baschek: Der neue Kosmos. ISBN 3-540-42177-7
  • Alfred Weigert, Heinrich Johannes Wendker, Lutz Wisotzki: Astronomie und Astrophysik. Ein Grundkurs. Wiley-VCH, Weinheim 2010, ISBN 978-3-527-40793-4.
  • Jeffrey Bennett et al.: Astronomie. Die kosmische Perspektive (Hrsg. Harald Lesch), 5., aktualisierte Auflage 2010. Pearson Studium Verlag, München, ISBN 978-3-8273-7360-1
  • Meyers Handbuch Weltall, Wegweiser durch die Welt der Astronomie. 1994 (7., überarbeitete Auflage), ISBN 3-411-07757-3
  • P. Murdin (Hrsg.): Encyclopedia of Astronomy & Astrophysics. 2001, ISBN 0-333-75088-8http://eaa.crcpress.com/
  • Der Brockhaus Astronomie: Planeten, Sterne, Galaxien. F. A. Brockhaus, Mannheim – Leipzig 2006, ISBN 3-7653-1231-2
  • Joachim Herrmann: dtv-Atlas Astronomie, 15. Auflage 2005. Deutscher Taschenbuch-Verlag München, ISBN 3-423-03267-7
  • Kurt Hopf: Von der Erde ins All – Das Weltall in Beispielen – Didaktische Materialsammlung auf CD-ROM für Kindergärten, Schulen, Sternwarten und Planetarien, COTEC-Verlag Rosenheim
  • Harry Nussbaumer: Das Weltbild der Astronomie. 2007, ISBN 978-3-7281-3106-5, 2., erweiterte und aktualisierte Auflage. vdf Hochschulverlag.
  • M. Wächter: Kleine Entdeckungsgeschichte(n) der Astronomie im Kontext von Zeitgeschichte und Physik, Verlag Königshausen und Neumann, Würzburg 2018, ISBN 978-3-8260-6511-8
  • R.A. Freedman, W.J. Kaufmann: Universe. Freeman, NY 2004, ISBN 0-7167-9884-0
  • Arnold Hanslmeier: Einführung in Astronomie und Astrophysik. Spektrum Akad. Verl., Berlin 2007, ISBN 978-3-8274-1846-3
  • Hans-Ulrich Keller: Kompendium der Astronomie: Einführung in die Wissenschaft vom Universum. Franckh-Kosmos, 6. aktual. & erw. Auflage, Stuttgart 2019, ISBN 978-3-440-16276-7

Periodika

Siehe auch: Abschnitt Literatur unter Amateurastronomie

  • Sterne und Weltraum, Monatszeitschrift für Astronomie
  • Sternenbote, österreichische Monatszeitschrift für Astronomie
  • Interstellarum, ehemalige 2-Monats-Zeitschrift für Astronomie
  • Astronomie + Raumfahrt, 2-Monats-Zeitschrift für Unterricht, Fortbildung, Freizeit ISSN 0004-6310
  • Orion, 2-Monats-Zeitschrift der Schweizerischen Astronomischen Gesellschaft
  • Regiomontanusbote, Quartalsschrift der Nürnberger Astronomischen Gesellschaft und Nürnberger Astronomischen Arbeitsgemeinschaft, ISSN 0938-0205

Weblinks

Commons: Astronomie – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wikibooks: Einführung in die Astronomie – Lern- und Lehrmaterialien
Wikibooks: Astronomie – Lern- und Lehrmaterialien
Wikisource: Astronomie – Quellen und Volltexte
Wiktionary: Astronomie – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Videos

Einzelnachweise

  1. siehe Website der Arbeitsstelle Kleine Fächer über Astronomie und Astrophysik, abgerufen am 17. August 2015
  2. https://www.wikiloc.com/hiking-trails/fondachelli-fantina-equinox-site-of-pizzo-vento-22295449
  3. Dazu im Schöpfungsbericht der Genesis 1,14: Und Gott sprach: Lichter sollen am Himmelsgewölbe sein, um Tag und Nacht zu scheiden [...] und zur Bestimmung von Festzeiten, von Tagen und Jahren dienen [...].
  4. Vgl. z. B. Ferenc Némethy: Astronomisches und medizinisches Doppelfragment zu Budapest. Untersuchung der lateinischen und der deutschen Handschrift im Kodex 19167/S. 91 der Semmelweis-Bibliothek für Geschichte der Medizin (mit kritischer Textausgabe). Würzburg 1998 (= Würzburger medizinhistorische Forschungen. Band 26)

Auf dieser Seite verwendete Medien

Ring Nebula.jpg
The planetary nebula Messier 57, also known as the Ring Nebula, in the constellation Lyra (NGC 6720, GC 4447).
Flammarion.jpg
The Flammarion engraving is a wood engraving by an unknown artist that first appeared in Camille Flammarion's L'atmosphère: météorologie populaire (1888). The image depicts a man crawling under the edge of the sky, depicted as if it were a solid hemisphere, to look at the mysterious Empyrean beyond. The caption underneath the engraving (not shown here) translates to "A medieval missionary tells that he has found the point where heaven and Earth meet..."
Equinozio da Pizzo Vento,tramonto fondachelli fantina, sicilia.JPG
Autor/Urheber: Girtompir, Lizenz: CC0
Sunset at the equinox days from the site of Pizzo Vento, Fondachelli Fantina, Sicily
Saturn from Cassini Orbiter (2004-10-06).jpg
While cruising around Saturn in early October 2004, Cassini captured a series of images that have been composed into the largest, most detailed, global natural color view of Saturn and its rings ever made.

This grand mosaic consists of 126 images acquired in a tile-like fashion, covering one end of Saturn's rings to the other and the entire planet in between. The images were taken over the course of two hours on Oct. 6, 2004, while Cassini was approximately 6.3 million kilometers (3.9 million miles) from Saturn. Since the view seen by Cassini during this time changed very little, no re-projection or alteration of any of the images was necessary.

Three images (red, green and blue) were taken of each of 42 locations, or "footprints," across the planet. The full color footprints were put together to produce a mosaic that is 8,888 pixels across and 4,544 pixels tall.

The smallest features seen here are 38 kilometers (24 miles) across. Many of Saturn's splendid features noted previously in single frames taken by Cassini are visible in this one detailed, all-encompassing view: subtle color variations across the rings, the thread-like F ring, ring shadows cast against the blue northern hemisphere, the planet's shadow making its way across the rings to the left, and blue-grey storms in Saturn's southern hemisphere to the right. Tiny Mimas and even smaller Janus are both faintly visible at the lower left.

The Sun-Saturn-Cassini, or phase, angle at the time was 72 degrees; hence, the partial illumination of Saturn in this portrait. Later in the mission, when the spacecraft's trajectory takes it far from Saturn and also into the direction of the Sun, Cassini will be able to look back and view Saturn and its rings in a more fully-illuminated geometry.
Observable Universe German Annotations.png
Autor/Urheber: Pablo Carlos Budassi, Lizenz: CC BY-SA 4.0
Logarithmische Konzeption des beobachtbaren Universums mit dem Sonnensystem im Zentrum, inneren und äußeren Planeten, Kuipergürtelobjekten, Alpha Centauri, Perseus Arm, Milchstraßengalaxie, Andromeda-Galaxie, nahe gelegenen Galaxien, kosmischem Netz, kosmischer Mikrowellenstrahlung und unsichtbarem Urknall Plasma am Rand. Die Entfernung von der Erde nimmt vom Zentrum bis zum Rand exponentiell zu. Himmelskörper sind vergrößert dargestellt, um ihre Formen zu erkennen.