Astronomie: Alles was Sie über die Sternenkunde wissen müssen!

Die Menschen blicken seit langem in den Himmel und versuchen, dem Universum um sie herum einen Sinn und eine Ordnung zu geben. Obwohl die Bewegung von Sternbildern – Muster, die dem Nachthimmel aufgeprägt sind – am einfachsten zu verfolgen waren, wurden auch andere Himmelsereignisse wie Finsternisse und die Bewegung von Planeten kartiert und vorhergesagt.

Definition von Astronomie: Astronomie ist das Studium der Sonne, des Mondes, der Sterne, der Planeten, der Kometen, des Gases, der Galaxien, des Gases, des Staubs und anderer nicht irdischer Körper und Phänomene. Im Lehrplan für K-4-Schüler definiert die NASA Astronomie einfach als „das Studium der Sterne, Planeten und des Weltraums.“ Astronomie und Astrologie waren historisch miteinander verbunden, aber Astrologie ist keine Wissenschaft und wird nicht mehr als etwas anerkannt, das mit Astronomie zu tun hat. Im Folgenden wird die Geschichte der Astronomie und verwandter Studienbereiche, einschließlich der Kosmologie, besprochen.

Sternennebel

NGC 7026, ein planetarischer Nebel, liegt knapp hinter der Spitze des Schweifs im Sternbild Cygnus (Der Schwan). (Bildnachweis: ESA/Hubble & NASA)Historisch gesehen, hat sich die Astronomie auf die Beobachtung von Himmelskörpern konzentriert. Sie ist ein enger Cousin der Astrophysik. Kurz gesagt, beinhaltet die Astrophysik das Studium der Physik der Astronomie und konzentriert sich auf das Verhalten, die Eigenschaften und die Bewegung der Objekte da draußen. Allerdings beinhaltet die moderne Astronomie viele Elemente der Bewegungen und Eigenschaften dieser Körper, und die beiden Begriffe werden heute oft austauschbar verwendet.Moderne Astronomen neigen dazu, in zwei Bereiche zu fallen: die theoretischen und die beobachtenden.

Die beobachtenden Astronomen konzentrieren sich auf das direkte Studium von Sternen, Planeten, Galaxien und so weiter.
Theoretische Astronomen modellieren und analysieren, wie sich Systeme entwickelt haben könnten.

Im Gegensatz zu den meisten anderen Bereichen der Wissenschaft sind Astronomen nicht in der Lage, ein System von der Geburt bis zum Tod vollständig zu beobachten; die Lebensdauer von Welten, Sternen und Galaxien erstreckt sich über Millionen bis Milliarden von Jahren. Stattdessen müssen sich die Astronomen auf Momentaufnahmen von Körpern in verschiedenen Entwicklungsstadien verlassen, um zu bestimmen, wie sie entstanden, sich entwickelt haben und gestorben sind. Theoretische und beobachtende Astronomie tendieren also dazu, sich zu vermischen, da theoretische Wissenschaftler die tatsächlich gesammelten Informationen nutzen, um Simulationen zu erstellen, während die Beobachtungen dazu dienen, die Modelle zu bestätigen – oder darauf hinzuweisen, dass sie optimiert werden müssen.

Die Astronomie ist in eine Reihe von Untergebieten unterteilt, die es den Wissenschaftlern ermöglichen, sich auf bestimmte Objekte und Phänomene zu spezialisieren.

Jupiter

Rote Flecken auf Jupiter, fotografiert am 27. Februar 2006. (Bildnachweis: Christopher Go via NASA)Planetenastronomen (auch Planetenforscher genannt) beschäftigen sich mit dem Wachstum, der Entwicklung und dem Tod von Planeten. Während die meisten die Welten innerhalb des Sonnensystems studieren, nutzen einige die wachsende Zahl von Beweisen über Planeten um andere Sterne, um Hypothesen darüber aufzustellen, wie sie aussehen könnten. Laut dem University College London ist die Planetenforschung „ein disziplinübergreifendes Gebiet, das Aspekte der Astronomie, Atmosphärenforschung, Geologie, Weltraumphysik, Biologie und Chemie umfasst.“Stellar-Astronomen richten ihre Augen auf die Sterne, einschließlich der schwarzen Löcher, Nebel, weißen Zwerge und Supernovas, die stellare Tode überleben. Die University of California, Berlin, sagt: „Der Schwerpunkt der Stellarastronomie liegt auf den physikalischen und chemischen Prozessen, die im Universum ablaufen.“

Sonnenastronomen verbringen ihre Zeit mit der Analyse eines einzelnen Sterns – unserer Sonne. Die NASA sagt: „Die Quantität und Qualität des Lichts der Sonne variiert auf Zeitskalen von Millisekunden bis zu Milliarden von Jahren.“ Das Verständnis dieser Veränderungen kann Wissenschaftlern helfen zu erkennen, wie die Erde beeinflusst wird. Die Sonne hilft uns auch zu verstehen, wie andere Sterne funktionieren, da sie der einzige Stern ist, der nahe genug ist, um Details über seine Oberfläche zu enthüllen.

Galaktische Astronomen studieren unsere Galaxie, die Milchstraße, während extragalaktische Astronomen außerhalb der Galaxie schauen, um zu bestimmen, wie diese Ansammlungen von Sternen entstehen, sich verändern und sterben. Die University of Wisconsin-Madison sagt: „Die Feststellung von Mustern in der Verteilung, Zusammensetzung und den physikalischen Bedingungen von Sternen und Gas zeichnet die Geschichte unserer sich entwickelnden Heimatgalaxie nach.“

Kosmologen konzentrieren sich auf das Universum in seiner Gesamtheit, von seiner gewaltsamen Geburt im Urknall über seine gegenwärtige Entwicklung bis hin zu seinem schließlichen Tod. In der Astronomie geht es oft (nicht immer) um sehr konkrete, beobachtbare Dinge, während die Kosmologie typischerweise großräumige Eigenschaften des Universums und esoterische, unsichtbare und manchmal rein theoretische Dinge wie die Stringtheorie, dunkle Materie und dunkle Energie und die Vorstellung von multiplen Universen beinhaltet.

Astronomische Beobachter verlassen sich auf verschiedene Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums (von Radiowellen über sichtbares Licht bis hin zu Röntgen- und Gammastrahlen), um die große Spannweite der Objekte im Universum zu untersuchen. Die ersten Teleskope konzentrierten sich auf einfache optische Studien dessen, was man mit dem bloßen Auge sehen konnte, und viele Teleskope setzen dies heute fort. [Celestial Photos: Hubble Space Teleskop Testbericht’s Latest Cosmic Views]

Aber wenn Lichtwellen mehr oder weniger energiereich werden, bewegen sie sich schneller oder langsamer. Um die verschiedenen Wellenlängen zu untersuchen, sind unterschiedliche Teleskope notwendig. Energetischere Strahlung mit kürzeren Wellenlängen erscheint in Form von Ultraviolett-, Röntgen- und Gammastrahlen, während weniger energiereiche Objekte langwelligere Infrarot- und Radiowellen emittieren.

Sonnensturm

Dieses Bild mit großem Sichtfeld von Sonnenflecken in der Aktiven Region 10030 wurde am 15. Juli 2002 beobachtet. Die Forscher haben das Bild aus ästhetischen Gründen gelb eingefärbt. (Bildnachweis: Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften)Astrometrie, der älteste Zweig der Astronomie, ist die Vermessung von Sonne, Mond und Planeten. Die genauen Berechnungen dieser Bewegungen erlauben es Astronomen in anderen Bereichen, die Geburt und Entwicklung von Planeten und Sternen zu modellieren und Ereignisse wie Finsternisse, Meteoritenschauer und das Erscheinen von Kometen vorherzusagen. Laut der Planetary Society ist die Astrometrie die älteste Methode, um extrasolare Planeten aufzuspüren“, obwohl es ein schwieriger Prozess bleibt.Frühe Astronomen bemerkten Muster am Himmel und versuchten, sie zu organisieren, um ihre Bewegung zu verfolgen und vorherzusagen. Bekannt als Sternbilder, halfen diese Muster den Menschen der Vergangenheit, die Jahreszeiten zu messen. Die Bewegung der Sterne und anderer Himmelskörper wurde auf der ganzen Welt verfolgt, war aber vor allem in China, Ägypten, Griechenland, Mesopotamien, Mittelamerika und Indien verbreitet.

Das Bild eines Astronomen ist eine einsame Seele an einem Teleskop während aller Stunden der Nacht. In Wirklichkeit wird die meiste Hardcore-Astronomie heute mit Beobachtungen an entfernten Teleskopen – am Boden oder im Weltraum – durchgeführt, die von Computern gesteuert werden, wobei die Astronomen computergenerierte Daten und Bilder studieren.

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