Arbeitsgruppen

Die Kosmologie, „die Lehre von der Welt“, umfasst so ziemlich alles, was mit dem Weltall zu tun hat, vom Anfang und Ende des Universums. Natürlich spielen die gegenwärtigen Strukturen mit durchs All rasenden Galaxien, gewaltigen Supernovae, schwarzen Löchern, und die großen Mysterien der Dunklen Materie und Energie, eine große Rolle. Zunächst befassen wir uns mit der historischen Entwicklung unserer Vorstellung des Universums. Anschließend wenden wir uns den großen Beiträgen der Herren Hubble, Friedmann, Einstein und Hawking zu. Weiterhin werden unter anderem Differentialgleichungen und kosmologische Konstanten unseren Weg kreuzen. Überdies verspreche ich denjenigen, die routiniert ableiten und integrieren, dass etwas Neues und Interessantes in der Teilchenphysik und Relativitätstheorie geboten wird.

Farbenfrohe, atemberaubende Bilder z.B. vom Hubble-Teleskop hat wahrscheinlich jeder schon einmal gesehen. Allerdings kann man bereits mit einfacher Ausrüstung die vielfältigen Eindrücke des Nachthimmels festhalten. Wir werden uns mit verschiedenen Objekten und Aufnahmetechniken beschäftigen. Dabei verwenden wir Spiegelreflex-, Video- oder spezielle Astrokameras um durch Teleskope und Teleobjektive detailreiche Bilder von Nebeln, der Milchstraße, den Planeten oder fernen Galaxien zu machen (siehe Foto links von 2020).
Bei klarem Himmel werden wir Nachts draußen sein und Ihr könnt Eure eigenen Fotos aufnehmen. Anschliessend lernen wir, wie man diese richtig bearbeitet. Ein Laptop ist sinnvoll, Teleskope und Kameras können zur Verfügung gestellt werden.

Galaxien, Sternhaufen, Quasare, planetarische Nebel oder die Planeten des Sonnensystems sind mit dem bloßen Auge teils nur als Lichtpunkte oder gar nicht sichtbar. Schon mit kleinen Teleskopen und ohne physikalisches Vorwissen kann jeder die unendlichen Weiten des Alls selbst erkunden.
In dieser AG werdet ihr lernen euch am Sternenhimmel zu orientieren, wie man mit Teleskopen umgeht und was ihr alles für spannende Objekte beobachten könnt. Wenn das Wetter passt, werden wir zusammen mit euren oder den im Camp bereitgestellten Teleskopen beobachten.
Vorkenntnisse oder astronomische Ausrüstung sind nicht erforderlich.

Um unsere Erde ziehen derzeit über 950 Satelliten, die darauf spezialisiert sind unseren kleinen blauen Ball in all seinen Eigenschaften gründlich zu vermessen, ihre Bahn. Auch wenn wir andere Planeten genauer untersuchen wollen als wir es mit Teleskopen können, brauchen wir Satelliten. Was so ein Satellit an Messgeräten mit sich tragen kann – von optischen Sensoren, über Radar zu Gravimetern, wie sie funktionieren und was man damit alles messen kann, erfahrt ihr in dieser AG.
Wir befassen uns mit derzeit laufenden Satellitenmissionen, sehen uns tatsächliche Messdaten von Satelliten der ESA an und werden auch praktisch mit ihnen arbeiten. Am Ende designen wir vielleicht auch unsere eigene kleine Satellitenmission!
Ihr braucht einen Laptop, und zum Verständnis wäre Oberstufenmathematik und Physik, sowie grobe Grundkenntnisse über den Aufbau von Planeten hilfreich.

Stell dir vor, es gäbe Teilchen, die quer durch die gesamte Erde fliegen und selbst von modernster Technik kaum nachgewiesen werden können – und doch spielen sie eine entscheidende Rolle für das Schicksal des Universums. Gibt es nicht? Gibt es doch! Neutrinos können erst seit einigen Jahrzehnten mit cleveren (und meist riesigen) Experimenten nachgewiesen werden. Sie haben einzigartige Eigenschaften und stellen die Wissenschaft immer wieder vor Rätsel. Ein Blick auf die Geschichte des Universums zeigt jedoch: ohne Neutrinos wäre alles ganz anders verlaufen. Lasst uns gemeinsam das Versteckspiel dieser geheimnisvollen Teilchen verstehen und nachvollziehen, mit welchen Methoden man ihre verbleibenden Rätsel zu lösen versucht!

Notwendig: Funktionen und Gleichungen
Hilfreich: Ableitungen, Vektoren

Die Quantenphysik hat seit ihrer ersten Entwicklung vor über 100 Jahren mittlerweile auch fast alle anderen Zweige von Physik, Chemie und Astronomie erobert. Kaum ein modernes Forschungsgebiet kommt ohne sie aus und moderne technische Produkte LEDs, Mikrochips oder Laser wären ohne sie unmöglich! Doch was genau ist eigentlich Quantenphysik? Wie wird sie formuliert und warum unterscheidet sie sich so stark von den „klassischen“ physikalischen Theorien? Können Teilchen wirklich an zwei Orten gleichzeitig sein? Und was hatte E. Schrödinger eigentlich gegen Katzen? Diesen und anderen Fragen werden mit spannenden Beispielen und Gedanken-Experimenten aus der Quantenmechanik gemeinsam nachgehen. Damit dir dabei nicht schon nach der ersten Gleichung der Kopf schwirrt, solltest du am Besten bereits mit den Konzepten der Oberstufenmathematik vertraut sein.

Notwendig: Funktionen und Gleichungen
Hilfreich: Vektoren

Was haben Steine eigentlich mit Astronomie zu tun? Die Antwort darauf finden wir, wenn wir uns mit Planeten, Monden und Zwergplaneten beschäftigen. Doch wie sind diese Himmelskörper unseres Sonnensystems aufgebaut? Was ist an ihnen besonders? Wie können wir sie erforschen und was erhoffen wir uns, zu erfahren? Welche Gemeinsamkeiten hat unser kleiner blauer Planet mit seinen Geschwistern und natürlich: Sind Marssteine überhaupt das gleiche wie Erdsteine? Von kleinen hochvulkanischen Trabanten zu riesigen stürmischen Gaskugeln werden wir unsere planetaren Nachbarn gemeinsam genauer unter die Lupe nehmen. Vorkenntnisse oder Mathekenntnisse werden nicht benötigt! Hauptsache ihr bringt viel Interesse und Spaß an Planeten und Monden mit!

In dieser AG werden wir die faszinierende Welt der Planetenbewegungen erkunden und uns mit den Gesetzen beschäftigen, die die Bewegung von Himmelskörpern im Weltraum beschreiben. Wir werden die Keplerschen Gesetze herleiten und verstehen, wie die Bahnen von Planeten um die Sonne aussehen. Darüber hinaus werden wir uns mit spezielleren Beispielen wie den Lagrange-Punkten befassen, die besondere Positionen im Raum sind, an denen die Gravitationskräfte von Himmelskörpern ein Gleichgewicht bilden. Wir werden herausfinden, warum diese Punkte für Raumfahrtmissionen von großer Bedeutung sind und wie sie berechnet werden können. Zum Schluss werden wir anhand kleiner Computersimulationen eigene Planetensysteme modellieren.

Notwendig: Ableitungen, Vektoren