Einführung in Astronomie und Astrophysik

Arnold Hanslmeier
Einführung in Astronomie und Astrophysik

(sfbentry)
Springer Verlag
ISBN: 978-3-642-37699-3
Bildung, Sachbuch
3. Aufl. 2014 18.12.2013
XIX, 624 S. – 24,0 x 16,8 cm
Paperback

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Der Autor

Arnold Hanslmeier ist Professor für Astronomie an der Universität Graz, wo er neben seinen Forschungsarbeiten zur Himmelsmechanik und Sonnenphysik seit vielen Jahren die Grundvorlesung für Astronomie hält. Forschungsaufenthalte an internationalen Instituten in Europa und USA dokumentieren sich in den mehr als hundert Fachpublikationen und seinen Büchern, darunter die populärwissenschaftlichen Titel „Astronomie“ und „Gefahr von der Sonne“.
(Quelle: Springer Verlag)

Das Buch

Mit dieser “Einführung in Astronomie und Astrophysik” legt der Astronomie-Professor Arnold Hanslmeier ein Lehrbuch vor, das ohne Weiteres zum Lernen oder zur Vorbereitung auf eine Astronomieprüfung hergenommen werden kann. Wie immer bei solchen Empfehlungen gilt es darauf zu achten, dass der im Studium durchgenommene Stoff abgedeckt wird. In diesem Sinne bietet dieses Buch ein erfreulich breites Spektrum mit teilweise recht detaillierten physikalischen Herleitungen.

Nach dem ersten Kapitel, in dem der Leser mit allen für die Astronomie relevanten Grundbegriffen und Definitionen ausgestattet wird (Koordinatensysteme, Sternpositionen, usw.), verschafft der Autor in der “Geschichte der Astronomie” einen Überblick über die Anfänge der Beobachtung von Himmelskörpern in vorgeschichtlicher Zeit bis hin zur Astronomie der Neuzeit, zur modernen Astrophysik und zur Kosmologie, mit teilweise sehr anschaulichen Erklärungen beispielsweise der historischen Weltbilder oder dem Zustandekommen der Marsschleifen. Im Kapitel “Himmelsmechanik” werden Bewegung und Bahnen von Mond und den Planeten berechnet. Interessant hier, nicht nur wegen des kleinen Blickes über den astronomischen Tellerrand, ist das Beispiel der Abschätzung für die Stärke von Gezeitenkräften: es wird berechnet, welchen Einfluss der Mond auf den Wassertransport in Lebewesen ausübt. Unter anderem werden noch das Zwei-, Drei- und N-Körperproblem diskutiert, dabei das zweite Keplersche Gesetz (Flächensatz) sauber hergeleitet, und auf Vielteilchensysteme eingegangen. Erwähnenswert sind hier noch die Unterkapitel über den Raumflug und Resonanzen im Planetensystem.

Es folgen Kapitel über “Astronomische Instrumente”, “Physik der Körper des Sonnensystems”, “Die Sonne”, “Zustandsgrößen der Sterne”, “Sternatmosphären”, “Sternaufbau”, “Sternentwicklung”, “Interstellare Materie”, “Die Galaxis”, “Extragalaktische Systeme” und “Kosmologie”; des Weiteren findet man mit “Astrobiologie” ein Kapitel über ein vor allem in Lehrbüchern über Astronomie noch nicht sehr weit verbreitetes Thema und im letzten Kapitel schließlich eine nützliche Zusammenstellung mathematischer Methoden von der Statistik über Differentialgleichnungen bis hin zu Fouriermethoden und Vektorrechnung. Den Abschluss bildet ein Anhang mit Testfragen und Tabellen, sowie Literaturangaben und ein sehr gutes Sachverzeichnis.

Auf jedes Kapitel kann und möchte ich nicht im Einzelnen eingehen, trotzdem hier noch ein paar Bemerkungen zu zwei der Themen, die in “Physik der Körper des Sonnensystems” (Kapitel 6) behandelt werden und die mir besonders spannend oder bemerkenswert erscheinen. Im Abschnitt “Der Mond” werden verschiedene Hypothesen diskutiert, wie unser Mond entstanden sein könnte. Aus dieser Auswahl kristallisiert sich zum Schluss diejenige heraus, die am wenigsten Probleme aufwirft und die Fakten am besten widerspiegelt. In diesem Fall ist es die Kollisionshypothese, bei der ein marsgroßer Körper mit der frühen Erde zusammengestoßen und sich aus dem Material, das dabei herausgeschlagen wurde, unser Trabant gebildet haben soll. Wie gesagt, es handelt sich nur um Hypothesen, aber man erkennt sehr schön die wissenschaftliche Vorgehensweise, die zum Ausschluss der unwahrscheinlichsten Annahmen führt. Bei der Besprechung des Mars im selben Kapitel stellt der Autor ein paar interessante, wenn auch ernüchternde Gedanken zum Terraforming an, die zu dem Schluss führen, dass es trotz einiger Gemeinsamkeiten, die Erde und Mars aufweisen, in absehbarer Zeit nicht gelingen wird, den roten Planeten für Menschen bewohnbar zu machen.

Der Text liest sich angenehm flüssig; die Rechnungen, sowohl in den Herleitungen als auch in den Beispielen sind gut nachvollziehbar und klar vom übrigen Text abgesetzt; Formeln und (Zwischen-)Ergebnisse sind nummeriert. Die sehr guten und seit dieser Auflage farbigen Illustrationen tragen dabei viel zum Verständnis bei und die Fotos einiges zur Motivation. Man glaubt kaum, wie viel lieber man ein Buch in die Hand nimmt, wenn es über hübsche Farbfotografien verfügt. Toll ist, dass die physikalischen Herleitungen immer genau dort sind, wo sie benötigt werden: die geometrische Optik bei den Teleskopen, eine Einführung in die Atomphysik bei der Spektroskopie, die quantenmechanische Beschreibung des Wasserstoffatoms dient als Einführung in die Physik der Sternatmosphäre zusammen mit ein bisschen Thermodynamik usw. Jedes Kapitel endet mit einer Reihe von Aufgaben, deren Lösungen, die teilweise nur aus einem Hinweis für die Berechnung bestehen, dummerweise direkt unter der jeweiligen Aufgabe stehen. Am besten arbeitet man mit einem Blatt Papier zum Abdecken. Davon abgesehen, helfen die Aufgaben sehr dabei, den Stoff besser zu verstehen und die Rechnungen zu verinnerlichen.

Insgesamt macht das Buch für eine Einführung einen sehr soliden und vor allem schicken Eindruck. Für ein weiterführendes Studium kann man sich ohne Weiteres an den Literaturangaben im Anhang orientieren.

Fazit

“Einführung in Astronomie und Astrophysik” ist ein gelungenes Lehrbuch mit übersichtlichen und sehr gut nachvollziehbaren Herleitungen für die verschiedenen Bereiche der Physik. Ansprechend illustriert und klar strukturiert vermittelt es gutes astronomisches Grundlagenwissen für Studenten.

Copyright © 2014 by Michael Bahner

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