Bild: Deutsches Museum
Astronomie
Themen der Ausstellung Astronomie
Das Universum auf 1100 qm – über drei Etagen in die unendlichen Weiten. Diese Themen und Inhalte erwarten Sie in der Ausstellung:
Modell von Schloss Uraniborg mit der Sternwarte des dänischen Astronomen Tycho Brahe (1546–1601). Für seine Messungen stand ihm noch kein Fernrohr zur Verfügung. Bild: Deutsches Museum | Christian Illing
Universum und Sternenhimmel
Im Einführungsbereich erhalten Sie einen Überblick über den Aufbau des Universums. Unsere Erde ist einer von acht Planeten im Sonnensystem (der neunte Planet Pluto wurde 2006 zum Kleinplaneten zurückgestuft). Die Sonne ist ein Stern. Sie bildet mit Milliarden anderer Sterne eine Galaxie, unsere Milchstraße. Gemeinsam mit Milliarden anderer Galaxien ist diese Teil noch größerer Strukturen.
Im Universum kommen große Entfernungen vor, die mit den auf der Erde gebräuchlichen Längenmaßen nicht anschaulich anzugeben sind. Man verwendet deshalb in der Astronomie eigene Längenmaße, darunter das Lichtjahr.
Wie ist das Universum aufgebaut? Dieser Bereich befasst sich mit dem Aussehen des Sternenhimmels. Das Licht der Sterne kommt aus verschiedenen Richtungen und Entfernungen mit unterschiedlicher Intensität zu uns. Sterne haben eine bestimmte Position, Entfernung und Helligkeit. Die Messung der Sternpositionen, die Astrometrie, und die verschiedenen Bewegungen, die sich am Himmel vollziehen, werden ausführlich behandelt. Eindrucksvolle Exponate sind hier der große Mauerquadrant und die Modelle der Sternwarten der Astronomen Tycho Brahe und Hevelius aus dem 16. Jahrhundert.
Ingenieurmodell des ROSAT-Röntgensatelliten in Originalgröße. Mit diesen Satelliten wurden von 1990 bis 1999 viele Röntgenquellen am Himmel beobachtet. Bild: Deutsches Museum | Christian Illing
Astrophysik und astronomische Instrumente
Mitte des 19. Jahrhunderts erlebte die Astronomie eine Revolution. Hatten die Astronomen bis dahin nur die Richtung vermessen, aus der das Licht der Sterne kommt, so begannen sie nun, die Menge und Zusammensetzung des Sternenlichtes zu untersuchen. Mit diesen neuen astrophysikalischen Methoden war es möglich, Aussagen über die stoffliche Zusammensetzung der Sterne, ihre Entfernung und sogar ihr Bewegungsverhalten zu machen.
Objekte des Himmels senden nicht nur im Bereich des sichtbaren Lichtes Strahlung aus. Auch in den Wellenlängenbereichen des elektromagnetischen Spektrums und durch Teilchenstrahlung erhalten wir Informationen über das Universum. Nur sichtbares Licht, Radiowellen und ein schmaler Bereich der Infrarotstrahlung erreichen die Erdoberfläche. Die anderen Bereiche elektromagnetischer Strahlung werden durch die Atmosphäre der Erde abgeschwächt oder ganz absorbiert. Dies betrifft Mikrowellen, Infrarot, Ultraviolett, Röntgen- und Gammastrahlung und fast alle Teilchenstrahlen mit Ausnahme der Neutrinos. Teleskope, die in diesen Bereichen beobachten, können nur in großen Höhen über der Atmosphärenschicht, also im Weltraum arbeiten.
Instrumente zur Positionsbestimmung am Sternenhimmel. Bild: Deutsches Museum | Christian Illing
Sternentwicklung
Das Werden und Vergehen der Sterne: Alle Sterne werden geboren, leben Millionen bis Milliarden von Jahren und sterben. Sie entstehen aus großen Gas- und Staubwolken im Weltall und werden zu heißen Gasbällen. In ihrem Inneren laufen Kernfusionsreaktionen ab. Sterne mit großer Masse brennen schneller aus. Sie enden als Neutronensterne oder als Schwarze Löcher. Sterne mit geringerer Masse haben ein längeres Leben. Sie enden als Weiße Zwerge, die sehr langsam abkühlen und schließlich unsichtbar werden. Die meisten dieser Entwicklungsstadien eines Sterns lassen sich am Himmel beobachten.
All diese Erkenntnisse erhalten Astronomen durch die Analyse von Sternspektren und photometrische Methoden, das heißt die Bestimmung der Helligkeit eines einzelnen Sterns in einem bestimmten Farbbereich seines Lichtes.
Großer Andromedanebel. Bild: Deutsches Museum
Großstrukturen im Universum
Galaxien und Haufen: Die leuchtende Materie ist im Kosmos nicht gleichmäßig verteilt. Sterne, Sternhaufen, Gas- und Staubwolken bilden unsere Milchstraße. Die Sonne läuft mit ihren Nachbarsternen in 200 Millionen Jahren um das Zentrum der Milchstraße. Außerhalb der Milchstraße gibt es Hunderte Milliarden weiterer Galaxien. Seitdem es möglich ist, die Entfernung von Galaxien zu messen, können wir uns eine grobe räumliche Vorstellung von der beobachtbaren Welt machen: Alle Galaxien bewegen sich von uns weg und zwar umso schneller, je weiter sie von uns entfernt sind. Astronomen sprechen deshalb auch von Galaxienflucht.
Bild: Deutsches Museum
Unser Stern – die Sonne
Wussten Sie, dass die Sonne ein Stern ist? Der einzige Stern, der nahe genug ist, um ihn im Detail erforschen zu können. Dabei zeigt die Oberfläche der Sonne vielfältige Strukturen. Hier erfahren Sie, welche wichtigen Schritte zu unserem Verständnis der Sonne geführt haben: Am Anfang stand die Zerlegung des weißen Sonnenlichts in Regenbogenfarben, dann entdeckte Joseph von Fraunhofer dunkle Linien in diesem Spektrum. Diese wurden als "Fingerabdrücke" der chemischen Elemente auf der Sonne erkannt.
Ein bedeutendes Exponat in diesem Teil der Ausstellung ist ein Modell der Sonne. Sie erkennen daran, dass die Atmosphäre der Sonne aus drei Schichten besteht: der Lichthülle (Photosphäre), der Farbhülle (Chromosphäre) mit Protuberanzen und dem Strahlenkranz (Korona). Die Sonnenenergie entsteht im Inneren der Sonne. Dort verbrennt ein atomares Feuer Wasserstoff zu Helium. Diese Kernfusionsreaktionen laufen schon seit 4,5 Milliarden Jahren und doch ist erst die Hälfte des Brennstoffs verbraucht.
Versteckter Mond. Bild: Deutsches Museum
Himmlisches Uhrwerk – unser Planetensystem
Die Erde ist nicht der Mittelpunkt des Universums. Sie zieht mit weiteren sieben Planeten und einigen Kleinplaneten nach den Gesetzen der Physik ihre Bahn um die Sonne. Diese Erkenntnis prägt seit dem 17. Jahrhundert ganz entscheidend unser Weltbild. Lassen Sie die Planeten kreisen: Die wichtigsten Eigenschaften der Planetenbewegung lassen sich in diesem Teil der Ausstellung an einer Planetenrollbahn mit umlaufenden Metallkugeln simulieren.
Die Planeten erscheinen am Nachthimmel nur als leuchtende Punkte, die langsam vor dem Hintergrund der Fixsterne wandern, doch sind sie eigene Welten. Die inneren Planeten – Merkur, Venus, Erde und Mars – sind aus Gestein. Die äußeren Planeten, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun, sind aus Gas, viel größer und ohne feste Oberfläche. Wie faszinierend die Welt der Planeten und ihrer Monde sein kann, verraten uns Forschungssatelliten, die sich auf Umlaufbahnen von Planeten befinden oder sogar Landefahrzeuge, die auf deren Oberfläche aufsetzen, wie beim Mars.
Blick in die Ausstellung. Bild: Deutsches Museum | Christian Illing
Kosmologie
Eine Zeitreise durch unseren Kosmos: Der Bereich Kosmologie lädt Sie auf eine Reise ein, die vor 13,7 Milliarden Jahren mit dem Urknall beginnt und mit einem Blick auf die Zukunft des Universums endet. Auf dem Weg erfahren Sie, wie sich Raum, Zeit, Materie und die großen Strukturen im Weltall gebildet haben. Ein Ausflug in das heutige Universum beschreibt den Lebenszyklus von Sternen, den Aufbau und die Entwicklung von Galaxien – und die Rolle, die Schwarze Löcher dabei spielen.
In der Raummitte befindet sich ein Kino, eine Sitz- und Liegefläche, auf der den BesucherInnen eine etwa 10-minütige Videoprojektion mit der Entwicklungsgeschichte des Weltalls präsentiert wird. Experimente zum Mitmachen zeigen unter anderem, wie wichtig die Dunkle Materie ist oder warum es auf der Erde Sauerstoff, Eisen und Gold gibt.
Die Ausstellung verknüpft auf 100 qm Erkenntnisse aus der Astronomie und Kosmologie, der Astro-, Kern- und Teilchenphysik. So wird die Geschichte des Universums aus verschiedenen Blickwinkeln erzählt.
"Entwicklung des Universums" ist ein Gemeinschaftsprojekt von fünf Forschungsinstituten in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Museum: Exzellenzcluster Universe der Technischen Universität München und der Ludwig-Maximilians-Universität München, European Southern Observatory (ESO), Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA), Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE), Max-Planck-Institut für Physik (MPP).
Exzellenzcluster Universe: Rundgang durch die Kosmologie
Rundgang durch die Kosmologie
Ein Schaufenster der aktuellen Forschung
Kurator Christian Sicka zeigt in dem 30-minütigen Video Highlights der Kosmologie-Ausstellung. Vor 13,7 Milliarden Jahren begann die Entwicklung unseres Universums.
