Auf dem Weg zur Erklärung der Welt: Meilensteine der Physik und Astrophysik
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Berlin
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2014
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INHALT
EINLEITUNG 5
1 DER FORSCHUNGSBETRIEB HEUTE 7
2 GLAUBE UND WISSEN 13
3 UEBER DEN WEG ZUR EINHEIT DES WELTBILDES IN DER RENAISSANCE 19
3.1 AUGUSTINUS: VOM MANICHAEER ZUM PREDIGER DER VERDAMMNIS 19
3.2 AVERROES: DER KOMMENTATOR 23
3.3 DAS ASTRONOMISCHE WISSEN DER ANTIKE 25
3.4 THOMAS: TODESSTRAFE FUER FALSCHMUENZEREI UND HAERESIE 29
3.5 NIKOLAUS VON KUES 30
3.6 REGIOMONTANUS: JOHANN MUELLER AUS KOENIGSBERG 31
3.7 NIKOLAUS KOPERNIKUS: DER DOMHERR AUS FRAUENBURG 32
3.8 GIORDANO BRUNO: EXKOMMUNIZIERT UND VERBRANNT 34
3.9 TYCHO BRAHE: DER GENAUE BEOBACHTER MIT DER BLECHNASE 37
3.10 GALILEI: DER POLEMISCHE BEGRUENDER DER KLASSISCHEN PHYSIK 39
3.11 KEPLER: VOM MYSTISCHEN ZUM PHYSIKALISCHEN WELTBILD 44
3.12 RENE DESCARTES: MODERNER NEUZEITLICHER RATIONALISMUS 51
4 MEILENSTEINE DER NEUZEITLICHEN PHYSIK UND ASTROPHYSIK 55
4.1 NEWTON UND DIE WETTEIFERNDEN HERREN DER ROYAL SOCIETY 57
4.2 BEGINN EXTRATERRESTRISCHER PHYSIKALISCHER UNTERSUCHUNGEN 65
4.3 NICHT-OPTISCHE ASTRONOMIE 71
4.4 DIE MAXWELLSCHEN GLEICHUNGEN 76
4.5 DAS EXPERIMENTUM CRUCIS 81
4.6 DIE SPEZIELLE RELATIVITAETSTHEORIE 85
4.7 DIE ALLGEMEINE RELATIVITAETSTHEORIE 93
4.8 QUANTENMECHANIK 107
4.8.1 DUALISMUS WELLE/TEILCHEN, UNSCHAERFERELATION 108
4.8.2 SCHROEDINGERS WELLENMECHANIK 112
4.8.3 DOPPELSPALT-EXPERIMENT UND KOPENHAGENER DEUTUNG 114
4.8.4 FEYNMAN'S PFADINTEGRALMETHODE 117
4.8.5 VERSCHRAENKUNG UND DAS EINSTEIN-PODOLSKY-ROSEN-ARGUMENT 124
4.9 KERN- UND ELEMENTARTEILCHENPHYSIK 126
4.9.1 DER ANFANG DER KERNPHYSIK 127
4.9.2 DIE DIRAC-GLEICHUNG 129
4.9.3 TEILCHEN UND DIE QUARKS 135
4.9.4 EIN ORDNUNGSVERSUCH 138
4.9.5 DAS STANDARDMODELL DER ELEMENTARTEILCHEN 143
4.9.5.1 DAS NOETHER-THEOREM 144
4.9.5.2 EICHTHEORIE 148
4.9.5.3 QUANTENFELDTHEORIEN UND HIGGS-BOSON 157
4.9.5.4 FEYNMAN-DIAGRAMME UND FEYNMAN-KALKUEL 166
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5 DIE ERKLAERUNG DER WELT 175
5.1 DIE EXPANSION DES UNIVERSUMS 176
5.1.1 DIE ROBERTSON-WALKER-METRIK 178
5.1.2 DIE FRIEDMANN-GLEICHUNGEN 180
5.1.3 DAS EINSTEIN-DE SITTER-MODELL 187
5.2 DIE KOSMISCHE ROTVERSCHIEBUNG 189
5.2.1 DER VERZOEGERUNGSPARAMETER 194
5.2.2 DISTANZEN IM UNIVERSUM 196
5.2.3 MESSUNG DER DISTANZEN IM UNIVERSUM 205
5.2.3.1 CEPHEIDEN UND RR LYRAE-STERNE 210
5.2.3.2 NOVAE 212
5.2.3.3 SUPERNOVAE VOM TYP IA 213
5.2.3.4 DIE TULLY-FISHER-METHODE 215
5.3 DIE KOSMISCHE INFLATION 217
5.4 DUNKLE MATERIE 229
5.5 DUNKLE ENERGIE 242
5.6 NUKLEOSYNTHESE 245
5.6.1 PRIMORDIALE NUKLEOSYNTHESE 248
5.6.2 WASSERSTOFF UND HELIUM 254
5.6.3 ENTSTEHUNG DER GALAXIEN 256
5.6.4 STERNENTSTEHUNG 263
5.6.5 NUKLEOSYNTHESE IN STERNEN 271
5.6.5.1 WASSERSTOFFBRENNEN 272
5.6.5.2 HELIUMBRENNEN 275
5.6.5.3 KOHLENSTOFF-, SAUERSTOFF-, NEON- UND SILIZIUMBRENNEN 280
5.6.6 NUKLEOSYNTHESE MIT NEUTRONEN 282
5.6.7 EXPLOSIVE NUKLEOSYNTHESE 286
5.7 PLANETEN UND ANDERE HIMMELSKOERPER 289
5.7.1 DIE PLANETENENTSTEHUNG NACH DERZEITIGEM WISSENSSTAND 290
5.7.2 DIE OBJEKTE UNSERES SONNENSYSTEMS 293
5.7.3 KOMETEN 296
5.7.4 METHODEN ZUR ENTDECKUNG EXTRASOLARER PLANETEN 299
5.7.5 HABITABLE ZONEN 306
5.7.6 EINIGE BESONDERE EXOPLANETEN 307
5.7.7 EINFLUSS DER METALLIZITAET AUF DIE PLANETENBILDUNG 309
5.7.8 PLANETARE MIGRATION UND BAHNRESONANZ 310
5.7.9 EINIGE MERKWUERDIGKEITEN IM SONNENSYSTEM 313
5.7.9.1 ENCELADUS UND DIE RINGE DES SATURN 313
5.7.9.2 DER GROSSE ROTE FLECK DES JUPITER 318
5.7.9.3 DER ASTEROIDENGUERTEL 319
5.7.9.4 OLYMPUS MOENS AUF DEM MARS 323
5.7.9.5 SONNENERUPTIONEN 325
6 UEBER DEN BEGINN DES LEBENS AUF DER ERDE 333 |
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