Astronomie

die Wissenschaft von der im Weltall vorhandenen Materie, ihren Bewegungen, ihrer Verbreitung, ihrer physikalischen Zusammensetzung und ihrer Entstehung und Entwicklung.

Die Astronomie ist seit den ältesten Zeiten bekannt und Mutter vieler anderer Wissenschaften (Mathematik, Physik, Geographie u. a.). In den frühen Kulturen (Babylonien, Ägypten, China) bestand die Astronomie aus einfachen Beobachtungen der Gestirnsbewegungen. Eine theoretische Deutung fehlte. Erst die Griechen (5. Jahrhundert v. Chr. bis 2. Jahrhundert n. Chr.) entwickelten die Astronomie als Wissenschaft. So wurde die Bewegung der Planeten dadurch erklärt, dass diese nicht direkt um die Erde erfolgt, sondern auf einem zweiten Kreis, der auf die erste Kreisbewegung aufgesetzt ist (Epizykeltheorie). Die Erde wurde als Kugel erkannt und die ersten noch ungenauen Entfernungsbestimmungen (Sonne und Mond) durchgeführt. Im 15. Jahrhundert wurden die Schwächen des geozentrischen Weltbildes offenkundig. So stellte N. Kopernikus im 16. Jahrhundert das heliozentrische Weltbild auf. J. Kepler konnte aufgrund der Beobachtungen von T. Brahe zeigen, dass die Planeten nicht in Kreis-, sondern Ellipsenbahnen um die Sonne laufen. Die himmelsmechanische Begründung für die Bewegung der Gestirne lieferte schließlich I. Newton mit seiner Theorie der Gravitation. Bis zum 17. Jahrhundert war fast ausschließlich das Sonnensystem Gegenstand der Astronomie; seit dem Ende des 18. Jahrhunderts datiert die Erforschung des Systems der Fixsterne (Milchstraßensystem).

Erst im 20. Jahrhundert ist die astronomische Forschung bis zu den Grenzen des sichtbaren Weltalls (System der Spiralgalaxien) vorgestoßen. Astronomie wird heute nicht nur von Erdobservatorien aus betrieben, sondern auch von Satelliten und Raumsonden. Die Astronomie gliedert sich in wichtige Teilgebiete: Die Himmelsmechanik ist die Lehre von der Bewegung der Himmelskörper. Die Grundlagen sind die Kepler’schen Gesetze bzw. das Newton'sche Gravitationsgesetz; sie dienen u. a. zur Bestimmung der Planetenbahnen oder zur Massebestimmung von Himmelskörpern. Die Astrometrie bestimmt die Positionen (Örter) der Gestirne. Die Stellarastronomie erforscht den Aufbau und die Bewegungsverhältnisse von Sternsystemen. Die Astrophysik, häufig als eigenständige Wissenschaft angesehen, beschäftigt sich u. a. mit der Atmosphäre, dem inneren Aufbau und der Entwicklung von Sternen. Hierbei benutzt sie die Astrospektroskopie (Analyse des Sternlichtes) und die Astrophotometrie (Helligkeitsmessung).

Unterschieden nach beobachtetem Wellenlängenbereich untersuchen Radio-, Infrarot-, Ultraviolett-, Röntgen- und Gammastrahlenastronomie die elektromagnetische Strahlung unterschiedlichster kosmischer Strahlungsquellen (z. B. von Pulsaren, Galaxien u. a.). Neben der elektromagnetischen Strahlung werden auch aus dem Weltall kommende Teilchenstrahlungen analysiert; z. B. geben die bei der Energieerzeugung in den Sternen, insbesondere auch von unserer Sonne freigesetzten Neutrinos Auskunft über die Kernfusionsprozesse im Sonneninneren (Neutrinoastronomie).

Die Entstehung und Entwicklung der Himmelskörper, besonders der Planeten, erforscht die Kosmogonie, während die Kosmologie die Entstehung sowie die räumliche und zeitliche Entwicklung des Weltalls als Ganzem untersucht.