Das Weltall mit seinen Sonnensystemen, Galaxien, Sternen und Planeten ist mit seiner unglaublichen Weite und Komplexität atemberaubend. Es gibt so viel, das wir noch nicht wissen – und wir haben so ein universelles Verständnis davon, dass wir so wenig wissen. Damit liegt die Faszination auf der Hand.

Was ist ein schwarzes Loch? Was genau hat den Urknall ausgelöst? Wie funktioniert Schwerkraft genau und welche Kräfte sind dabei aktiv? Wird es jemals möglich sein, über unsere Galaxie hinaus zu reisen? All diese Fragen, die man sich schon als Kind stellt, werden tatsächlich nicht klarer, wenn man älter wird. Die größten Wissenschaftler dieser Welt – Experten der Astronomie und der Physik – könnten sie genauso wenig beantworten.

Das liegt daran, dass wir in der Tat noch ganz am Anfang der Erforschung des Universums stehen. Klar, wir denken, dass wir ziemlich gute Teleskope haben, dass wir in bisschen was über Sternenformationen wissen und wir haben soeben erst Gravitationswellen beobachtet. Doch jeder, der etwas von der Materie versteht, sagt uns, dass wir gerade einmal an der Oberfläche kratzen. Es gibt noch viel mehr zu entdecken.

Deshalb ist die Branche der Weltraumforschung so aktiv – und es gibt mehr Arbeitsplätze im Rahmen von Forschungsprojekten und Studien als du eventuell für möglich halten würdest.

Auf dem Land ist die Milchstraße leicht zu erkennen. | Quelle: Unsplash

In diesem Artikel wollen wir uns mit den Hauptdisziplinen in der Weltraumforschung auseinandersetzen: Kosmologie, Astronomie und Astrophysik. Obwohl sich diese drei Bereiche teils überschneiden, unterscheiden sie sich ebenso. Jeder, der weltraumbegeistert ist, sollte diese Unterschiede kennen.

Nehmen wir sie einmal unter die Lupe.

Erfahre, woher wir unser Wissen haben und welche wichtigen Entdeckungen der Astronomie und Astrophysik und hierher gebracht haben.

Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen Kosmologie, Astronomie und Astrophysik?

Die drei zentralen Disziplinen, die sich mit der Erforschung des Weltalls auseinandersetzen, sind Astronomie, Astrophysik und Kosmologie. Wie bereits gesagt gehen sie alle Hand in Hand – das bedeutet ein Kosmologie könnte nicht ohne die Daten arbeiten, die ein Astrophysiker bereitgestellt hat usw. Die Unterschiede zwischen den Disziplinen sind jedoch wichtig.

Stell dir einen Philosophen vor, der sich hauptsächlich mit politischen Theorien beschäftigt. Um seine Theorien zu entwickeln, muss dieser Philosoph die Welt um ihn herum beobachten – was passiert und wer macht was. Er muss sich außerdem die nicht direkt erkennbaren Zusammenhänge verstehen, die politische Trends auslösen. Wie wirkt sich die Wirtschaft auf die Politik aus? Oder der Klimawandel? Oder die Religion?

Ein ähnliche Analyse muss in der Weltraumforschung durchgeführt werden.

Kosmologen untersuchen die Ursprünge und die Entwicklung des Weltraums – vom Urknall zur unendlichen Ausdehnung des Weltalls.

Sie erhalten jedoch einen Großteil ihrer Daten dafür von Astronomen. Diese nutzen Techniken der Beobachtung, um Himmelskörper – also Sterne und Planeten – zu identifizieren, kategorisieren und zu beschreiben.

Auch sie erhalten ihre Daten von Astrophysikern. Wenn die Astronomie die Untersuchung des Weltalls im Allgemeinen ist, dann ist die Astrophysik der Versuch, die Prozesse zu verstehen und zu erklären, die das Universum zu dem machen, was es ist. Astrophysik ist sozusagen eine Unterkategorie der Astronomie – allerdings untersuchen Astronomen ggf. Die chemische Zusammensetzung eines Planeten wohingegen Astrophysiker ausschließlich die physikalischen Zusammenhänge beschreiben.

Genau wie unser beispielhafter Philosoph beschränkt sich jemand, der sich mit der Erforschung des Weltraums beschäftigt nicht unbedingt auf eine dieser drei Kategorien. Kosmologie, Astronomie und Astrophysik beschreibt, was jemand macht, nicht was er ist.

Sehen wir uns jede der drei Disziplinen genauer an.

Was ist Astronomie?

Fangen wir mit der Astronomie an. Sie ist vermutlich die breiteste alle Kategorien, da sie oft genug als Oberbegriff dient, der die anderen mit einschließt. Astrophysik ist essenziell astronomisch, wohingegen Kosmologie das astronomische Wissen über unser Sonnensystem, unsere Galaxie und unser Universum mit Philosophie verbindet.

Astronomie gab es von Anfang an

Die Astronomie ist sehr alt. Es gibt Belege dafür, dass sie schon von unseren Vorfahren praktiziert wurde, seitdem es die Menschen gibt. Man braucht kein riesiges Teleskop, um Astronom zu sein. Genauso wenig muss man die Milchstraße, Himmelskörper wie Asteroiden oder Kometen oder auch Planetensysteme und ihre Umlaufbahnen untersuchen.

Diese Dinge sind Forschungsgegenstand des Astronomen. Die Technik der Beobachtung gehört außerdem ebenso in den Bereich der Astronomie – nur dass sie sie auf viel fortschrittlichere Art nutzen.

Die alten Griechen waren sehr gute Astronomen. Aristarch von Samos fand beispielsweise bereits im dritten Jahrhundert vor Christus heraus, dass die Erde um die Sonne kreist – ein Umstand, den die Wissenschaft erst im 17. Jahrhundert beweisen konnte. Eratosthenes hingegen benutzte Schatten, um die Größe der Erde zu berechnen – und sein Ergebnis war unglaublich exakt.

Obwohl wir einiges über die alten Griechen wissen, wurde der älteste Kalender aller Zeiten in Aberdeenshire, Schottland gefunden. Er ist als der Warren-Field-Kalender bekannt und besteht aus zwölf Erdgruben, die den Mondphasen entsprechen. Es wird angenommen, dass er zehntausende Jahre alt ist.

Sternenkonstellationen sind faszinierend.
Die Sterne haben Menschen schon immer fasziniert.

Astronomie heute

In diesem Sinn zählt jede Erforschung anderer Planeten und des Universums – darunter auch das Beobachten der Sterne und Studien, die von der Erde aus durchgeführt werden–als Astronomie.

Heutzutage haben wir bessere Instrumente zur Verfügung, um solche Untersuchungen durchzuführen. Wir entdecken immer wieder neue Planten, Sterne und sogar Galaxien. Die Voyager 1 wurde im Jahr 2013 zum ersten Raumschiff, das an Neptun vorbei in die unendlichen Weiten außerhalb unseres Sonnensystems reiste.

Was ist Astrophysik?

Die Astronomie ist also die Disziplin der Weltraumforschung, die am weitesten gefasst ist. Astrophysik ist eine Unterdisziplin der Astronomie, die – richtig geraten – Physik und Astronomie miteinander verbindet.

Astronomie kartografiert die Positionen und die Bewegungen astronomischer Objekte, während die Astrophysik die Physik benutzt, um sie zu beschreiben.

Mit Physik das Weltall verstehen

Du weißt, was Physik ist und womit sie sich hauptsächlich beschäftigt: Thermodynamik, Atom- und Molekularphysik, Relativität, Quantenphysik – und Einiges mehr.

All diese Dinge stehen mit der Erde in Zusammenhang und wurden durch Versuche und Studien der Erde und ihrer physischen Eigenschaften entwickelt. Das Weltall bietet uns jedoch einen größeren Raum, in dem wir sie untersuchen können – sowie eine Reihe anderer Dinge.

Indem wir uns schwarze Löcher ansehen, können wir unser Wissen über die Schwerkraft erweitern. Wenn wir dunkle Materie und dunkle Energie untersuchen, müssen wir unser Wissen subatomarer Teilchen und der Teilchenphysik anwenden.

Es gibt jedoch so viel mehr, was wir in Bezug auf das Weltall nicht wissen oder verstehen, sodass die Astrophysik oft sehr theoretisch vorgeht. Dunkle Materie an sich ist, obwohl als Phänomen große Bekanntheit genießt, hochgradig spekulativ: Tatsächlich haben wir bisher keinen Beweis dafür, dass sie überhaupt existiert.

Wann wurde die Astrophysik ins Leben gerufen?

Astronomie gibt es schon seit Anbeginn der menschlichen Geschichte, bei Astrophysik ist das jedoch etwas anders.

Dis Disziplin wurde als solche tatsächlich erst bezeichnet, als Joseph von Fraunhofer begann, Spektroskopie – die Studie von Spektren – anzuwenden, um Rückschlüsse auf die materielle Beschaffenheit von Sternen und die Sternentstehung ziehen zu können.

Seitdem hat sich die Astrophysik zunehmend starker von der Astronomie abgespalten und der Großteil der großen Entdeckungen im Weltall entstehen im Rahmen der Astrophysik.

Und die Kosmologie?

Was ist dann also mit der Kosmologie? Wenn sich die Astronomie mit den Positionen und Bewegungen der Materie im Weltall beschäftigt und die Astrophysik sie erklärt, was genau macht dann also die Kosmologie?

Die NASA beschreibt die Kosmologie als die Erforschung der allgemeinen Eigenschaften des gesamten Universums – im Gegensatz zur Astronomie, die sich mit den einzelnen Objekten im Weltall beschäftigt.

Diese Definition gibt uns jedoch kein klares Bild von allem, das die Kosmologie ist und bereits war. Denn Kosmologie hat sich auch oft mit Spekulationen in der Philosophie oder Metaphysik überschnitten oder wurde von ihnen gespeist. Diese Spekulationen beziehen sich auf den Ursprung und die Zusammensetzung des Universums.

Ein Komet ist ein Schauspiel.
Ein sichtbarer Komet ist ein aufregendes Ereignis.

Die Anfänge der Kosmologie

Die frühen Philosophen, Religionen und Denker hatten alle ihr eigenes Bild vom Universum – ihre eigene Kosmologie.

So zum Beispiel die hinduistische Kosmologie, die im zweiten Jahrtausend nach Christus Verbreitung fand. Es wurde dabei angenommen, dass das Universum unendlich und zyklisch sei und dass jeder Kosmos acht Milliarden Jahre andauern würde.

Die Kosmologie des griechischen Denkers Ptolemäus beschrieb ein Universum mit der Erde im Zentrum.

Wissenschaft und Kosmologie

Die metaphysische Natur der Kosmologie ist jedoch mit den wissenschaftlichen Erkenntnissen der letzten 500 Jahre zurückgegangen.

Die Kosmologie beschäftigt sich heute mehr mit Hypothesen zum Ursprung, der Entwicklung und der Zukunft des Universums. Es liegt auf der Hand, dass der Urknall dabei einer ihrer Schwerpunkte ist – genauso wie die Ausdehnung des Universums und die Gegebenheiten des frühen Universums.

Heutzutage ist die Kosmologie eine Wissenschaft und bezieht ihre Daten aus der Astrophysik und der Astronomie – denn sie braucht Beobachtungen, die sie als Grundlage für theoretische Überlegungen dienen.

Nun stellt sich dir sicher noch eine ganz besondere Frage: Gibt es Leben auf anderen Planeten?

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Sarah

Als Dolmetscherin und Übersetzerin sind fremde Länder und Kulturen mein täglich Brot. Wenn ich nicht gerade meine Leidenschaft für Sprachen und Reisen auslebe, bin ich auf Fußballplätzen zu finden, mit meinem Longboard unterwegs oder probiere mich wahrscheinlich gerade an einer anderen Sportart aus.