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Lehrerfortbildung 2023

in der Sternwarte

Kosmologie Forscherblick auf das ganze Universum
Daten, Fragen, Wege, Perspektiven

Lehrerfortbildung

an der Sternwarte Sonneberg

vom 16.-18. September 2023 (Sa bis Mo)

Organisation: PD Dr. Olaf Fischer (HdA/AMeV), Dr. Peter Kroll (4pi/StwSon/AMeV), Thomas Müller(AMeV)
Haus der Astronomie Heidelberg & 4pi Systeme GmbH & Sternwarte Sonneberg & Astronomiemuseum e.V.

Wie expandiert unser Universum und was bedeutet eigentlich beschleunigte Expansion? Seit wann findet diese Expansion statt, d. h., wie alt ist das Weltall? Bis zu welcher Größe ist es bis heute expandiert? Welche Bedeutung haben Entfernungsangaben für sehr weit entfernte Objekte? Und warum reden Astronomen von dunkler Materie? Diese und ähnliche Fragen sind es, die uns die Schüler stellen können. Je tiefer wir ins Weltall schauen, desto tiefer schauen wir hinein seine Vergangenheit. Die Interpretation der Daten erfordert zum Teil ein Abweichen von gewohnten Wegen. Es scheint so als lassen sich die „dunklen Seiten“ des Universums mit seinen gigantischen Dimensionen nur mit Hilfe der Physik, die sich in unvorstellbar kleinen Dimensionen abspielt, erklären.

Vom 16. (Neumond am 15. !) bis zum 18. September 2023 geht es bei der Sonneberger Lehrerfortbildung um Fragen, die den Kosmos insgesamt betreffen. Dabei wird zunächst Grundlegendes zum Theoriegebäude des Urknalls mit seinen Säulen primordiale Elemententstehung, kosmische Expansion und kosmische Hintergrundstrahlung in Erinnerung gebracht und durch neue Gedanken (z. B. „Quantisierung“ der Rotverschiebung) ergänzt. Danach werden wir die uns meist schon bekannten „dunklen Seiten“ des Universums (insbesondere Riesenplaneten, Braune Zwerge, „ausgebrannte“ Sterne, kosmisches Gas, Neutrinos, primordiale Schwarze Löcher) kurz rekapitulieren, um uns dann den noch völlig unbekannten und rätselhaften „dunklen Seiten“ Dunkle Materie und Dunkle Energie zu nähern.

Eine vierteilige „Mini-Vorlesung“ von einer Spezialistin auf dem Gebiet der Kosmologie soll verschüttetes Wissen wieder zutage befördern und durch neue Erkenntnisse ergänzen.

In Workshops wollen wir uns mittels einer Hefekuchen-Analogie auch quantitativ dem Verständnis des Expansionsverhaltens des Kosmos nähern. Weitere Workshopaufgaben wenden sich dem Entfernungsbegriff in der Kosmologie zu, wobei ein Rechenweg vorgegeben wird, auf dessen Grundlage ein kleines Programm schreiben können, mit dem Schüler z.B. die heutige Größe unseres Universums berechnen können. Schließlich können die Lehrgangsteilnehmer bei einem der Workshops verschiedene Apps zur Kosmologie kennenlernen.


Beobachtungsabende auf der Skypole-Wiese und in Sternwartenkuppeln runden das Fortbildungsangebot mit Blicken ins nahe und ferne Universum ab.


Programm 2023

Samstag, 16.09.2023 (Neumond)
Seminarleitung: P. Kroll, O. Fischer
  • 18.00-20.30 Uhr

    Kulinarische Begrüßung und Einführung in die Beobachtungsabende. 

    „Der Rost brennt und die Sterne leuchten“
  • 20.30-22.00 Uhr

    BEOBACHTUNGEN2-5: mit dem bloßen Auge und mit optischen Hilfsmitteln

    Sky-Pole und Ferngläser, 1 Schulfernrohr, 1 Fernrohr in Kuppel, Optional: FÜHRUNG
Sonntag, 17.09.2023
Seminarleitung: O. Fischer
  • 09.30-09.45 Uhr

    Begrüßung, Programmvorschau und Organisation

  • 09.45-10.30 Uhr

    Kaffeepause + Gruppenfoto

  • 10.30-11.30 Uhr

    Vorlesung 1:  Expansion des Universums

    Annahmen des kosmologischen Standardmodells, Begründung Expansion, Notwendigkeit des Urknalls Lichtkegel, Geometrie, Alter und Entfernungen
  • 12.00-13.00 Uhr

    Mittagspause mit kleinem Imbiss vom Rost

  • 13.00-15.00 Uhr

    Workshop 1:  Apps und Animationen zur Kosmologie

  • 15.00-15.30 Uhr

    Kaffeepause

  • 15.30-16.30 Uhr

    Vorlesung 2:  Ein heißer Anfang

    Sichtbare Auswirkungen, kosmischer Mikrowellenhintergrund, Entstehung leichter Elemente, Ablauf und Ergebnisse
  • 16.30-18.00 Uhr

    Führung + evtl. Sonnenbeobachtung

    Sternwarte und Astronomiemuseum Sonneberg
  • 18.00-20.30 Uhr

    Pause mit Abendessen*

    Plätze ab 18.00 Uhr und bis max. 20.00 Uhr im Berggasthof „Blockhütte“
  • 20.30-22.00 Uhr

    Beobachtungen

    wie am Tag zuvor

* auf eigene Rechnung

Montag, 18.09.2023
Seminarleitung: P. Kroll
  • 09.00-10.00 Uhr

    Vorlesung 3: Strukturen im Universum

    Störungen, Notwendigkeit dunkler Materie, kosmische Reionisation, nicht-lineare Effekte und Auswirkungen
  • 10.00-11.30 Uhr

    Workshop 2: Kosmische Hintergrundstrahlung (CMB) - in Analogie und interaktiv

  • 11.30-12.00 Uhr

    Kaffeepause

  • 12.00-13.00 Uhr

    Vorlesung 4: Beschleunigte Expansion

    kosmologische Konstante und ihre Begründung, dunkle Energie, Inflation im frühen Universum
  • 13.00-14.30 Uhr

    Mittagspause (belegte Brötchen)

  • 14.30-16.00 Uhr

    Kosmische Expansion mit dem „Kuchenuniversum“ und mehr

  • 16.00-17.00 Uhr

    Abschlusskaffee

    Bilanz und Perspektive, Zertifikate, Hinweise auf Materialsammlung zur Fortbildung, Hinweise auf andere Lehrerfortbildungen, auf Reiff-Preis und auf Astronomiewettbewerbe

Akteure:

  • Prof. Dr. Matthias Bartelmann, ITP der Universität Heidelberg
  • Dr. Peter Kroll, Sternwarte & 4pi Systeme Sonneberg
  • Eberhard Splittgerber, Sternwarte & 4pi Systeme Sonneberg
  • Thomas Müller, Denise Böhm-Schweizer, Astronomiemuseum e. V.
  • PD Dr. Olaf Fischer, Haus der Astronomie Heidelberg

Organisatorisches

Unterkunft:

Die Teilnehmer werden gebeten, ihre Übernachtung selbstständig zu organisieren. Auch wegen ihrer Nähe zur Sternwarte zu empfehlen sind:

  • Hotel „Zur Hohen Sonne“ (Waldstraße 6, 96515 Sonneberg, 03675 703084)
  • Berggasthof „Blockhütte“ (Waldstraße 60, 96515 Sonneberg, 03675 702840)
  • Gästehaus „Outdoor-Inn“ (Sternwartestraße 18, 96515 Sonneberg, 03675 406804)
  • Hotel „Schöne Aussicht“ (Schöne Aussicht 24, 96515 Sonneberg, 03675 804040)
Unkostenbeitrag:

80,00 Euo

Laptop:

Bitten bringen Sie, wenn möglich, einen Laptop mit. Einige Aufgaben erfordern dessen Nutzung.

Didaktische Materialien:

Die wichtigsten im Laufe der Fortbildung zur Anwendung gekommenen didaktischen Materialien (Vortragsfolien, Arbeitsblätter, didaktische Texte, …) werden gesammelt und via Internet zugänglich gemacht.                 
Der Link wird den Teilnehmern im Sinne eines Passwortes vor Ort mitgeteilt.