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.

Download der Ankündigung mit Programm

Anmeldung zur Lehrerfortbildung 2023

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.

Sternwarte

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.

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