Astronomy from four perspectives: The Dark Universe

Der Auftakt des zweiten vierjährigen Zyklus’ dieser Lehreraus- und -fortbildung in Astronomie fand in Heidelberg zu dem Thema „The Dark Universe“ statt. Das Ziel dieser Veranstaltungen ist es, ein Netzwerk zwischen Wissenschaftlern, Gymnasiallehrern und Lehramtsstudierenden aufzubauen und Materialien sowie Methoden zu entwickeln, mit denen sich aktuelle Forschungsergebnisse aus Astronomie und Astrophysik in den Schulen nutzen lassen. Das Programm umfasste Vorlesungen über Themen der modernen Kosmologie und ging auf Relativitätstheorie, kosmische Entfernungsmessungen, das Planck-Spektrum, die thermische Entwicklung des Universums, die Verbindung zwischen der Teilchenphysik und der Kosmologie, Messungen des Gravitationslinseneffekts, Eigenschaften von Galaxienhaufen, alternative Modelle zur Dunklen Materie, das Olbers-Paradoxon und seine Lösung und Messungen der Dichte Dunkler Materie in der Nähe des Sonnensystems ein.

Im Vorfeld hatte jede Partnerstadt Musterlösungen zu einem Aufgabenblatt auszuarbeiten und eine Reihe von Übungen vorzubereiten, in der die Teilnehmenden ihre Kenntnisse zu wichtigen Konzepten der modernen Physik verbessern konnten. Diese umfassten den Virialsatz in seiner Anwendung auf Galaxiencluster, Rotationskurven von Galaxien und Modelle dunkler Materie, das Planck-Spektrum und die Messung der Expansionsdynamik des Universums mit Supernovae vom Typ Ia. Die theoretischen Übungen zu diesen Themen wurden durch eine Reihe von Computeraufgaben ergänzt, in denen die Teilnehmenden anhand von wirklichen Daten die Temperatur des Mikrowellenhintergrunds messen konnten oder den Wert der kosmologischen Konstanten bestimmen konnten. Durch dieses Format wurde erreicht, dass die Teilnehmenden in einen intensiven wissenschaftlichen und pädagogischen Dialog getreten sind. Ein weiteres neues Format der Sommerschule waren Gruppendiskussionen zu diesen vier Themen, in denen Möglichkeiten diskutiert wurden, den Stoff für den naturwissenschaftlichen Unterricht aufzuarbeiten. Eine Vorlesung über den experimentellen Nachweis der Rotation der Erde und ein Besuch des Technikmuseums Speyer mit seiner Raumfahrtausstellung rundeten die Sommerschule ab.