Einführung in das Universum und die Erde
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Questions and Answers

Die Milchstraße hat einen Durchmesser von 100.000 Lj.

False (B)

Die Andromedagalaxie ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre von der Milchstraße entfernt.

True (A)

Das Alter des Universums wird auf etwa 10,5 Milliarden Jahre geschätzt.

False (B)

Die Sonne braucht für eine Umrundung des Zentrums der Milchstraße ca. 240 Millionen Jahre.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Die Lokale Gruppe besteht nur aus der Milchstraße und der Andromedagalaxie.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Die Temperatur im Kern der Sonne beträgt etwa 15 Millionen Kelvin.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Die Sonne wird von 10 Planeten umkreist.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Pluto befindet sich im Asteroidengürtel.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Die Lebensdauer der Sonne wird auf etwa 10 Milliarden Jahre geschätzt.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Die Oortsche Wolke befindet sich in einem Abstand von bis zu 1,6 Lichtjahren von der Sonne.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Die Milchstraße wird aufgrund ihrer starken blauen Färbung so genannt.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Die Himmelsscheibe von Nebra wurde im Jahr 1999 von Wissenschaftlern entdeckt.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Der gravitative Einflussbereich der Sonne reicht nur bis zum Planeten Neptun.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Die Hauptkomponenten der Gaswolke, aus der das Sonnensystem entstand, sind Sauerstoff und Kohlenstoff.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Aristoteles lebte im 5. Jahrhundert v.Chr.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Die Erde wurde von Aristoteles als flach erkannt.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Aristarchos von Samos war der erste, der das heliozentrische Weltbild formulierte.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Die Himmelsscheibe von Nebra ist etwa 3700 bis 4100 Jahre alt.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Erdschatten bei Mondfinsternissen zeigt immer einen mehr oder weniger ausgeprägten Kreisbogen.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Die meisten Wissenschaftler der damaligen Zeit akzeptierten Aristarchos' heliozentrische Theorie sofort.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Die Himmelsscheibe von Nebra konnte zur Bestimmung der Mondphasen verwendet werden.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Das Gravitationsgesetz wird durch die Formel $F = \frac{G \cdot M \cdot m}{R^2}$ dargestellt.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Isaac Newton konnte die Gravitationskonstante $G$ selbst bestimmen.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Das erste Newton'sche Axiom besagt, dass Kräftefreie Körper in Bewegung bleiben.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Das $d p$ in dem zweiten Newton'schen Axiom steht für die Änderung des Impulses.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Die Newton'schen Axiome sind die Grundlage der Thermodynamik.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Der Aktionssatz des zweiten Newton'schen Axioms beschreibt, dass die Bewegungsänderung eines Körpers proportional zur einwirkenden Kraft ist.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Newton erfand das Spiegelteleskop.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Das dritte Newton'sche Axiom besagt, dass zwei Körper keine Wechselwirkung zeigen.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Das Zweite Keplersche Gesetz besagt, dass ein von der Sonne gezogener Fahrstrahl in unterschiedlichen Zeiten gleich große Flächen überstreicht.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Das Dritte Keplersche Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen den Umlaufzeiten und der großen Halbachse von Planeten.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Galileo Galilei ist bekannt für seine Entdeckungen im Bereich der Astronomie und der Optik.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Galilei verwendete ein Fernrohr, das er selbst erfunden hat, um das Universum zu beobachten.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Galileo Galilei erkannte, dass die Milchstraße aus einer einzelnen Lichtquelle besteht.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Die vier großen Monde des Jupiter wurden von Galilei entdeckt und sind nach ihm benannt.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Galilei reiste 1630 zur Inquisition, um seine wissenschaftlichen Erkenntnisse zu verteidigen.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Galilei beschäftigte sich während seiner Haft hauptsächlich mit der Mechanik von Massen und deren Fallgesetzen.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Kopernikus veröffentlichte sein Werk zu Lebzeiten, ohne Angst vor der Kirche zu haben.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Die partielle Sonnenfinsternis, die Kopernikus vorhergesagt hatte, fand 1560 statt.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Tycho Brahe war ein begeisterter Unterstützer von Kopernikus' heliozentrischem Weltbild.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Brahe entwickelte Präzisionsmessinstrumente zur genauen Aufzeichnung der Bewegung von Sternen und Planeten.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Das erste Keplersche Gesetz besagt, dass die Planeten sich auf kreisförmigen Bahnen um die Sonne bewegen.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Die Supernova, die Brahe 1572 beobachtete, zeigte eine Parallaxe.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Johannes Kepler wurde 1600 von Tycho Brahe als Assistent eingestellt.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Kepler erhielt erst nach dem Tod von Brahe vollen Zugang zu dessen Beobachtungsdaten.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Kernfusion der Sonne

Die Verschmelzung von Wasserstoffkernen zu Heliumkernen im Sonneninneren, wodurch Energie freigesetzt wird.

Sonnentemperatur (Kern)

Etwa 15 Millionen Kelvin im Sonneninneren.

Sonnenlebensdauer

Etwa 10 Milliarden Jahre.

Sonnensystem-Entstehung

Aus der Verdichtung einer kosmischen Gaswolke, hauptsächlich Wasserstoff und Helium.

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Asteroidengürtel

Bereich zwischen Mars und Jupiter mit vielen Asteroiden.

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Kuipergürtel

Bereich außerhalb Neptun mit Zwergplaneten wie Pluto.

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Oortsche Wolke

Äußerste Region unseres Sonnensystems, bis zu 1.6 Lichtjahren von der Sonne entfernt.

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Milchstraße

Unsere Heimatgalaxie, bandförmig am Nachthimmel sichtbar.

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Spiralgalaxie

Ein Typ von Galaxie, die eine spiralförmige Struktur aufweist.

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Andromedagalaxie

Die Nachbargalaxie der Milchstraße, ca. 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt.

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Lokale Gruppe

Ein Galaxienhaufen, bestehend aus der Milchstraße, der Andromedagalaxie und etwa 70 Zwerggalaxien.

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Urknall

Das Ereignis, das den Beginn des Universums markiert.

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Himmelsscheibe von Nebra

Das älteste bekannte Objekt, das den Sternenhimmel darstellt. Sie wurde um 3700 bis 4100 v. Chr. geschaffen und kann als eine Art Kalender genutzt werden.

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Aristoteles' Erkenntnis über die Erde

Aristoteles hat durch Beobachtungen erkannt, dass die Erde eine Kugel ist.

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Mondfinsternis und Erdform

Der Schattenwurf der Erde während einer Mondfinsternis ist ein Kreisbogen. Dies ist ein Hinweis darauf, dass die Erde eine Kugelform besitzt.

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Aristarchos von Samos

Der erste, der die Größenverhältnisse von Erde-Mond-Sonne aufgrund mathematischer Überlegungen berechnete.

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Heliozentrisches Weltbild

Die Vorstellung, dass die Sonne im Zentrum des Universums steht und die Erde sie umkreist.

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Aristarchos' Ansicht über die Sonne

Aristarchos glaubte, dass die Sonne im Zentrum des Universums steht und die Erde sie umkreist, 1800 Jahre vor Kopernikus.

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Schleifenbewegung des Mars

Die scheinbare Bewegung des Mars am Himmel, die wie eine Schleife aussieht. Dies kann durch das heliozentrische Weltbild erklärt werden.

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Anerkennung von Aristarchos' Theorie

Aristarchos' heliozentrisches Weltbild wurde von seinen Zeitgenossen nicht anerkannt.

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Kopernikus' Werk

Kopernikus' Werk, welches die Drehung der Erde um die eigene Achse und um die Sonne erklärte, wurde aus Angst vor der Kirche erst kurz vor seinem Tod veröffentlicht.

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Tychonisches Weltbild

Das tychonische Weltbild postuliert, dass sich Mond und Sonne um die Erde drehen, während die anderen Planeten die Sonne umkreisen.

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Brahes Instrumente

Brahe entwickelte mehrere Präzisionsmessinstrumente, mit denen er die Bewegung der Sterne und Planeten sehr genau aufzeichnen konnte.

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Supernova

Als Supernova bezeichnet man die gewaltige Explosion eines Sterns am Ende seiner Lebensdauer. Brahe beobachtete 1572 eine solche Supernova.

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Parallaxe

Die Parallaxe beschreibt die scheinbare Verschiebung eines Objekts bei Betrachtung aus verschiedenen Positionen. Brahe erkannte, dass die Supernova und der Komet keine Parallaxe zeigten, ihre Bewegung also nicht auf die Erde bezogen war.

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Keplersches Gesetz

Keplers erstes Gesetz besagt, dass sich Planeten auf elliptischen Bahnen um die Sonne bewegen, in deren Brennpunkt die Sonne steht.

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Keplers Daten

Kepler nutzte Brahes präzise Daten über die Planetenbewegung, um seine Gesetze zu formulieren. Es dauerte lange, bis er Zugang zu allen Daten hatte.

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Johannes Kepler

Johannes Kepler war ein Astronom, der auf Basis von Tycho Brahes Daten die Bewegungen der Planeten im Sonnensystem entschlüsselte und die Keplerschen Gesetze formulierte.

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Zweites Keplersches Gesetz

Ein von der Sonne zum Planeten gezogener Fahrstrahl überstreicht in gleichen Zeiten gleich große Flächen.

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Drittes Keplersches Gesetz

Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich wie die Kuben ihrer großen Halbachse.

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Galilei – Begründer der exakten Naturwissenschaften

Galilei gilt als Begründer der exakten Naturwissenschaften, da er die drei Grundpfeiler wissenschaftlicher Forschung „Beobachten, Messen, mathematische Begründung“ zu seiner Grundlage machte.

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Galileis Fernrohr

Galilei hatte das Lipperhe'sche Fernrohr so verbessert, dass er einen Vergrößerungsfaktor von 33 erreichen konnte.

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Galileis Entdeckungen

Galilei entdeckte Krater auf der Mondoberfläche, die Milchstraße als Sternenansammlung, die Venusbewegung innerhalb der Erde und Sonnenflecken.

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Galileische Monde

Die vier großen Monde des Jupiter wurden von Galilei entdeckt und nach ihm benannt.

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Galileis Verurteilung

1630 wurde Galilei von der Inquisition zu lebenslangen Hausarrest verurteilt, weil er das heliozentrische Weltbild unterstützte.

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Galileis Studien in Haft

In Haft beschäftigte sich Galilei mit physikalischen Themen wie den Fallgesetzen von Massen.

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Schiefe Ebene

Eine geneigte Fläche, die es ermöglicht, schwere Gegenstände mit weniger Kraftaufwand nach oben zu bewegen. Das Prinzip beruht auf der Umwandlung von Kraft in Weg und umgekehrt. Die Kraft, die zum Hochziehen eines Gegenstands erforderlich ist, ist proportional zur Neigung der Ebene.

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Pendelbewegung

Die periodische hin- und hergehende Bewegung eines Körpers, der an einem festen Punkt aufgehängt ist. Die Dauer einer vollständigen Schwingung hängt von der Länge des Pendels ab; längere Pendel schwingen langsamer.

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Fallgesetz: 𝑥 = ½ · 𝑔 · 𝑡²

Beschreibt die Bewegung frei fallender Körper. Die Strecke 𝑥, die ein Körper in der Zeit 𝑡 zurücklegt, ist direkt proportional zur Beschleunigung 𝑔 (Erdbeschleunigung) und dem Quadrat der Zeit.

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  1. Newton‘sches Axiom (Trägheitsprinzip)

Ein Körper verharrt in Ruhe oder bewegt sich geradlinig gleichförmig, solange keine Kraft auf ihn wirkt. Dieses Prinzip gilt in sogenannten Inertialsystemen, also Bezugssystemen, die sich selbst gleichförmig und geradlinig bewegen.

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  1. Newton‘sches Axiom (Aktionsprinzip)

Die Änderung des Impulses eines Körpers ist proportional zur einwirkenden Kraft. 𝐹 = 𝑑𝑝/𝑑𝑡. Die Kraft bewirkt die Beschleunigung eines Körpers mit der Masse 𝑚: 𝐹 = 𝑚𝑎.

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  1. Newton‘sches Axiom (Reaktionsprinzip)

Zu jeder Kraft wirkt eine gleich große, aber entgegengesetzte Gegenkraft. Wenn ein Körper A eine Kraft auf Körper B ausübt, wirkt gleichzeitig eine gleich große Kraft von Körper B auf Körper A.

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Gravitationsgesetz: 𝐹 = 𝐺 · 𝑀 · 𝑚 / 𝑅²

Beschreibt die Kraftanziehung zwischen zwei Körpern mit den Massen 𝑀 und 𝑚, die im Abstand 𝑅 zueinander stehen. 𝐺 ist die Gravitationskonstante.

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Gravitationskonstante (G)

Eine natürliche Konstante, die die Stärke der Gravitation beschreibt. Ihr Wert wurde vom britischen Wissenschaftler Henry Cavendish bestimmt: 𝐺 = 6,67 · 10⁻¹¹ 𝑚³/𝑘𝑔·𝑠².

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Study Notes

Einführung NW 2 Physik

  •  Das Thema ist die Einführung in das Universum, Erde, Sonne, Sonnensystem, Milchstraße, Universum, also die grundlegenden Bestandteile unseres kosmischen Umfelds.

Wir sind Kinder des Universums

  •  Der Großteil der Atome, aus denen wir bestehen, stammt aus Sternen.
  •  Das Periodensystem der Elemente listet alle bekannten 118 Elemente auf.
  •  Wasserstoff (H) und Helium (He) wurden bereits in der Frühphase des Universums gebildet.
  •  Elemente bis Eisen (Fe) können im Inneren von Sternen durch Kernfusion erzeugt werden.
  •  Schwächere Elemente entstehen durch Sternexplosionen oder Sternverschmelzungen.

Die Erde

  •  Die Erde ist der größte Gesteinsplanet im Sonnensystem und der drittnächste zur Sonne.
  •  Die Erde befindet sich in der habitablen Zone um die Sonne, wo flüssiges Wasser vorkommen kann.
  •  Die Atmosphäre der Erde besteht hauptsächlich aus Stickstoff (78%), Sauerstoff (21%), Argon (1%), mit geringen Mengen an Kohlendioxid und Neon.
  •  Die folgenden Daten beschreiben die Erde näher: Alter, Entfernung zur Sonne, Umlaufzeit, Umlaufgeschwindigkeit, Fluchtgeschwindigkeit, Erdradius, Erdumfang, Achsenneigung.

Sonnensystem / Die Sonne

  •  Die Sonne ist der Mittelpunkt unseres Sonnensystems und besteht aus Wasserstoff (92%) und Helium (8%).
  •  Sie erzeugt Energie durch Kernfusion (Wasserstoff zu Helium) mit einer Temperatur von 6000 Kelvin auf der Oberfläche und 15 Millionen Kelvin im Kern.
  •  Die Sonne wird geschätzt, etwa 10 Milliarden Jahre zu bestehen, bevor sie sich zu einem roten Riesen aufbläht, danach als weißer Zwerg endet.

Sonnensystem

  •  Die Entstehung des Sonnensystems resultierte aus der Verdichtung einer kosmischen Gaswolke.
  •  Die Sonne wird von acht Planeten umkreist. Vier Gesteinsplaneten (Merkur, Venus, Erde, Mars) und vier Gasplaneten (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun).

Die Milchstraße

  •  Unsere Heimatgalaxie wird als Milchstrasse bezeichnet.
  •  Sie hat eine spiralförmige Struktur und beinhaltet etwa 400 Milliarden Sterne.
  •  Die Sonne bewegt sich mit 220 km/s um das Zentrum der Milchstraße, wobei eine Umrundung ca. 240 Millionen Jahre dauert.

Das Universum

  • Die Andromedagalaxie ist die Nachbargalaxie der Milchstraße.
  • Das Universum besteht aus Strukturen größerer Galaxienansammlungen.
  • Das Alter des Universums wird auf ca. 13,8 Milliarden Jahre geschätzt.
  • Das Universum dehnt sich ständig mit zunehmender Geschwindigkeit aus.

Himmelsmechanik

  • Die Himmelsscheibe von Nebra ist eine der ältesten Darstellungen des Himmels (ca. 3700 bis 4100 Jahre alt).
  • Sie diente wahrscheinlich als Kalender zur Bestimmung der Sonnenwende.

Aristoteles

  • Aristoteles erkannte, dass die Erde eine Kugel ist.
  • Er basierte seine Beobachtungen auf dem Schattenwurf der Erde im Laufe einer Mondfinsternis.
  • Diese Erkenntnis beruhte auf Beobachtung und nicht auf Messungen.

Aristarchos von Samos

  • Aristarchos von Samos entwickelte ein heliozentrisches Weltbild, d. h., dass die Sonne, und nicht die Erde, im Zentrum steht und die Erde sie umkreist.

Eratosthenes

  • Eratosthenes berechnete den Erdumfang mit hoher Genauigkeit, basierend auf Messungen und Beobachtungen.

Klassische Mechanik

  • Das ptolemäische Weltbild wurde um das 16. Jahrhundert herum durch ein heliozentrisches Weltbild abgelöst, wobei die Sonne als Mittelpunkt angenommen wurde.
  •  Die Erkenntnisse von Kopernikus, Brahe und Kepler waren für diese Modellierung entscheidend.
  •  Der Kalender wurde im 16. Jahrhundert reformiert, wodurch die Berechnung von Sonnenwenden und die Aufstellung von astronomischen Zeiträumen verbessert wurden.

Tycho Brahe

  • Brahe erstellte präzise Beobachtungen von Planeten und Sternen.
  • Er erkannte, dass das beobachtbare Universum größer ist, als vorher angenommen.

Johannes Kepler

  • Kepler erweiterte die Kenntnisse der Himmelsmechanik durch drei Gesetze.
  • Er postulierte, dass Planetenbahnen elliptisch sind.
  • Die Planeten bewegen sich in unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf ihren Umlaufbahnen.
  • Die Umlaufzeiten der Planeten sind von der Entfernung zur Sonne abhängig.

Galileo Galilei

  • Galilei verbesserte das Fernrohr und beobachtete damit Mondkrater, Sonnenflecken, und die Monde des Jupiters.
  • Er unterstützte das heliozentrische Weltbild.
  • Er befasste sich mit Fallgesetzen von Massen und Schiefbene.

Isaac Newton

  • Newton formulierte die Gesetze der klassischen Mechanik.
  • Er entdeckte das Gravitationsgesetz.
  • Er erkannte die Beziehung zwischen Kräften und Bewegungen.
  • Newton führte die Naturgesetze mit Differenzialrechnung zusammen.

Ole Christensen Rømer

  • Rømer bestimmte die Lichtgeschwindigkeit aufgrund der variablen Umlaufzeiten des Jupitermondes lo.
  • Dies war eine bedeutende Entdeckung in der Physik.

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Description

Dieser Quiz behandelt die grundlegenden Bestandteile unseres kosmischen Umfelds, einschließlich der Erde, der Sonne und des Sonnensystems. Erfahren Sie mehr über die Entstehung vonElementen und die Bedingungen, die Leben auf unserem Planeten ermöglichen.

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