Der Wahlpflichtkurs Astronomie richtet sich an alle interessierten Schülerinnen und Schüler der Einführungsphase und kann unabhängig vom Fach Physik gewählt werden. Der Kurs wird zweistündig unterrichtet und bietet einen anschaulichen Einblick in Aufbau, Bewegungen und Entwicklung des Universums.
Zum Einstieg wenden sich die Schülerinnen und Schüler zunächst dem Nachthimmel selbst zu. Sie lernen wichtige Sternbilder kennen und erfahren, wie sich der Sternenhimmel im Jahresverlauf verändert. Zudem setzen sie sich mit Aufbau und Funktionsweise von Fernrohren auseinander und erfahren, wie sich aus dem Licht der Himmelskörper Informationen über ihre Entfernung, Zusammensetzung und Bewegung gewinnen lassen. Ausgehend vom eigenen Sonnensystem beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit der Sonne, den Planeten, ihren Monden und Kometen. Das Gravitationsgesetz bildet dabei eine wichtige Grundlage: Die Schülerinnen und Schüler nutzen es, um mithilfe der Keplerschen Gesetze die Bewegungen der Planeten zu beschreiben, und setzen sich mit der Entstehung der Gezeiten durch die Anziehungskraft von Mond und Sonne auseinander.
Darüber hinaus lernen die Schülerinnen und Schüler den Lebenszyklus der Sterne kennen: wie sie aus riesigen Gas- und Staubwolken entstehen, wie sie durch Kernfusion in ihrem Inneren über Jahrmillionen leuchten und wie ihr Leben schließlich enden kann, von Weißen Zwergen über Neutronensterne bis hin zu Schwarzen Löchern. Der Kurs wirft zudem einen Blick weit über unser Sonnensystem hinaus. Die Schülerinnen und Schüler lernen Galaxien und größere Strukturen des Universums kennen. Anhand der gewaltigen Entfernungen im All erhalten sie einen ersten Eindruck von dessen Ausmaßen.
Am Beispiel der Rotverschiebung erfahren die Schülerinnen und Schüler, wie Astronominnen und Astronomen solche Entfernungen sowie das Alter und die Entwicklung des Universums überhaupt bestimmen können: Das Licht weit entfernter Galaxien wird durch die Expansion des Universums zu größeren Wellenlängen gedehnt, wodurch es röter erscheint. Zusammen mit der kosmischen Hintergrundstrahlung, dem Nachglühen des Urknalls, liefert dieser Effekt wichtige Hinweise auf die Entwicklung und das Alter des Universums.