Relativitätstheorie relativ anschaulich
Die Allgemeine Relativitätstheorie beschreibt Lichtstrahlen als Nullgeodäten in einer gekrümmten Raumzeit. Im allgemeinen Fall wird das Aussehen eines Objekts also außer von den oben beschriebenen Effekten auch noch von der Lichtablenkung im Schwerefeld beeinflusst.
Die Auswirkungen der Lichtablenkung sind astronomisch direkt beobachtbar: Galaxien oder Galaxienhaufen wirken als Gravitationslinsen, so dass dahinterliegende Quasare oder Galaxien verzerrt oder auch mehrfach erscheinen. Besonders dramatisch, allerdings nicht direkt beobachtbar, ist die Lichtablenkung in der Nähe von kompakten Objekten wie Neutronensternen und Schwarzen Löchern. Hier, und auch in exotischeren Szenarien wie Wurmlöchern und dem Warp-Antrieb, können Computersimulationen einen anschaulichen Eindruck vermitteln.
Solche Simulationen können ebenfalls als raumzeitliches Ray-Tracing durchgeführt werden, mit dem einzigen Unterschied, dass Lichtstrahlen nicht Geraden sind, sondern Lösungen der Geodätengleichung in einer vorgegebenen Metrik.
Besonders schön sind die Visualisierungen, ob nun speziell- oder allgemeinrelativistisch, als Film. Deshalb möchten wir die LeserInnen, die durchgehalten haben, zum Schluss noch auf Webseiten hinweisen, auf denen man sich die Filmsequenzen ansehen kann.
Eine Online-Version dieses Artikels, in den die wichtigsten Beispiele als Filmsequenzen integriert sind, sowie weitere speziell- und allgemeinrelativistische Simulationen sind zu finden unter
https://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de/
Weitere speziell- und allgemeinrelativistische Simulationen bietet
https://www.vis.uni-stuttgart.de/institut/mitarbeiter/Weiskopf-00001/
Solche Filmsequenzen vermitteln besser als erklärende Worte und Standbilder die seltsame Struktur unserer Raumzeit. Wir wünschen den LeserInnen genauso viel Spaß bei der Betrachtung dieser Filmsequenzen wie wir ihn bei der Produktion hatten.
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Corvin Zahn,
Datum: 25.05.2002