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Gliederung

Kapitel 2 ist eine Kurzeinführung in die allgemeine Relativitätstheorie. Es faßt im Grunde nur Lehrbuchwissen zusammen und kann vom versierten oder mathematisch nicht interessierten Leser überschlagen werden.

In dieser Arbeit möchte ich als Beispiel für eine gekrümmte Raumzeit näher auf die Schwarzschild-Metrik eingehen. Sie beschreibt die Raumzeitgeometrie um eine kugelsymmetrische Massenverteilung, ein im Weltall recht häufig auftretender Fall. Ihre Eigenschaften sind im Kapitel 3 genauer beschrieben.

Im Kapitel 4 möchte ich mich zusammen mit dem Leser ins Innere eines Schwarzen Loches begeben. Außerdem ist dort die etwas längliche Rechnung aufgeführt, wie man in Kruskal-Szekeres-Koordinaten von der Metrik zu den Christoffel-Symbolen kommt.

Das Kapitel 5 ist das zentrale Kapitel dieser Arbeit. Es beschreibt, wie ein Bild entsteht, warum das in der ,,normalen`` Computergrafik übliche Ray-Tracing-Verfahren bei relativistischen Problemen versagt und was zu tun ist, um dennoch zu einem korrekten Bild zu kommen.

Diese Methoden können jetzt auf verschiedene astrophysikalisch interessante Szenarios angewendet werden. Einen Teil der bearbeiteten Projekte möchte ich in Kapitel 6 vorstellen.

Das Kapitel 7 geht auf die praktischen Aspekte ein. Bei einer solchen Arbeit liegt der größte Aufwand natürlich nicht in der Entwicklung einer im Grunde recht einfachen Theorie, sondern in der Bewältigung vieler kleiner Probleme eher organisatorischer und programmtechnischer Art, wie z.B. der Objektverwaltung im Rechner, Rechenzeitoptimierung oder der Aufnahme eines Films.

Kapitel 8 faßt die Grundideen der Arbeit kurz zusammen. Die interessantesten Ergebnisse -- Ausschnitte aus den berechneten Filmsequenzen -- sind im Bildanhang A zu finden.


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Corvin Zahn
2002-06-16