Anwendungen

Eine industrielle Anwendung ist in unserem Jahrtausend natürlich nicht mehr denkbar. Im Bereich Forschung und Lehre sehe ich allerdings die Möglichkeit, die mathematisch recht anspruchvollen Erkenntnisse der Allgemeinen Relativitätestheorie einem breiteren Publikum zugänglich zu machen.

So wurden die berechneten Filme z.B. dem Deutschen Museum und dem ZDF angeboten.

Als konkretes Anwendungsbeispiel liegt der Arbeit ein Videoband bei, auf dem einige der gerechneten Filmsequenzen zu sehen sind:

• rotierender Neutronenstern mit Akkretionssäulen: Die Akkretionssäulen bestehen aus einem selbstleuchtenden Gas, das frei fallend auf die Magnetpole des Sterns stürzt. Durch die gravitative Lichtablenkung erscheinen die Säulen verzerrt. Die unterschiedlichen Färbungen beruhen auf einer Kombination von Gravitationsrotverschiebung und durch die hohe Geschwindigkeit verursachter Dopplerverschiebung.

• Schnell rotierender Neutronenstern: Hier wurde eine physikalisch richtige numerisch berechnete Metrik verwendet, um die Photonenbahnen zu berechnen. Durch die schnelle Rotation (ca. 0.5ms Umlaufzeit eines Sterns mit 11km Radius) werden die Lichtstrahlen ,,mitgeführt``.

• Entstehung eines Einsteinringes. Steht ein massives Object, z.B. eine Galaxie oder ein Schwarzes Loch genau auf der Linie zwischen einem Stern und dem Beobachter, so kann durch seine Gravitationslinsenwirkung der dahinterliegende Stern als Ring, genannt ,,Einsteinring``, abgebildet werden. Um diesen Effekt deutlich zu machen, läuft in dieser Filmsequenz ein Schwarzes Loch vor einem Bild Einsteins vorbei.

• Lehrfilm für das Deutsche Museum München (Dauer: ca. 25min.). Dieser, in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Museum erstellte Film ist dort auf der im Mai 92 neu eröffneten Ausstellung ,,Astronomie`` zu sehen.

Das Programmsystem wurde als 'Spielwiese' entwickelt. D.h. es kann durch seinen modularen Aufbau leicht in verschiedene Anwendungen integriert werden. Zur Zeit wird es am Institut für Theoretische Astrophysik Tübingen in mehreren Projekten eingesetzt:

• Visualisierung und Berechnung von Spektren einer Akkretionsscheibe um ein ruhendes Schwarzes Loch (Schwarzschildmetrik), sowie um ein rotierendes Schwarzes Loch (Kerrmetrik).
• Visualisierung des Gravitationskollapses einer wechselwirkungsfreien Staubwolke.