Relativitätstheorie relativ anschaulich

Tempolimit Lichtgeschwindigkeit

Schnelle Objekte aus nächster Nähe

Gitter v=0
a
Gitter v=0.9 her
b
Gitter v=0.9 weg
c
Abb. 9: Blick auf ein Gitter. a: Gitter ruht, b/c: Gitter nähert/entfernt sich mit 90% der Lichtgeschwindigkeit.
Sich näherndes Gitter (langsam), MPEG4 320×240 (342 kB), MPEG4 640×480 (696 kB)
Sich näherndes Gitter (0,9 c), MPEG4 320×240 (429 kB), MPEG4 640×480 (1.0 MB)
Sich entfernendes Gitter (0,9 c), MPEG4 320×240 (1.0 MB), MPEG4 640×480 (2.9 MB)
Stab quer Skizze
Abb. 10: Ein Stab nähert sich der Kamera mit 90% der Lichtgeschwindigkeit. Unter den Lichtstrahlen, die gleichzeitig bei der Kamera eintreffen, sind diejenigen von den Stabenden zuerst emittiert worden (a), derjenige von der Stabmitte zuletzt (c). Die Emissionspunkte liegen auf einer gekrümmten Linie, welche die Form einer Hyperbel hat. Dünne durchgezogene Linien markieren zurückgelegte Lichtwege, punktierte Linien deren weiteren Verlauf.
Stab (0,9 c), MPEG4 320×240 (93 kB), MPEG4 640×480 (157 kB)

Wenn wir fast lichtschnelle Materieströmungen im Weltall beobachten, dann geschieht das immer aus sehr großer Entfernung. In der Computersimulation haben wir die Möglichkeit, auch einmal aus nächster Nähe hinzusehen. Sehen wir uns beispielsweise ein Gitter an (Abb. 9a), wenn es mit 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit auf uns zu fliegt (Abb. 9b). Man erkennt deutlich die Verlängerung in Flugrichtung. Genauso auffällig: Die Gitterstäbe erscheinen gewölbt. Auch beim Wegflug (Abb. 9c) ist neben der erwarteten Verkürzung eine Wölbung der Stäbe zu erkennen. Aus der Nähe betrachtet erscheinen fast lichtschnelle Objekte also nicht nur gedehnt, gestaucht oder verkippt, sondern zusätzlich noch verzerrt.

Auch dies ist eine Folge der Lichtlaufzeiten vom Objekt zur Kamera, wie Abb. 10 am Beispiel eines einzelnen senkrechten Gitterstabs illustriert. Die Punkte im Raum, von denen das Licht stammt, das gleichzeitig in die Kamera eintritt, liegen aufgrund der Bewegung des Stabs auf einer gekrümmten Linie. Wie man relativ leicht nachrechnen kann, ist diese Linie eine Hyperbel. Da jeder in Querrichtung fliegende Stab als Hyperbel gesehen wird, erscheint eine Ebene senkrecht zur Flugrichtung als Hyperboloid. Das erklärt die scheinbare Wölbung der Gitterflächen.

 
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AutorInnen: Ute Kraus, Datum: 14.07.2005
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