Einführung

Einsteins Relativitätstheorien werden gemeinhin als schwierig und kaum verständlich angesehen. Dies ist unter anderem drin begründet, dass die Eigenschaften von Raum, Zeit und Licht in der relativistischen Physik sich völlig anders als diejenigen der klassischen, newtonschen Physik verhalten. Sie widersprechen in vielerlei Hinsicht der menschlichen Erfahrung und unserer alltäglichen Wahrnehmung, die auf geringen Geschwindigkeiten und schwachen Gravitationsfeldern beruhen.

Daher stellen Computersimulationen den einzigen visuellen Zugang zur Relativitätstheorie dar. Sie ermöglichen uns, Phänomene wie die Lorentzkontraktion, Zeitdilatation, Aberration, Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit und gravitative Lichtablenkung zu "erfahren". Damit eröffnen sie uns einen einen intuitiven Zugang zur Relativitätstheorie.

Visualisierungstechniken

Die spezielle Relativitätstheorie ist in der Lage, die physikalische Welt auch bei Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit korrekt zu beschreiben. Dennoch basiert die spezielle Relativitätstheorie noch auf einer sogenannten flachen Raumzeit, in der sich Licht stets auf Geraden bewegt. Im Gegensatz dazu verwendet die allgemeine Relativitätstheorie gekrümmte Raumzeiten, um Gravitation zu beschreiben. In gekrümmten Raumzeiten sind Lichtstrahlen keine Geraden mehr, sondern werden vielmehr durch die Gravitation abgelenkt.

Dieser Unterschied zwischen spezieller und allgemeiner Relativitätstheorie äußert sich in verschiedenen Arten von Visualisierungtechniken für

• Speziellrelativistische Visualisierung und
• Allgmeinrelativistische Visualisierung.

Ansprechpartner

Ansprechpartner: Daniel Weiskopf