LinuxNetMag
Relativitätstheorie mit Lightspeed!
Archiv | Home
Inhalt
   
LinuxNetMag #3

  Software
 MP3
Xaudio, xmms, mp3blaster
freeztag, kmp3te
 Spiele
TTY-Quake, Quake3Test
Descent, LDescent, DX1
Flugsimulatoren
 Applikationen
Wine: Installation und Setup
VCron, Kcrontab
Passwörter mit Gpasman
 Verschiedenes
Bootlogos: Welcome2L...
Seti[email protected] und Tools
Lightspeed
  
 

Netzwerk

Alternative Web-Browser
Linpopup
VNC - Windows X-Server
Post fürs LAN
Apache als Web-Server
Windows vorführen: Samba
Web-Publishing: Sitecopy
Downloadhilfe Wget
Webstatistik mit Webalizer
empfehlenswerte Links
  
 

Hardware

Einführung: Mounten
Jslaunch
  
 

Sonstiges

Editorial
Leserbriefe-Meinungen
Mailing-Liste
Liste aller Artikel
Unterstützen Sie uns



Druckversion


 
spaceship
Wie sieht es aus, wenn ein Auto mit nahezu Lichtgeschwindigkeit an einem vorbeifährt?
Dieses wohl schwer durchführbare Experiment können Sie jetzt bequem am Computer simulieren.


 
Seltsame Raumzeit

Bei hohen Geschwindigkeiten geschehen Dinge, die auf den ersten Blick nicht immer selbstverständlich erscheinen. Die bekannteste Erscheinung ist der Doppler-Effekt:
Objekte, die sich von uns wegbewegen, erscheinen rötlicher als ruhende Objekte, auf uns zukommende Objekte erscheinen hingegen bläulicher. Experimentell findet man dies z.B. bei fernen Sternen und Galaxien, deren Licht aufgrund ihrer Bewegung zumeist ins Rote verschoben ist (sog. Rotverschiebung). 
Das klassische Analogon hierzu ist die Schallausbreitung z.B. beim Martinshorn. Der Ton von einem Martinshorn eines Polizeiautos, welches sich auf einen zubewegt, klingt höher als der Ton eines sich entfernenden Martinshorns. (Die Vorgänge Schall- und Lichtausbreitung verlaufen zwar analog, sind aber genaugenommen verschieden, weil Schall im Gegensatz zum Licht ein Ausbreitungsmedium besitzt: die Luft.)

Ein weiterer Effekt  ist die Lorentzkontraktion. Ein schnell bewegtes Objekt scheint in Bewegungsrichtung zusammengequetscht (kontrahiert). Diese Kontraktion ist um so größer, je höher die Geschwindigkeit ist. Andererseits scheint für einen schnell bewegten Beobachter aus seinem Ruhesystem heraus die gesamte Umgebung kontrahiert.
Ähnliches gilt auch für die Zeitskala von Ruhesystem und bewegtem Inertialsystem. Auch diese verkürzt oder verlängert sich. Hierbei spricht man von Zeitdilatation. Aber dieser Effekt läßt sich auch am Computer nicht simulieren (wohl aber berechnen). 

Der Frontlicht-Effekt verursacht eine Verdunklung oder Aufhellung des Objekts je nach Bewegungsrichtung. Da das Licht an einem bewegten Objekt nicht mehr gleichmäßig in alle Richtungen gestreut wird, verändert sich auch die Helligkeit.

Der wohl unbekannteste aber beeindruckendste Effekt ist die "optische Aberration". Sie verursacht eine Drehung und Verzerrung des bewegten Objekts, so daß es unter Umständen möglich ist, mehrere Seiten eines Körpers gleichzeitig zu sehen.

So wird z.B. aus einem Würfel

normale Geschwindigkeit

bei großen Geschwindigkeiten (hier 0.995c) ein stark deformierten Objekt:

0.995c Geschwindigkeit



 
 
 

Lightspeed!

Lightspeed simuliert nun all diese Effekte in Echtzeit an Objekten, die man im 3ds (3D-Studio) Format importieren kann. Standardmäßig wird ein Würfel, bestehend aus seinen 12 Eckverbindungen und 8 Kugel als Eckpunkte, benutzt, aber es können auch beliebige andere Objekte benutzt werden, wenn diese im 3ds-Format vorliegen. Auf der Homepage des Autors findet man u.a. einen Chevy und einen Staubsauger. Jedoch benötigt man bei diesen polygonreichen Objekten entsprechend mehr Rechenzeit, um die Animationen noch flüssig darstellen zu können.
Hat man sich ein Objekt ausgesucht, kann man die Geschwindigkeit in Einheiten von m/s, km/s oder c (c = Lichtgeschwindigkeit) einstellen und den Einfluß auf das Erscheinungsbild des Objekts betrachten. Es lassen sich auch die einzelnen auftretenden Effekte (Lorentzkontraktion, Rotverschiebung, Frontlichteffekt, optische Aberration) abschalten, um so dessen Einfluß besser erkennen zu können. Die intuitive GTK-Oberfläche sollte auch jemandem ohne genaue Kenntnisse der Relativitätstheorie einen einfachen Umgamg ermöglichen. Insgesamt handelt es sich um ein rundherum gelungenes Programm, was zum langen Herumspielen an den vielen Optionen einläd.

Links:

lightspeed! Homepage: http://fox.mit.edu/skunk/soft/lightspeed/

Platz für Kommentare & Fragen:
(selbst eintragen)

 

 
Weitere Ausgaben Linux NetMag
[ #1 | #2 | #3 | #4 | Main ]