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hirschi41m1 · Administrator Beiträge: 87

Eine Fahrt mit Lichtgeschwindigkeit

Obwohl die Lichtgeschwindigkeit sehr hoch ist, ist sie doch
begrenzt auf rund 300.000 Kilometer pro Sekunde. Das bedeutet
u.a. dass das Licht nicht an jedem Ort gleichzeitig
sein kann, sondern eine gewisse Zeit benötigt um von einem
Ort zu einem anderen zu kommen. Im Alltag fällt diese Verzögerung
jedoch nicht auf, weil wir uns viel zu langsam bewegen.

Aber was wäre, wenn die Lichtgeschwindigkeit viel langsamer wäre,
sagen wir 40 Kilometer pro Stunde? Dann würde sich die Relativitätstheorie
bereits bei einer normalen Autofahrt bemerkbar machen.

Im Computer lässt sich diese Situation ansatzweise simulieren.
Normalerweise bewegt man sich dabei durch abstrakte
Computerlandschaften, doch wir wollten wissen, wie eine
reale Fahrt aussehen würde. Um das herauszufinden haben
wir eine Überfahrt über die Köln Deutzer Brücke gefilmt
und anschließend die relativistischen Perspektive der Bilder
per Computer berechnen lassen.

Normalerweise sieht diese Überfahrt wie im Linken Film aus:
Das Licht rast mit 300.000 Kilometern pro Sekunde, wir tuckern
dagegen mit knapp 40 Kilometern pro Stunde über die Straße.

Fahrt über die Deutzer Brücke..

Fahrt bei annähernder Lichtgeschwindigkeit

Was geschieht nun, wenn wir am Tacho des Lichtes drehen
(rechter Film)?
Wieder fahren wir mit knapp 40 Stundenkilometern, doch diesmal
bremsen wir das Licht auf ebenfalls 40 Stundenkilometer. Das
bedeutet wir bewegen uns in dieser simulierten Welt jetzt mit
90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit.

Zwei Effekte fallen ins Auge:

Zum einen ist das Blickfeld wesentlich größer. Das heißt
wir sehen auf einmal viel mehr von der Umgebung. Der
Bereich der vorher unser gesamtes Blickfeld eingenommen hat,
ist jetzt nur noch ein kleiner Teil des Gesamtbildes. Dadurch
wirken z.B. die Gebäude deutlich kleiner, es entsteht der
Eindruck, wir würden uns von dem anderen Ufer entfernen,
obwohl wir uns darauf zu bewegen.

Zum anderen biegen sich alle Gegenstände die senkrecht zu
unsere Bewegung sind, zum Beispiel die Laternen, aber auch
der Rhein. Alle Linien in Bewegungsrichtung, also die
Linien die auf das andere Ufer zulaufen, bleiben dagegen
kerzengerade, wie zum Beispiel die Straßenbahnschienen. Um
zu verstehen wie diese Krümmung zu Stande kommt, betrachten
wir einmal einen Schnappschuss der Szene:

Eine ehemals gerade Laterne ist nun gebogen, denn das Licht
von ihrem oben Ende hat einen längeren Weg zu uns, erreicht
uns also später als das Licht des Laternenpfahls auf
unserer Höhe. Während dieser Zeit haben wir uns jedoch
schon ein Stück weiterbewegt, die Spitze der Laterne scheint
dann an einer anderen Position als das Mittelstück.
Insgesamt wirkt die Laterne daher nach hinten gekrümmt.
(Die beiden schwarzen Balken oben und unten im
Bild sind übrigens kein relativistischer Effekt.
Normalerweise würde man hier ebenfalls
die Straße bzw. den Himmel sehen. Die begrenzte Kameraauflösung
lieferte dort jedoch kein Bild.)

Um die beiden dominierenden Effekte herauszustellen, haben
wir bei unserer Fahrt mit 90 Prozent der
Lichtgeschwindigkeit nicht alle Auswirkungen der
Relativitätstheorie berücksichtigt. Und natürlich hätte die
Verlangsamung des Lichts auch Konsequenzen auf ganz
andere Bereiche des Lebens, die wir hier ebenfalls außer Acht
gelassen haben. Würden wir uns in der realen Welt
tatsächlich mit (annähernd) Lichtgeschwindigkeit bewegen, wäre
das Bild fast komplett schwarz.