Matthias Borchardt
21.09.2010

Schwarze Löcher - Videosequenzen und Grafiken

Darstellungen Schwarzer Löcher können Sie hier einzeln herunterladen. Wie "realistisch" sind diese Grafiken und Animationen?

Videosequenzen

 

Die Videosequenzen des Autors stellen zwei verschiedene Situationen dar:

  • Bewegungen Schwarzer Löcher bei konstanter Entfernung
    Die Entfernung des Beobachters zum Schwarzen Loch beträgt in den Animationen etwa 600 Kilometer. Die Videosequenzen sind jeweils 30 Sekunden lang.
  • Reisen zum Schwarzen Loch
    Die Kamera wandert langsam aus einer Entfernung von 2.000 Kilometern auf ein Schwarzes Loch (zehnfache Sonnenmasse) zu und stoppt in einer Entfernung von etwa 100 Kilometern. Die Videosequenzen sind jeweils 30 Sekunden lang.

Grafiken

andromeda_und_schwarzes_loch.jpg
andromeda.jpg
deep_field_und_schwarzes_loch.jpg
deep_field.jpg
 
milchstrasse_und_schwarzes_loch.jpg
milchstrasse.jpg
 

Wie "real" sind die Grafiken und Animationen?

Die Schwarzschildlösung gilt nur für wenige Schwarze Löcher
Es sollte klar sein, dass diese Simulationsergebnisse sich auf Schwarze Löcher beziehen, die kugelsymmetrisch sind und keine Rotation aufweisen. Solche stationären Zustände nehmen Schwarze Löcher allerdings erst nach einem sehr langen Zeitraum an, nachdem sie durch Abstrahlung von Gravitationswellen ihre Rotationsenergie weitgehend verloren haben. Die Schwarzschildlösung der Einsteinschen Feldgleichungen beschreibt also nur einen kleinen Teil der Schwarzen Löcher im Universum.

Unrealistische Beobachtungsszenarien
Des Weiteren ist die Vorstellung, ein Beobachter (Kamera) könne sich in 600 Kilometern Entfernung stationär vor einem Schwarzen Loch aufhalten, das die zehnfache Sonnenmasse beinhaltet, technisch gesehen absurd, weil dort Gravitationskräfte herrschen würden, die die der Erde um viele Millionen Male übersteigen würden. Selbst mit einem Fernrohr müsste man wenigstens so weit an das Schwarze Loch herangehen, dass das Auflösungsvermögen der Optik noch ausreichte, um die etwa 150 Kilometer durchmessende schwarze Scheibe und die Umgebung noch einigermaßen detailreich darzustellen. Auch in solchen Entfernungen wäre die Gravitation noch gewaltig.

Der didaktische Vorteil
Dennoch: Auch wenn die dargestellten Situationen nicht sehr real erscheinen mögen, sind diese Reduzierungen vom didaktischen Standpunkt eher von Vorteil, denn sie ermöglichen den Schülerinnen und Schülern einen überschaubaren und nachvollziehbaren Zugang zur Physik der Schwarzen Löcher.

Informationen zum Autor

Matthias Borchardt ist Lehrer für Physik und Mathematik am Tannenbusch-Gymnasium Bonn. Auf seiner Homepage und in zahlreichen Artikeln in didaktischen Zeitschriften zum Physik- und Astronomieunterricht hat er Computersimulationen und Unterrichtsmaterialien zur Physik der Oberstufe veröffentlicht.

Zurück

Natur, Mathe, Technik
Besucher-Hits
 
 
Impressum | Datenschutz | Über uns | RSS-Feeds | Seite bookmarken:  del.icio.us Yahoo! My Web google Bookmarks Digg Mister Wong OneView MerklisteEmpfehlenDruckenSeitenanfang
Nicht redaktionelle Inhalte nach § 6 TMG von anderen Anbietern als Lehrer-Online werden durch den Namen des Anbieters gekennzeichnet.