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Phänomene der Allgemeinen Relativitätstheorie
Dieses Programm simuliert die Bahnen von Körpern (Planeten) und Photonen im Gravitationsfeld eines Sterns.
Die Bahnkurven können klassisch (Newton) oder relativistisch (Einstein) berechnet werden.
Damit die Effekte der Allgemeinen Relativitätstheorie auf dem Bildschirm deutlich hervortreten, wurde in der Simulation in manchen Fällen eine Zentralmasse mit dem 10.000-fachen der Sonnenmasse gewählt.
Das Programm orientiert sich an dem Buch „Exploring Black Holes" von Taylor und Wheeler, in dem mit Hilfe der Energie- und Drehimpulserhaltung sowie der Schwarzschildmetrik die Inkremente dr und dphi der Teilchenbewegung in Polarkoordinaten hergeleitet werden.
Die Bahnkurven können klassisch (Newton) oder relativistisch (Einstein) berechnet werden.
Damit die Effekte der Allgemeinen Relativitätstheorie auf dem Bildschirm deutlich hervortreten, wurde in der Simulation in manchen Fällen eine Zentralmasse mit dem 10.000-fachen der Sonnenmasse gewählt.
Das Programm orientiert sich an dem Buch „Exploring Black Holes" von Taylor und Wheeler, in dem mit Hilfe der Energie- und Drehimpulserhaltung sowie der Schwarzschildmetrik die Inkremente dr und dphi der Teilchenbewegung in Polarkoordinaten hergeleitet werden.
Die Simulation baut diese in das Euler-Cauchy-Verfahren ein, um so die Bahnkurven iterativ berechnen zu können. Da die Simulationszeiträume nicht sehr groß sind, liefert dieses Verfahren recht genaue Ergebnisse. Lediglich in Extremsituationen (beispielsweise bei einer sehr starken Exzentrizität der Ellipsenbahnen) wird die Simulation numerisch instabiler.
Die Startposition sowie der Betrag und die Richtung der Startgeschwindigkeit können variiert werden. Typische Werte sind voreingestellt.
Wenn Sie wissen wollen, wie ein Schwarzes Loch vor dem sternenübersäten Himmel oder vor der Erde aussehen würde, schauen bitte
hier.
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