530 Physik
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Die vorliegende Dissertation möchte einen intuitiven Zugang zum Verständnis der allgemeinen Relativitätstheorie bieten. Dazu wird die gekrümmte Raumzeit eines rotierenden schwarzen Loches visualisiert, deren Geometrie durch die Kerr-Metrik beschrieben wird. Die Kerr-Raumzeit stellt eine rotationssymmetrische Vakuumlösung der Einsteinschen Feldgleichungen dar. In dieser Arbeit liegt ein besonderer Fokus auf dem Innenraum des schwarzen Loches, wie er durch die maximale analytische Erweiterung der Kerr-Raumzeit beschrieben wird.
In den im Rahmen dieser Arbeit erstellten Videos wird die visuelle Wahrnehmung eines im Gravitationsfeld eines schwarzen Loches (in den meisten Fällen) frei fallenden Beobachters auf verschiedenen Bahnen um oder durch ein rotierendes schwarzes Loch wiedergegeben. Die Videos geben hierbei einen Überblick über alle möglichen Flugbahnen. Die Erstellung der Einzelbilder der Videos erfolgte mit Hilfe von Ray-Tracing. Bei diesem Verfahren werden die Bahnen der beim Beobachter eintreffenden Lichtstrahlen zurück bis zum Objekt berechnet.
Die für die Berechnung der Videos notwendigen mathematischen Konzepte der zugrundeliegenden Theorie werden im ersten Teil der Arbeit ausführlich diskutiert und erläutert. Im zweiten Teil werden die Ergebnisse der Berechnungen in Form von Bildern und Videos präsentiert und ausführlich beschrieben.