Wir sind es gewohnt, den Nachthimmel als eine Art Leinwand zu betrachten. Über unseren Köpfen spannt sich eine gewaltige Projektionsfläche, auf denen wir Sterne und Planeten bewundern können. Diese zweidimensionale Betrachtungsweise des Himmels hat lange Zeit auch die kosmologische Vorstellung der Menschheit geprägt. Der Himmel sah nicht nur so aus, wie eine große Leinwand, die die Erde umspannt, er war auch eine. Die Sterne dachte man sich an einer kristallenen Sphäre montiert, die die Erde schalenförmig umgab. Es dauerte bis ins 17. Jahrhundert, bevor wir erkannten, dass diese Kristallsphären nicht existierten und noch länger, bevor uns die wahren Ausmaße des Kosmos klar wurden. Rein formal arbeiten die Astronomen heute noch mit der Arbeitshypothese, dass sich die Himmelskörper an einer Sphäre bewegen, die die Erde umgibt. Das nennt man Sphärische Astronomie und ist ein äußerst praktischer Weg, um viele astronomische Probleme zu lösen. In der Realität ist das All aber natürlich kein Film, der auf einer flachen Leinwand über unseren Köpfen abläuft. In echt ist alles 3D 😉
Das kann man leicht mal vergessen. Auch wenn wir heute viel besser über die Struktur des Universums Bescheid wissen, sind die Bilder die wir machen, immer noch zweidimensional. Klar, alle Abbildungen sind per Definition flach, aber im Gegensatz zu Bildern der realen Welt, fällt es uns im Universum enorm schwer, Entfernungen einzuschätzen und ein Gefühl für die Perspektive zu entwickeln. Es ist knifflig, die Entfernung zu den Sternen zu messen und wir können a priori nicht einfach sagen, ob ein helles Objekt deswegen hell ist, weil es sehr nahe ist oder weit entfernt und dafür groß. Das ändert nichts daran, dass Bilder wie dieses hier enorm beeindruckend sind:
Das ist die Sternentstehungsregion Sharpless 2-106 und ich habe hier ausführlich darüber geschrieben. Von dieser Region gibt es auch ein beeindruckendes Video, das die Vordergrund- von den Hintergrundobjekten trennt und die dreidimensionale Struktur von Sharpless 2-106 zeigt:
Sehr cool. Ja, das Universum ist nicht nur etwas, dass sich über unseren Köpfen befindet und das wir auf schönen Bildern betrachten können. Das Universum ist voll mit realen Orten, es ist ein gewaltig großer Raum voll mit allen möglichen Dingen (im wahrsten Sinne des Wortes) und daran sollten wir uns ruhig öfter mal erinnern…
Deswegen vliebe ich vCelestia. Da kann man nämlich auch mal die Perspektive wechseln und sich den Nachthimmel von Alpha Centauri ansehen. Seitdem weiß ich, daß von dort aus unsere Sonne ein mag-2-Stern in Cassiopeia ist.
:DD cool!!!
Wie Star-Trek nur „echt“. In den Nebel reinfliegen hätten sie aber schon noch können… 😉
Irgendwo haben wir das doch vor kurzem diskutiert mit der Enterprise und dass man sich da diese HST-Finger anschauen gehn könnte, war das Verena? Hallo Verena, jetzt brauchst du keine Enterprise mehr, das gibts jetzt als Simulation! 🙂 Und wenn das noch jemand ein bisschen graphisch aufbereitet kann man daraus glatt einen 3D Film machen. Irgendjemand Filmemacher hier??
@Bullet:
Hübsch! 🙂 Link zum Programm? Oder kostet das was?
Chic das …
mit Celestina komme ich nur gar nicht zurecht, seufz. Na, gucke ich halt hier.
Ich könnte sowas machen, nur… sowas kostet sehr viel Zeit, und die kriege ich von meinem Arbeitgeber leider nicht geschenkt.
Als Feierabend-Projekt bereite ich zusammen mit einem meiner Kollegen etwas ähnliches gerade vor. Aber schon das Storyboard hat bisher eine Menge Zeit verschlungen, und bis da was wirklich fertig ist, wird es noch ganz schön lange dauern.
Könnte sowas auch, stecke nur in der Diplomarbeit. Sooo schwierig ist das auch gar nicht, etwas Liebe zum Detail, viiiel Zeitund einen schnellen Rechner, dazu 3dsmax mit vernünftigem Partikelgeneratorplug-in, dann geht das 🙂 Ich denke wir werden sowas in zukünftigen SciFi-Filmen häufiger sehen. Jedenfalls in solchen, die etwas an die Realtät wollen…
@Theres: Es gibt eine gleichnamige Software „3D Atlas des Universums“ wie sie z.B.
hier als Video vorgestellt wird… war auch mal gratis in einer PC Zeitschrift dabei, (als Vollversion)… da konnte man ganz flott mit Überlichtgeschwindigkeit herumdüsen… allerdings genügt es wohl kaum den Ansprüchen eines Astronomen… 😉
Info: https://de.wikipedia.org/wiki/Astronomieprogramm
schickes Foto, muss nur ein wenig an den Rändern rumschippel und schon passts in den Digi Rahmen.
🙂
oblig. xkcd: https://www.xkcd.com/941/
Cooles Video…Aber das bringt mich auf eine Idee. Kann man aus „näheren“ Objekten
mit einer gewissen Parallaxe nicht auch ein stereoskopische Aufnahme erzeugen?
Quasi 3D, wie mit unseren Augen bei täglichen Objekten.
Passt zwar nicht ganz zum Thema, aber mir haben es die LichtfeldKameras angetan.
Die so erzeugten digitalen Bilder kann man NACHTRÄGLICH fokussieren..einfach mal auf
die Bilder klicken: https://www.lytro.com/living-pictures/2327
Ich denke so etwas wird in der Astrophysik nicht möglich sein, da wir ja quasi unendlich weite Objekte aufnehmen, da bleibt nichts zum fokussieren.
Es gibt zwar „3D-Spektroskopie“ in der Astrophysik, aber dort wird zusätzlich zu den 2 Raumdimension auf dem CCD Chip noch pro Pixel ein Spektrum aufgenommen. Ist also nur ein Modename und liefert nur „unwichtige“ Spektren der jeweiligen Region. 😉
PS: Danke für das Löschen der unsäglichen, nervenden UFO Beiträgen!
Mal eine Frage zum Video:
Wie groß ist Sharpless 2-106?
Mit wievielfacher Lichtgeschwindigkeit bewegt sich die Kamera dann, wenn sie in 44 sekunden an etwa 100 Sternen vorbeifliegt?
Angenommen, dies wäre ein mit sehr starkem Zeitraffer abgespielter Flug mit v -> c,
könnte man das alles so beobachten wie im Video, oder würde es in Realität verzerrt aussehen?
@dii:
3D wird man mit den Lichtfeldkameras in der Astronomie so nicht machen können, da hast du schon recht. Allerdings hat mein Freund grad eine komplett andere Verwendungsidee für solche Kameras in der Astronomie (*secret* ;)) ).
Das mit der nicht-3D Spektroskopie stimmt so nicht wirklich, das ist kein reiner Modename! Schau mal z.B. hier: https://www.usm.uni-muenchen.de/people/wegner/kmos/de/science.php
Erst mal grundlegendes, du bekommst ja nicht in jedem Pixel in Spektrum (geht gar nicht mit heutigen chips 😉 ). Es gibt verschiedene Bauarten aber bleiben wir mal bei dem anschaulichsten: Anstatt das Licht z.B. einer Galaxie auf einen normalen Photochip fallen zu lassen schaltet man am Anfang des Instruments ein Grid von Mini-linsen („lenslets“), die rämliche Auflösung die du so bekommst ist viel schlechter als die von CCD chips, aber wir wolln ja auch genügend Photonen reinbekommen um in jedem „Spaxel“ (so heisst so eine Einheit dann) ein gesamtes Spektrum zu bekommen. Das Licht hinter jeder dieser Linsen wird per Glasfaser oder andere Optik auf einen Spektrographen geleitet und dann jedes einzelne dieser Spektren fein aufgelistet untereinander auf eine normale CCD geleitet. Jetzt hast du erst mal einen Riesenhaufen Spektren. Dann gibts Programme, die all diese Spektren zu einem Datenwürfel zusammenbauen, x und y sind die Raumdimensionen und in z hast du als Dimension die Wellenlänge (guck mal hier: https://lsiit-miv.u-strasbg.fr/paseo/images/cubevisualization.jpg )
So, jetzt geht die Wissenschaft los: Stell dir vor, du hast z.B. eine Galaxie und du beobachtest deren Emissionslinien. Galaxien haben Rotationskurven, also die Emissionslinie ist nicht in jedem deiner Spaxel an derselben Stelle in der Wellenlängendimension. Das kannst du dann theoretisch in eine Raumdimension „umrechnen“. Ähnliches geht natürlich auch mit diversen galaktischen Nebeln o.ä.
Leider stellt das in der Wissenschaft normalerweise niemand wirklich in 3D dar (geht auch auf 2D papern irgendwie immer schlecht ;)) ), was wir normalerweise machen, ist „Scheiben“ dieses Datenwürfels darzustellen, also wir schneiden bei einer bestimmten Wellenlänge durch, oder summieren mehrere Wellenlängen auf (oder berechnen Quotienten aus verschiedenen Emissionsliniensummen und ähnliche lustige Dinge). Damit bekommt man dann 2D Karten von bestimmten Linien oder Eigenschaften (so wie z.B. hier )
Ich hab ehrlich gesagt auch schon des öfteren darüber nachgedacht, mal tatsächlich eine 3D Animation oder Visualisierung zu machen, mir is aber noch kein passendes Tool über den Weg gelaufen…
ach nee.. jetzt ist der Kommentar wegen der links wieder im Spamfilter hängengeblieben. Argh… 🙁
Wie soll ich was vernünftig erklären wenn ich nix linken darf???
Guten Abend, Alice, immer nur drei Links auf einmal (ist hier fast überall das Limit).
Halt in zwei Etappen posten …
hrmpf (und die Knöppkes nicht verwechseln) … oder Browsereinstellungen kontrollieren, wenn du einen Adblocker verwendest.
@Theres:
warn nur 3 links drin!
Aber es ist immer suspekt wenn nach Abschicken des Kommentars dann kommt „zurück zum Artikel“, dann hat meistens was nicht funktioniert 🙁
Hmm, stimmt.
Teilweise liegt es an den noscript oder Sicherheitseinstellungen des Browsers, bei mir jedenfalls lag es daran, deshalb schrieb ich, dass du auf den Adblocker achten sollst. Ich bekam überall außer bei Florian F. diese Anzeige, seit dem letzten Update.
Da es jetzt geht, war es wohl ein „Unwort“. Florian schreiben, der schaltet es morgen frei, reicht ja auch noch. Obwohl … ich kann auch warten, wollte sowieso zu Bette.
@Alice: Theres hatte den Link parat: shatters.net/celestia. Open source, free, erweiterbar.
Nach dem Starten des Programms hast du die Erde vor dir. Rechte Maustaste gedrückt halten, Maus bewegen. Erde bleibt zentriert, du wuselst drum herum. Mausrad = weg/hin.
Mauszeiger auf einen Stern, links klicken, dann gibts oben links in der Ecke Info über abs/scheinbare Helligkeit, Entfernung etc. Taste „G“ (für „goto“), und du fliegst hin.
Ich finds genial. Vor allem, wenn man dann mal 20 Lichtjahre von der Erde wegscrollt und dann mit gedrückter rechter Maustaste um die Erde herumfährt. Dann sieht man mal, wie es in unserer galaktischen Nachbarschaft wirklich aussieht. Allerdings sollte man dazu den Regler „Sterne anzeigen bis mag …“ auf ziemlich viel stellen. Das sieht dann allerdings gigantisch aus.
Hej, ich finde diese Gebrauchsanweisung genial!
Danke, vielleicht klappt es jetzt mal, bisher kam ich anscheinend immer im Nirvana raus.
@Bullet:
Danke für die Anleitung, werd ich morgen mal ausprobieren! Ohje… ich sehn schon wieder schwarz für meine morgige Produktivität 😉
@Theres:
Da war bestimmt kein Unwort drin, ich hab nur was zu 3D Spektroskopie geschrieben, total wissenschaftlich! 🙁
Wer nach großer Spielerei wieder heim will, aber nicht zurückfindet: Taste „H“ (für ‚Home‘) ist wie Klick auf Sol. Wenn ihr euch verfahren habt: „H“ und dann „G“ – und schon seit ihr wieder zuhaus. 🙂
noch interessantes:
Wie jesacht: dat Teil kann einiges.
Leider: ausgedehnte Strukturen kann kein astronomisches Programm zur Zeit. Um den Helixnebel rumkurven ist also nicht möglich. Aber warten wir ab: 20 Jahre, und wir werden über diese ersten Gehversuche lachen.
Wie wäre es mit nem Holodeck ?
@Till
Hab‘ ich bei Florians erstem Artikel über das Objekt mal recherchiert, etwa ein halbes pc oder 1,6 Lichtjahre. 1,6 Lichtjahre in 40 s? Das wäre etwa 1,3-millionenfache Lichtgeschwindigkeit. Wieviel wäre das in Warp?
@ Alderamin:
Circa Warp 24,6
Blödsinn, bin um ’ne Zehnerpotenz verrutsch! Es wäre Warp 21,2 .
Morgen,
da zerlegts doch die Enterprise…
@Alice
Zur Darstellung von 3D Datensätzen gibt es eigentlich recht viele Programme, bleibt die Frage wie ihr die Sachen gespeichert habt, da müsst ihr eventuell eigene Programme zum Laden und Speichern schreiben oder ihr legt euch auf ein allgemein verständliches Format fest, TIFF bietet eine wahnwitzige Vielfalt an Optionen und kommt mit 3D Daten zurecht.
Ein gutes Programm für grundlegende Sachen wie Transformationen, einfache Visualisierungen, rumspielen mit dem Kontrast u.ä. oder zum Ausschneiden von einzelnen Ebenen ist ImageJ.
Viel umfangreicher und noch frei ist das Visualization ToolKit: https://www.vtk.org/
Dafür müsst ihr C++ programmieren, die Unterstützung ist aber super und es gibt viele sehr gut verständliche Beispiele.
Danke. Mehr als ca. Warp 10 hab‘ ich bei Star Trek nie gehört, und wenn die Skala zehnerlogarithmisch ist, dann wäre das ja um einiges langsamer.
Im Deutschen Museum in München steht ein Schaukasten, in dem man durch ein kleines Guckloch den Orion betrachten kann. Schaut man anschließend durch die gläserne Seitenwand, so sieht man eine dreidimensionale Darstellung und erkennt, daß die beteiligten Sterne gar kein zusammenhängndes Gebilde sind.
Aber auch das überzeugt die Astrologen nicht von der Nichtexistenz ihrer „Sternzeichen“.
@ Alderamin:
Die 21 ist auch nur theoretisch, da nach der neuen Warp-Skala im Prinzip bei Warp 10 schon unendliche Geschwindigkeit erreicht werden soll, das heisst, das Raumschiff befindet sich an jedem Punkt des Universums gleichzeitig (hmmm… klingt irgendwie wie vom unendlichen Unwahrscheinlichkeitsdrive geklaut).
Übrigens: nach der alten Warp-Skala (aus TOS) wäre 1.300.000-fache Lichtgeschwindigkeit sogar Warp 109!
Da hat jemand viel Liebe in ein zweidimensionales Universum inverstiert: https://www.embracingthenerd.com/wp-content/uploads/2010/09/Star_trek_map.jpg
@Alice: Danke für die sehr gute und ausführliche Erklärung! 🙂
Muss zu meiner Schande gestehen, dass ich an einem Institut arbeite (erst seit kurzem), wo dieses sehr erfoglreich durchgeführt wird. Aber da ich in der Instrumentierung tätig bin, beschäftigen wir uns eher mit dem Bau solcher Faser gekoppelten Spektrographen.
Ich wollte auch nur einen Anstoß für evt weitere Blogeinträge von Florian geben. 😉
Nein mal im Ernst, vielen Dank für die sehr gute Erklärung…konnte mir auf Arbeit keiner so gut erklären. ^^
Was kann man wohl mit Lichtfeldkameras in der Astronomie anstellen? (Alle Mann/Frauen mal bitte brainstroming!)
Da die Lichtfeldkamera ua auch die Richtung der auftreffende Strahlung aufnehmen kann, bietet sich diese Technik gerade für die Fasergekoppelte Spektroskopie an. Da das Licht, wie von dir richtig gesagt, in verschiedenen Winkeln auf ein Lensletarray trifft.
ODER man könnte Seeing Untersuchungen an künstlichen Sternen durchführen, um den Einfluss des Rauschens zu ermitteln???
Was mir sonst noch einfällt wären die Bildfehler einer Testsetups zu bestimmen:
Je nachdem wie ein Lichtstrahl durch das Objektiv VOR meiner Kamera fällt, kann ich die Bildfehler im jeweiligen Bildfeld sichtbar machen.
Beste Grüße und Clear Sky…D
Wie immer Florian Freistetter ein super Artikel!
@dii:
Wie nett, wo arbeitest du denn? Potsdam?
Was kann man wohl mit Lichtfeldkameras in der Astronomie anstellen?
Eine von deinen drei Thesen geht schon in die Richtung. Mehr wird nicht verraten 😉 (ist auch alles erst in der „wir haben eine verrückte Idee“ Phase)
Wir haben hier im April einen Workshop über „Metals in 3D“, vielleicht kann ich bis dahin mal was 3D-visualisieren und testen in wie weit das Sinn macht. Hab da schon einen Datensatz und eine Galaxie im Sinn, wo ich das mal ausprobieren könnte. Danke (an mehrere hier) für die Tips! 🙂
@Alice:
hehe, ich bin zZ am AIP tätig, wie gesagt in der Instrumentierung und relativ neu in der jetzigen Gruppe. Ist aber alles sehr spannend und bin auch froh, dass ich mein altes „Hobby“ (jetzt etwas professioneller) wieder aufleben lassen kann.
Früher trieb man sich auf Astronomie.de herum und heute tauscht man sich auf Blogs aus. Aber ich muss Florian schon meinen Dank ausprechen, dass ist wirklich jeden Tag aufs neue die erste Anlaufstation. Man lernt immer etwas dazu. Auch didaktisch 1A erklärt!
Na da bin ich ja mal auf deinen Beitrag gespannt. Auch wenn sich „Metals in 3D“ für Nichtastronomen wahrscheinlich eher nach Materialwissenschaften anhört.
Aber für euch ist alles in der Ordnungszahl größer als 2 (He) en Metall. 😉
@dii:
Am AIP aber kein Astronom? Bist du Techniker? Was baut ihr denn gerade?
Ich hab eher befürchtet, die Leute würden bei „Metals“ an Musik denken ;)) (von der ich allerdings so gar nicht der Fan bin, ich mag keine e-Gitarre). Und ja, Metalle = alles grösser He.
„Metals in 3D“ meint nichts anderes als IFU Spektroskopie von Sternentstehungsregionen oder -galaxien, wobei ja wie gesagt die 3. Dimension nur reinkommt, wenn man die Geschwindigkeiten mit verknüpft. Obwohl das in einzelnen Regionen auch schwierig werden kann weil u.U. Geschwindigkeit eben nicht gleich Entfernung ist, sondern auch die Eigenbewegung von bestimmten Gaswolken sein kann. Ich denke, das 3D bezieht sich ursprünglich weniger auf 3D=3 Raumdimensionen, sondern auf die Anordnung der Daten (x und y = Raumdimension, z=Wellenlängendimension). Sind ja auch 3 Dimensionen, nur eben nicht im Raum (in der Relativitätstheorie ist ja auch die Zeit eine Dimension was aber nichts mit einem 4-Raum-dimensionalen Raum zu tun hat).
@Alice: hehe ich bin schon Physiker, aber halt eher Instrumentierung und Teleskopoptik.
Au wir haben zur Zeit an verschiedenen Projekten. Ich speziell arbeite an PEPSI, das ist der Fasergekoppelte Echellespektrograph für das LBT (Mt Graham, Arizona). https://www.aip.de/pepsi/index.php?id=14
Und an Erweiterungen und Verbesserungen am Echelle-Spektrographen für STELLA auf Teneriffa.
3D-Spektroskopie kenne ich noch aus meiner stud. Hilfskraftzeit von PMAS, dem Potsdamer MultiAptertureSpectrophotometer auf Carla Alto (Spanien).
PS: kein „Metal“freund? Sagt man nicht Metal ist die neue Klassik? ^^