Wenn der Mond 1 Pixel wäre: ein langweilig präzises Modell des Sonnensystems (2014)

• Dieser Inhalt setzt die Größe des Mondes auf 1 Pixel und visualisiert so die tatsächlichen Abstände im Sonnensystem
• Planeten und Monde erscheinen extrem klein, wodurch der gewaltige Raum zwischen ihnen hervorgehoben wird
• Man kann unmittelbar spüren, dass der größte Teil des Universums nichts als Leere ist
• Mit Vergleichen und Zahlen wird die gewaltige Größenordnung erklärt, die Menschen nur schwer intuitiv erfassen können
• Es vermittelt die Botschaft, in all dieser Leere die Bedeutung und Besonderheit unserer Existenz neu zu bedenken

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Einleitung: Das Sonnensystem in Pixeln

• Dieses Projekt visualisiert auf Grundlage von „Die Größe des Mondes beträgt 1 Pixel“ die realen Entfernungen und Maßstäbe des Sonnensystems präzise
• Planeten, Monde, die Sonne und der enorme Raum zwischen ihnen werden als langer Scroll in Pixeln gezeigt

Ein Gefühl für die Abstände zwischen Planeten und Monden im Sonnensystem

• Beim Passieren von Mercury, Venus, Earth und Moon werden Position und relative Entfernung der einzelnen Planeten und Monde vorgestellt
• Mit witzigen Hinweisen wie You Are Here wird der Nutzer dazu geführt, die aktuelle Position zu erfassen
• Himmelskörper des Sonnensystems wie Mars, Jupiter (sowie die Monde Io, Europa, Ganymede, Callisto), Saturn (einschließlich Titan), Uranus, Neptune und Pluto sind der Reihe nach angeordnet
• Hinweise pro Abschnitt wie "That was about 10 million km just now." helfen dabei, die tatsächlichen Distanzen greifbarer zu machen

Die gewaltige Leere des Weltraums

• Aussagen wie "Pretty empty out here" und "Most of space is just space" betonen, dass der meiste Raum leer ist
• Es wird erwähnt, dass die Zeit bis zum Zielort (z. B. Mars) mehrere Monate beträgt; selbst in den langen Scroll-Abschnitten ist die Erfahrung bewusst auf Langeweile und Leere ausgelegt
• Anders als bei leicht zu zeichnenden Planeten ist die Darstellung des Raums viel schwieriger, und auf den meisten Weltraumkarten wird dieser leere Raum ausgelassen

Die menschliche Grenze beim Erfassen großer, abstrakter Zahlen

• Aussagen wie "We're used to dealing with things at a much smaller scale than this" beschreiben eine auf Kleinskaligkeit ausgerichtete Denkweise
• Es wird darauf hingewiesen, dass selbst verkleinernde Vergleiche (z. B. die Größe eines Fußballfelds oder 475 Fuß bedrucktes Papier) die riesigen Maßstäbe nicht leicht fühlbar machen
• Bei Veränderungen, die Zeit benötigen (die Entstehung eines Canyons durch Wassertropfen, die Evolution einer Amöbe usw.), wird auf die Besonderheit kleiner Punkte aufmerksam gemacht

Philosophische und neurologische Betrachtung der Leere

• Mit Aussagen wie "It’s easy to disregard nothingness..." wird die menschliche Tendenz angesprochen, Leere leicht zu ignorieren
• Unter den evolutionären Grenzen des Gehirns können Menschen nur einen winzigen Teil von Materie und Energie mit den fünf Sinnen wahrnehmen
• Auch wenn mathematische Modelle und andere Abstraktionen genutzt werden, bleibt ein wirklich sinnliches Verständnis begrenzt

Vergleich und Kontrast: Die Bedeutung von Existenz neu entdecken

• Als Beispiel wird erklärt, dass auch Atome größtenteils aus leerem Raum bestehen
• Mit der Formulierung "Universe is a whole lotta nothing" wird die überwältigende Leere angesprochen
• Mit dem Hinweis, dass 99,999... % leerer Raum sind, wird die Bedeutung und Besonderheit unserer Existenz paradoxerweise hervorgehoben
• Aussagen wie "So much emptiness makes the tiny bits of matter that much more meaningful" unterstreichen, dass wenige vorhandene Dinge umso bedeutungsvoller werden
• Formulierungen wie "It seems like we are both pathetically insignificant, and miraculously important at the same time" vermitteln diese doppelte Bedeutung

Abschluss: Existenz und das Geheimnis des Universums

• Es wird betont, dass schon unsere bloße Existenz in all dieser Leere etwas Erstaunliches ist
• Zusammen mit einer Botschaft des Glückwunschs regen Hinweise wie "This is how fast light travels..." die Vorstellungskraft an, indem sie auf die Grenzen der Lichtgeschwindigkeit verweisen

Gesamtaussage

• Diese Karte macht gleichzeitig auf die Grenzen physischer Darstellung und auf die Bedeutung von Existenz jenseits dieser Grenzen aufmerksam
• Mit Humor und philosophischer Reflexion wird vermittelt, wie schwer es für menschliches Denken und Vorstellungsvermögen ist, das Wesen des riesigen Universums sinnlich zu erfassen
• Letztlich bietet sie eine Erfahrung, die den Wert kleiner Punkte und eine Besonderheit jenseits der Leere erneut ins Bewusstsein ruft

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Hacker-News-Kommentare

• Es wird empfohlen, unbedingt den "c"-Button unten rechts zu drücken. Dabei wird die Einschätzung geteilt, dass sich alles so weit entfernt anfühlt, weil die Lichtgeschwindigkeit so langsam ist. Außerdem wird die Erwartung geäußert, dass virtuelle Realität wie ein Holodeck wohl eher möglich sein wird, bevor wir andere Sterne erreichen, und dass vielleicht sogar das schon ausreichen könnte.

  • Es wird die Frage aufgeworfen, ob das Licht wirklich langsam ist oder ob wir nur klein sind und einen schnellen Stoffwechsel haben, sodass unser Zeitempfinden extrem fein abgestimmt ist. Es wird erklärt, dass Menschen historisch Pflanzen irrtümlich für leblos hielten, Pflanzen aber lediglich über sehr lange Zeiträume reagieren, die Menschen nicht direkt wahrnehmen können. Als Beispiel wird genannt, dass man in Zeitraffer sieht, wie dynamisch Pflanzen tatsächlich leben. Selbst Pflanzen haben noch eine recht kurze Lebensdauer, und selbst die ältesten lebenden Pflanzen sind ungefähr 14.000 Jahre alt und stammen damit etwa aus der Jungsteinzeit. Für Menschen sind 1.000 Jahre eine lange Zeit, doch Bäume können das Zehnfache davon erreichen. Aus der Perspektive eines Sterns wie der Sonne mit einer Lebensdauer von mehreren Milliarden Jahren wirken Veränderungen im Ökosystem der Erde wie ein Wimpernschlag. So erscheint selbst die Zeit des „panasiatischen Grüngürtels“ wie etwas erst kürzlich Geschehenes, und auch Pangäa liegt aus dieser Sicht nicht besonders weit zurück. Auf solchen astronomischen Zeitskalen könnte sich die Bewegung der Kontinente ähnlich anfühlen wie für Menschen die Bewegung eines Boots. Es wird angedeutet, dass das Gefühl der Erschöpfung angesichts der Distanzen im Universum letztlich aus dieser Zeitskala der Sterne stammt. Die philosophische Vorstellung wird geteilt, dass eine Reise von 14.000 Jahren für die Sonne kaum mehr wäre als ein zehnminütiger Einkauf.

  • Es wird darauf hingewiesen, dass das Licht nur in diesem Modell extrem langsam erscheint, weil die spezielle Relativitätstheorie nicht berücksichtigt wird. Tatsächlich tritt bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit eine Lorentzkontraktion auf, sodass das Ziel deutlich näher erscheint. Theoretisch kann man jeden Ort in beliebig kurzer Eigenzeit erreichen. Ob man dabei wegen der G-Kräfte überlebt, ist natürlich eine andere Frage.

  • Es wird das leicht depressive Gefühl geteilt, dass die Lichtgeschwindigkeit zu langsam und die Welt zu weit entfernt ist. Zum Ausdruck kommt Bedauern über ein Universum, das zwar nur riesig ist, aber völlig außerhalb unserer Reichweite liegt.

  • Vielleicht ist das Licht ja ungeheuer schnell und der Raum einfach entsprechend riesig. Als heitere Sichtweise wird angemerkt, dass letztlich alles relativ ist.

  • Der Einschätzung, dass ein Holodeck eher möglich sein wird als das Erreichen der Sterne, wird zugestimmt. Als Grund wird jedoch nicht die technische Schwierigkeit genannt, sondern dass wir für Unterhaltung schlicht viel mehr Geld ausgeben als für Weltraumforschung.

• Es wird der Eindruck geteilt, dass HTML/CSS bemerkenswert einfach und sauber ist. Vorgestellt wird Beispielcode, bei dem einfach absolute positioning verwendet und nur der left-Wert extrem groß gesetzt wurde.

  • Es wird von der Erfahrung berichtet, dass die Seite den Brave-Browser auf iOS zum Absturz gebracht hat. Selbst auf einem neuen iPad mini mit 12 GB RAM sei es beim Versuch, den Tab zu schließen, zu einem Crash gekommen.

  • Es wird gewarnt, dass solche großen Werte früher bei Internet Explorer Probleme verursachen konnten.

  • Es wird die Vorstellung geäußert, dass selbst die Einheit px auf überraschend komplexen Abstraktionen beruhen kann. Das vermittelt das Gefühl, als seien Web-Technologien wieder an ihrem Ausgangspunkt angekommen.

• Es werden weitere verwandte Diskussionsbeiträge und Links vorgestellt. Eine Sammlung aus HN-Diskussionen und Referenzmaterial zur Reihe „If the moon were only 1 pixel“ sowie zu großen Sonnensystemmodellen wird erwähnt.

• Es wird eine Kindheitserinnerung geteilt: Noch bevor solche Visualisierungen am Computer möglich waren, habe man in der Grundschule die Erdgeschichte mit einer Kunststoffrolle erlebt. Beim Ausrollen entlang des Flurs bewegte man sich durch die Erdzeitalter; das Auftreten des Menschen umfasste nur ein paar Schritte, das Kambrium lag bereits am Ende des Gangs, und bis zur Entstehung des Planeten hätte man über den Schulhof hinausgehen müssen. Damit wird das Größenverhältnis anschaulich vermittelt.

• Es wird stolz ein eigenes Werk vorgestellt, das mit 192 Byte das Sonnensystem präzise visualisiert (https://www.dwitter.net/d/26521). Der rote Punkt ist die Sonne, der Maßstab beträgt 1.000 Kilometer pro Pixel und 1.000 Sekunden pro Sekunde. Verwendet wird eine orthografische Projektion durch die Bahnebene, als würde man von einem fernen Exoplaneten aus mit einem Teleskop darauf schauen. Berücksichtigt wurden nur mittlere Umlaufradien und Perioden auf Basis des Sterntags; tatsächlich gebe es leichte Störungen.

  • Es wird Bewunderung geäußert, dass der Code kaum zu glauben und enorm faszinierend sei. Zusätzlich wird gefragt, wie das funktioniert.

• Auch nach Jahren sei das noch immer ein erstaunliches Erlebnis und die beste Nutzung von horizontalem Scrollen, die man bisher gesehen habe. Ebenfalls empfohlen wird ein Archiv mit verschiedenen früheren Diskussionen und Links zu „if moon only 1 pixel“ (https://hn.algolia.com/?q=if+moon+only+1+pixel).

  • Es wird eine weitere Empfehlung ausgesprochen: eine sehr beeindruckende andere Arbeit, die vermutlich von der Visualisierung „moon = 1-pixel“ inspiriert wurde (https://hmijail.github.io/1-pixel-wealth/).

• Es wird die Erfahrung geteilt, dass der Lichtgeschwindigkeits-Schalter die absurd riesigen leeren Räume des Sonnensystems spürbar macht. Zwar wusste man theoretisch, dass das Licht acht Minuten bis zur Erde braucht, doch verblüfft habe, dass man von der Sonne aus acht Minuten lang scrollen und warten muss, bis überhaupt ein paar Pixel erscheinen.

  • Es wird angemerkt, dass für das menschliche Gehirn selbst die Lichtgeschwindigkeit fast unendlich ist, weshalb selbst diese Erfahrung das tatsächliche Gefühl extremer Distanz noch nicht vollständig vermitteln kann.

• Es wird von der Erfahrung berichtet, die Planeten des Sonnensystems mit POV-Ray maßstabsgetreu gezeichnet und die Ergebnisse geteilt zu haben (https://github.com/susam/pov25#planets). Ein Freund habe gefragt, warum die Planeten nicht entlang ihrer Bahnen bewegt würden, doch beim tatsächlichen Raytracing sehe es wie ein Foto aus, sodass die Planeten für das menschliche Auge nur als kleine Punkte erscheinen. Orthografische Projektion unterscheide sich zudem vom tatsächlichen menschlichen Sehen und sei daher nur begrenzt verwendbar. Im Unterschied zu solchen statischen Bildern mit ihren Grenzen könne eine interaktive Webseite sowohl Planetengrößen als auch reale Distanzen viel besser vermitteln.

  • Es wird gefragt, ob man für Raytracing von Umlaufbahnen im echten Maßstab nicht double-Genauigkeit brauche. Als Beispiel wird auf das Verhältnis zwischen Neptuns Entfernung und Radius von etwa dem Zweimillionenfachen verwiesen, wodurch bei fp32-Fließkommagenauigkeit Neptun vielleicht nur wenige Pixel groß wäre. Außerdem wird gefragt, welche weiteren Schwierigkeiten es gibt, und der Vorsatz geäußert, es heute selbst einmal auszuprobieren.

• Es wird darauf hingewiesen, dass es in Madison ein 23 Meilen langes Sonnensystemmodell gibt (https://www.astro.wisc.edu/outreach/planet-trek/).

• Es wird die Meinung geäußert, dass man zwar kein Astronom sei, Himmelskörper aber tatsächlich elliptische Bahnen haben. Wenn man etwas als „tediously accurate“ bezeichnen wolle, müsse deshalb unbedingt sichtbar sein, dass sich der Abstand zur Sonne während der Umlaufzeit ständig verändert.