R&D LAB Datenvisualisierung Studie Handwerksstudie, ohne Geschäftsversprechen

Cosmos-Scale

Zweiundsechzig Größenordnungen in einem durchgehenden Zoom, von der Planck-Länge bis zum Durchmesser des beobachtbaren Universums.

  • 62Größenordnungen
  • 138Objekte mit Dossier
  • 18 471Galaxien eingezeichnet
  • 12Bänder, eine Achse
Cosmos-Scale in der Milchstraße, 62 000 Lichtjahre Bildbreite, darunter der Spektrum-Navigator

Ein Bild aus der Leiter: 62 000 Lichtjahre Breite, innerhalb der Milchstraße. Der Streifen unten ist der gesamte Umfang der Anwendung und zugleich die Steuerung.

Publikationsgrund

Als Handwerksstudie veröffentlicht und auch so gekennzeichnet. Sie enthält kein Geschäftsversprechen. Sie belegt aber, dass wir einen Datensatz über zweiundsechzig Größenordnungen in einer durchgehenden, begehbaren Ansicht halten können, ohne dass daraus eine Diaschau wird. Genau an diesem Problem scheitert jede ernsthafte wissenschaftliche oder industrielle Visualisierung.

Eine Liste sehr großer und sehr kleiner Dinge ist nicht interessant. Die Leiter dazwischen ist es. Ein Mensch sitzt fast genau in der Mitte zwischen der kleinsten Länge, die die Physik zulässt, und dem Größten, was das Licht bisher zeigen konnte, und fast alles dazwischen ist merkwürdiger, als es von beiden Enden aus aussieht.

Eine Achse, keine Folge von Folien

Das Schwierige ist nicht, ein Atom oder eine Galaxie zu zeichnen. Es ist, beide auf derselben Achse zu halten, während die Zahlen 10 hoch 62 überspannen. Gewöhnliche Fließkomma-Geometrie gibt lange vor beiden Enden auf.

Alles liegt auf einer logarithmischen Leiter und wird um die aktuelle Position herum neu aufgebaut, deshalb ist die Reise durchgehend. Das Spektrum am unteren Rand zeigt den ganzen Umfang auf einmal und dient zugleich als Steuerung.

Cosmos-Scale in einem Proton, Bildbreite 4,74 Attometer
4,74 Attometer, innerhalb eines Protons. Dieselbe Maschine, dieselbe Achse, zweiundzwanzig Größenordnungen unter dem Titelbild.

Jedes Objekt verdient seinen Platz

Jedes der 138 Objekte trägt ein Dossier: was es ist, wie groß es ist, und etwas, das nur interessant ist, wenn es stimmt. Der Satz „Wäre das hier eine Tür, wäre ein rotes Blutkörperchen 4,4 Mikrometer breit“ wird aus dem aktuellen Sichtfeld gerechnet, nicht vorher geschrieben.

Die kosmische Karte ist ein eigener Modus: ein Himmelskeil bis an den Rand des überhaupt Sichtbaren, mit 18 471 Galaxien und 2 600 Quasaren, nach Rotverschiebung eingefärbt, auf echter Kosmologie.

Karte des beobachtbaren Universums als Himmelskeil, nach Rotverschiebung eingefärbt
Flaches Lambda-CDM, H0 = 67,7. Die Positionen sind so erzeugt, dass sie der beobachteten Klumpung entsprechen, und die Seite sagt das auch.

Hinaufsteigen

Sechs Sprossen, sechsundvierzig Größenordnungen auseinander

Cosmos-Scale bei den Quarks, Bildbreite 195 Yoktometer

Quarks195 Yoktometer. Darunter hört die Anwendung auf zu behaupten und beginnt, offene Fragen zu markieren. Das ist die ehrliche Kante des Datensatzes.

Warum das zusammenhält

Eine Log-Skalen-Maschine, vier Oberflächen

Objektdatensatz138 EinträgeSichtfeldKamerazustandBühneObjekte um Sie herumGrößenvergleichgemeinsame GrundlinieSpektrumder gesamte UmfangDossiergerechnete Vergleiche Log-Skalen-Maschine eine durchgehende Leiter

Die Maschine ist das Produkt. Sobald Position, Größe und Kamera auf einer logarithmischen Leiter liegen, sind Dossier, Größenvergleich, Spektrum und Karte vier Lesarten eines Zustands statt vier Funktionen, die synchron gehalten werden müssen.

Jedes Band auf der Leiter

In der Milchstraße, 62 000 Lichtjahre Breite
Galaktisch. 62 000 Lichtjahre Breite, innerhalb der Milchstraße.
Bei den Quarks, 195 Yoktometer
Planck-Band. 195 Yoktometer, bei den Quarks.
In einem Proton, 4,74 Attometer
Subatomar. 4,74 Attometer, innerhalb eines Protons.
In einem Atom, 850 Femtometer
Atomar. 850 Femtometer, innerhalb eines Atoms.
Molekulare Ebene, 5,92 Nanometer
Molekular. 5,92 Nanometer.
In einer Zelle, 5,02 Mikrometer
Zellulär. 5,02 Mikrometer, innerhalb einer Zelle.
Menschliche Ebene, 2,22 Zentimeter
Menschlich. 2,22 Zentimeter, im menschlichen Körper.
In einer Stadt, 2,46 Kilometer
Terrestrisch. 2,46 Kilometer, innerhalb einer Stadt.
Planetare Ebene, 14 841 Kilometer
Planetar. 14 841 Kilometer.
Im Sonnensystem, 0,546 astronomische Einheiten
Stellar. 0,546 AE, innerhalb des Sonnensystems.
Interstellare Ebene, 3,38 Lichtjahre
Interstellar. 3,38 Lichtjahre, innerhalb der Milchstraße.
Im beobachtbaren Universum, 928 Millionen Lichtjahre
Kosmisch. 928 Millionen Lichtjahre.
Karte des beobachtbaren Universums nach Rotverschiebung
Die kosmische Karte: 18 471 Galaxien und 2 600 Quasare, auf echter Kosmologie.
Das Reisen-Bedienfeld
Geführte Reisen, für alle, die lieber mitgenommen werden als einen Regler zu ziehen.
Vergleichsansicht auf gemeinsamer Grundlinie
Vergleichen: Objekte gegeneinander gemessen, nicht jedes gegen die eigene Achse.
Das Suchfeld springt zu einem benannten Objekt
Suche: von einem Proton bis Laniakea eingeben, und die Leiter reist dorthin.

Unter der Haube

01 Logarithmischer Szenengraph Position, Größe und Kamera auf einer Log-Leiter, damit die Genauigkeit an keinem Ende zusammenbricht.
02 Erzeugte Geometrie, echte Aufnahmen Die Geometrie entsteht im Code mit echten Proportionen. Die Oberflächen nicht: Planetenkarten und die Aufnahmen in den Dossiers stammen aus öffentlichen Quellen und werden dort, wo sie erscheinen, einzeln nachgewiesen.
03 Gemeinsame Grundlinie Objekte werden gegeneinander verglichen, nicht jedes gegen seine eigene Achse.
04 Spektrum-Navigator Der gesamte Umfang als Steuerung, mit stets sichtbarer aktueller Position.
05 Gerechnete Vergleiche Der Satz „Wäre das hier eine Tür …“ wird aus dem laufenden Sichtfeld abgeleitet.
06 Echte Kosmologie Flaches Lambda-CDM mit genannten Parametern und dem ausdrücklichen Hinweis, dass die Positionen erzeugt und nicht vermessen sind.

Wo das passt

  • Wissenschaftliche und industrielle Daten, die mehr Größenordnungen überspannen, als ein Diagramm fassen kann.
  • Museum, Ausstellung und Bildung, wo ein Besucher einen Bereich spüren und nicht ablesen soll.
  • Jede Oberfläche, in der Zoom die eigentliche Navigation ist und die übliche Antwort getrennte Reiter sind.

Wie das entstanden ist

Anwendung und Artikel wurden von KI erstellt. Keine Person hat die zugrunde liegenden Daten vollständig durchgesehen.

Geprüft

  • Lizenzlage jedes mitgelieferten Bildes: 102 Bitmap-Texturen, davon die Planeten- und Sonnentexturen von Solar System Scope (CC BY 4.0, aus NASA-Daten), dazu 83 Aufnahmen von NASA, ESA/Hubble, ESO, JWST/STScI, NOAA, CSIRO und NIAID. Alle auf der Seite genannt und im Bildnachweis registriert.
  • Die genannten Zahlen beschreiben die Anwendung selbst und sind an ihr nachprüfbar: 62 Größenordnungen, 138 Objekte mit Dossier, 18 471 Galaxien, 12 Spektralbänder.
  • Der vollständige Zoom wurde während der Aufnahme durchfahren, alle zwölf Bandschalter per echtem Mausklick, sodass die Bilder erreichbare Zustände zeigen.
  • Die Seite bezeichnet sich selbst als Handwerksstudie ohne Geschäftsaussage.

Nicht geprüft

  • Die astronomischen Angaben in den einzelnen Objekt-Dossiers wurden von keiner Person gegen eine Referenz geprüft. Sie sind nicht zum Zitieren gedacht.
  • Die Einordnung der Objekte auf der Größenleiter wurde nicht unabhängig geprüft.
  • Die Aussage, der Mensch sitze fast genau mittig zwischen Planck-Länge und beobachtbarem Universum, ist eine bekannte populäre Rahmung und wurde hier nicht nachgerechnet.

Bildnachweis: Alle Aufnahmen auf dieser Seite sind Bildschirmfotos der Anwendung Cosmos-Scale (iiterate Technologies GmbH). Die darin dargestellten Planeten- und Sonnentexturen stammen von Solar System Scope (CC BY 4.0, abgeleitet aus NASA-Daten); die Aufnahmen von Himmelsobjekten, Mikroskopien und Landschaften von NASA (gemeinfrei), ESA/Hubble, ESO und JWST/STScI (CC BY 4.0) sowie NOAA, CSIRO und NIAID.

“Das ewige Schweigen dieser unendlichen Räume erschreckt mich.”

Blaise Pascal · Pensées, 201

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Ein Datensatz, den sich niemand vorstellen kann, ist ein Kommunikationsproblem, kein Datenproblem. Solche nehmen wir.

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