Wie realistisch ist das Spiel “ Eine langsamere Lichtgeschwindigkeit ”?

Ich habe das Spiel gespielt, siehe meinen Bericht:

• http://motls.blogspot.ca/2012/11/a-slower-speed-of-light-mit.html?m=1

und ich mach mit bei M. Buettner. Ich bin zuversichtlich, dass alle relativistischen Effekte berücksichtigt werden. Es beinhaltet die Längenkontraktion in Bewegungsrichtung, Zeitdilatation, aber diese grundlegenden Dinge werden schnell durch die Tatsache geändert, dass es wirklich zeigt, was Sie „sehen“ und nicht was „da ist“ bei einem festen Wert Ihrer momentanen Koordinate $ t „$.

Zu den Effekten, die“ rein optisch „sind und von der Ausbreitung des Lichts und den sich ändernden relativistischen Effekten abhängen, gehört die relativistische Doppler-Verschiebung – Dinge ändern die Farbe sofort, wenn Sie die Geschwindigkeit trotz der Änderung ändern Ihr Standort ist zu Beginn vernachlässigbar – und das Schrumpfen der Querrichtungen, wenn Sie sich vorwärts bewegen (oder deren Ausdehnung, wenn Sie sich rückwärts bewegen), wodurch das Objekt „weiter“ (optisch kleiner) aussieht, wenn Sie sich vorwärts bewegen Wenn Sie schrumpfen, sehen Sie möglicherweise „hinter Ihrem Kopf“. Sie sehen auch Dinge, wie sie vor einiger Zeit ausgesehen haben.

Aufgrund des Schrumpfens in Querrichtung sehen Sie bei gerader Geschwindigkeit auch gerade Linien als gekrümmte hoch genug. Man sollte auch ver Wenn die Straßenbahnen, die sich von links nach rechts vor Ihnen bewegen, „entlang einer vertikalen Achse gedreht“ werden. Ich konnte diesen Effekt nicht verifizieren, sehe aber keinen Grund zu der Annahme, dass die Simulation falsch ausgeführt werden sollte.

Gutes Spiel. Siehe auch Echtzeit-Relativitätstheorie und Velocity Raptor . Sie können diese Quellen aus meinem oben erwähnten Blog aufrufen.

Ich bin jedoch zuversichtlich, dass Die „allgemeinen relativistischen“ Kommentare sind Strohmänner. Wenn die Raumzeit flach ist und keine starken Gravitationsfelder vorhanden sind, gibt es keinen Grund, warum die richtige Simulation die allgemeine Relativitätstheorie berücksichtigen sollte. Eine spezielle Relativitätstheorie ist trotz der Tatsache ausreichend Das Kind (und die anderen Stars des Spiels) beschleunigen. Natürlich „zerreißt“ die Beschleunigung feste Objekte, weil sich die richtigen Längen asymmetrisch ändern usw. Aber wenn das Material flexibel genug ist, überleben die Objekte.

Kommentare

• Velocity Raptor ist (auch) großartig, danke für das Teilen.
• Zu Ihrem letzten Absatz: Ich habe ‚ Ich habe die Simulation nicht gesehen, aber würde nicht ‚ ein so hoher Impuls auch bedeuten, dass GR anstelle der Newtonschen Schwerkraft berücksichtigt werden muss?

Es gibt einige ernsthafte Probleme mit dem Spiel. Ich wünschte, ich hätte 2012 davon gehört, als es Hoffnung gab, sie zu beheben. Ich wünschte auch, Luboš Motl hätte die Probleme 2012 bemerkt.

Ich denke, die Simulation der Aberration ist korrekt. Es ist schwer über Zeitdilatation und Verzögerung der Lichtlaufzeit zu sagen, da in der Spielwelt zunächst nicht viel los ist.

Das größte Problem ist die Doppler-Verschiebungssimulation ist lächerlich falsch.

Hier „ist ein Screenshot aus dem Spiel:

Hier“ ist ein ähnlicher Screenshot in Ruhe, zu dem ich einen “ Doppler-Gradienten “ unter Verwendung des Doppler-Shift-Codes von Backlight, dem 4D-Raytracer, angewendet:

Ich würde das zweite Bild sicherlich nicht als endgültig betrachten, aber es ist qualitativ viel näher daran, wie das Spiel aussehen sollte. Weiße Objekte, die vom Sternenlicht beleuchtet werden, haben ungefähr ein Schwarzkörperspektrum, also wenn sich Doppler verschiebt Sie sollten rot, weiß oder blau sein, niemals grün oder lila. Objekte mit entsättigten Farben sollten als entsättigte Regenbogen erscheinen (schauen Sie auf den hellblauen Boden in Ruhe). Und die Helligkeit sollte glatt zunehmen So wie Sie von rechts nach links schauen.

Das Spiel ist nicht Open Source, aber ist der Doppler-Shift-Shader , also habe ich genommen ein Blick darauf.

Es errät ein Lichtspektrum (dargestellt als Summe der Gaußschen im Wellenlängenraum) aus den RGB-Komponenten der Textur, skaliert es mit dem Doppler-Verschiebungsfaktor und faltet es mit Näherungen der XYZ-Farbanpassungsfunktionen (auch Summen von Gaußschen), dann Konvertieren von XYZ in RGB. Das ist vernünftig.

Das erste Problem ist, dass anstatt ein breites Spektrum zu erraten, das sich einem Sonnenschwarzkörper annähert, wenn die Farbe grau / weiß ist, schmale Spitzen bei 463 nm, 550 nm und 615 nm erraten werden ist nicht realistisch und es ist der Grund für all die seltsamen Farben in der rechten Hälfte des Screenshots.

Die hellen Farben auf der linken Seite sind auf eine andere seltsame Designentscheidung zurückzuführen. Zusammen mit RGB unterstützen sie IR- und UV-Farbkanäle, die nur sichtbar sind, wenn sie als Doppler in den sichtbaren Bereich verschoben werden, was eine gute Idee ist. Aber sie „sind wieder scharfe Spitzen im Spektrum, und die Texturen steuern die Wellenlänge der Spitzen, während die Amplituden festgelegt sind. Für UV wählen Sie eine Wellenlänge von 0 nm bis 380 nm (effektiv ein unendlicher Bereich), während für IR“ s 700 nm bis 1100 nm (weniger als ein Bereich von 2: 1). Der Grund, warum Sie in jeder Textur helle RGB-Regenbogen sehen, wenn sie blau verschoben sind, aber nicht, wenn sie rot verschoben sind, hat nichts mit Physik zu tun. Dies liegt daran, dass Sie die obligatorische UV-Spitze auf 0 nm setzen können, wo sie niemals sichtbar ist, aber Sie können die obligatorische IR-Spitze nicht ausblenden.

Die Helligkeitsskalierung scheint ebenfalls falsch zu sein. Sie multiplizieren die Breite der Gaußschen mit dem Rotverschiebungsfaktor, der die integrierte Energie mit demselben Faktor skaliert, und dividieren dann durch den gewürfelten Rotverschiebungsfaktor. Infolgedessen lautet ihr Stefan-Boltzmann-Gesetz $ σT ^ 2 $ anstelle von $ σT ^ 4 $ . Sie sollten durch die fünfte Potenz geteilt werden.

Es scheint auch Probleme mit dem Konvertierungscode von Spektrum zu RGB zu geben – der Regenbogen auf der linken Seite hätte ROYGBIV-Streifen, nicht nur RGB, wenn er korrekt konvertiert würde.

Ein weiteres kleines Problem ist, dass sie die Effekte basierend darauf zu berechnen scheinen, wie stark Sie den Joystick drücken und nicht wie schnell Sie sich tatsächlich bewegen. ZB erscheinen die sich bewegenden Geister rot / blau verschoben, wenn Sie stationär sind, aber wenn Sie vor einem stehen und sich von ihm schieben lassen, bleibt es blau verschoben, obwohl es jetzt relativ zu Ihnen stationär ist, und es gibt keine Bewegungseffekte auf dem Hintergrund, obwohl er sich bewegt. Die Rot- / Blauverschiebung der Geister scheint sich ebenfalls nicht zu ändern, da die Lichtgeschwindigkeit angeblich abnimmt.

Die “ Was ist los? “ Ergänzung am Ende (auch im Powerpoint-Format von der Website herunterladbar) hat einige Fehler.

Licht verhält sich auch wie ein Teilchenstrom, der Photonen genannt wird. Wenn Sie auf einen Photonenstrom zulaufen, treffen Sie mehr Photonen und das Objekt wird heller. Dieser Effekt wird auch als relativistische Aberration bezeichnet.

Erstens sind diese Effekte klassisch, so dass die Quantisierung irrelevant ist. Zweitens macht eine erhöhte Photonenabsorptionsrate nur einen kleinen Teil der Helligkeit aus erhöhen, ansteigen. Drittens bezieht sich Aberration auf eine Änderung des Winkels, nicht auf mehr Photonen, die auf Sie treffen.

Auf dieser Folie befindet sich auch ein Bild mit der Überschrift „, das sich nach links bewegt Objekte auf der linken Seite sind heller als die Objekte auf der rechten Seite „, obwohl dies im Bild eindeutig nicht zutrifft (ähnlich dem Bild oben in dieser Antwort). . Es sollte natürlich wahr sein. Es ist schwer für mich zu verstehen, wie sie zu keinem Zeitpunkt in der Entwicklung herausgefunden haben, dass ihr Shader aufgrund seiner verrückten Ausgabe fehlerhaft war.

Sie müssen viel näher an der Lichtgeschwindigkeit sein, um die dramatischeren Effekte der Lorentz-Transformation im Vergleich zu den Doppler- und Searchlight-Effekten zu bemerken. Am Ende des Spiels werden die Doppler- und Suchscheinwerfereffekte entfernt, damit Sie die Lorentz-Transformation besser sehen können.

Hier steht “ Lorentz-Transformation “ scheint aber Aberration zu bedeuten. Die Lorentz-Transformation ist kein “ -Effekt „; sie ist nur eine Möglichkeit, zwischen Koordinatensystemen zu konvertieren. Koordinatensysteme sind bedeutungslos und haben keinen Einfluss auf das, was Sie sehen.

Objekte, die sich normalerweise außerhalb Ihres Sichtfelds befinden, können sichtbar werden, wenn Sie sich in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit bewegen , wie Sie sie sehen, wie sie in der Vergangenheit waren.

Ja, Sie sehen sie wie in der Vergangenheit, aber Sie sehen sie in derselben Vergangenheit Zeit, egal wie schnell Sie sich bewegen (Uhren zeigen zum Beispiel unabhängig von Ihrer Geschwindigkeit den gleichen Messwert an). Ihr Sichtfeld erweitert sich, wenn Sie sich aufgrund einer Aberration vorwärts bewegen. Dies ist am einfachsten als lokaler Effekt aufgrund der Bewegung Ihrer Kamera / Ihres Auges zu verstehen, wie hier zu sehen ist .