Az MIT “Lassúbb fénysebesség” játék azt állítja, hogy szimulálja a különleges relativitáselmélet:
A speciális relativitáselmélet vizuális hatásai fokozatosan nyilvánvalóvá válnak a játékos számára, növelve ezzel a játékmenet kihívását. Ezek a valós időben a csúcspontosságig átadott effektusok magukban foglalják a Doppler-hatást (a látható fény vörös és kék eltolódása, valamint az infravörös és ultraibolya fény eltolódása a látható spektrumba); a reflektorfény hatása (megnövekedett fényerő a menetirányban); az idő tágulása (különbségek az észlelt idő múlásában a játékostól és a külvilágtól); Lorentz-transzformáció (a tér megvetemedése fény közeli sebességnél); és a futásidejű effektus (az a képesség, hogy az objektumokat a fény utazási idejének köszönhetően a múltban láthattuk).
De korlátozza-e a megjelenítést a motor a speciális relativitáselméletig nem hagyja ki a fénysebességhez közeli eseményeket? Különösen a tehetetlenséggel és a megfigyelő gyorsulásával / forgatásával kapcsolatos effektusokra gondolok. Tehát hiányoznak-e olyan fontos hatások, amelyek a játékot a fénysebességhez közeli mozgás még reálisabb szimulációjává tennék?
Hozzászólások
- Kiváló kérdés – és köszönöm a linket. Én ‘ megnézem a hétvégén. Az ördög ‘ s hangvilla után megpróbáltam különböző észlelési szabályokkal rendelkező játékokat találni. devilstuningfork.com
- @RoryAlsop Ha szereted a különböző geometriákat, létezik még HyperRogue III (gazember-szerű játék hiperbolikus síkon). Élvezem a játékot sokat.
- Ez a cikk elmagyarázza, hogy a speciális relativitáselmélet tökéletesen önálló a gyorsulás és a forgatás tekintetében – ez ‘ csak annyit, hogy a matematika inertiben bonyolultabbá válik minden olyan rendszer, amely gyorsul / forog.
Válasz
Játszottam a játékkal, lásd a jelentést:
és én csatlakozzon M. Buettnerhez. Bízom benne, hogy minden relativisztikus hatás beépül. Ez magában foglalja a hosszirányú összehúzódást a mozgás irányában, az idő tágulását, de ezeket az alapvető dolgokat gyorsan megváltoztatja az a tény, hogy valóban megmutatja, amit “lát”, és nem azt, hogy “van” a pillanatnyi koordinátájának $ t fix értékén. “$.
Tehát a” tisztán optikai “hatások, amelyek a fény terjedésétől és a relativisztikus effektusoktól függenek, magukban foglalják a relativisztikus Doppler-elmozdulást is – a sebesség megváltoztatásakor a dolgok azonnal megváltoztatják a színt, bár a változás Az Ön tartózkodási helye elenyésző az elején – és a keresztirányú irányok zsugorodása, ha előre halad (vagy azok tágulása, ha visszafelé halad), ami az objektumot “tovább” nézi (optikailag kisebb), ha előre lép. ezt a zsugorodást hatékonyan láthatja “a feje mögött”. Azt is látja, hogy néztek ki egy ideje.
A keresztirányú zsugorodás miatt az egyeneseket görbének is látja, ha sebessége megfelelő elég magas. Azt is meg kell ver ha az előtted balról jobbra haladó villamosokat “függőleges tengely mentén forgatják”. Nem tudtam ellenőrizni ezt a hatást, de nem látok okot arra, hogy azt gondoljam, hogy a szimulációjuknak helytelenül kellene megtenniük.
Jó játék. Lásd még: Valós idejű relativitás és Velocity Raptor . Azokhoz a forrásokhoz eljuthat a tetején említett blogomból.
Biztos vagyok azonban benne, hogy az “általános relativisztikus” megjegyzések szalmabábúak. Ha a téridő lapos, és erős gravitációs mezők hiányában nem, akkor nincs ok, amiért a megfelelő szimulációnak figyelembe kellene vennie az általános relativitást. A speciális relativitáselmélet elegendő, annak ellenére, hogy a gyermek (és a játék többi sztárja) gyorsul. Természetesen a gyorsulás “elszakítja” a szilárd tárgyakat, mert a megfelelő hosszúság aszimmetrikusan változik stb., de ha az anyag elég rugalmas, akkor a tárgyak túlélnek.
Megjegyzések
- A Velocity Raptor (is) nagyszerű, köszönöm a megosztást.
- Az utolsó bekezdésről: Van haven ‘ Nem láttam a szimulációt, de vajon az ilyen nagy lendület nem jelentené-e ‘ t azt is, hogy a newtoni gravitáció helyett GR-t kell figyelembe venni?
Válasz
Komoly problémák vannak a játékkal. Szeretném, ha hallanék róla 2012-ben, amikor remény lehet a megoldásra. Azt is szeretném, ha Luboš Motl észrevette volna a problémákat 2012-ben.
Úgy gondolom, hogy az aberráció szimulációja helyes. Nehéz megmondani az idő tágulását és a könnyű utazási idő késését, mert nem sok minden történik a játék világában.
A legnagyobb probléma az, hogy a Doppler-váltás szimulációja nevetséges módon helytelen.
Itt a képernyőkép a játékból:
Itt egy hasonló kép készült nyugalmi állapotban, amelyre én ” Doppler gradiens ” alkalmazta a 4D sugárkövető háttérvilágításából származó Doppler shift kódot:
A második képet természetesen nem fogom véglegesnek tekinteni, de minőségileg sokkal közelebb áll a játék kinézetéhez. A csillagfény által megvilágított fehér objektumok nagyjából fekete test spektrumúak, tehát amikor Doppler eltolódott vörösnek, fehérnek vagy kéknek kell lenniük, soha nem zöldnek vagy lilának. A telítetlen színű tárgyaknak telítetlen szivárványként kell megjelenniük (nézd meg a földet, amely halványkék És a fényerőnek simán kell növekednie ahogyan jobbról balra nézel.
A játék nem “nyílt forráskódú, de a Doppler shift árnyékolója , ezért vettem egy pillantás rá.
Úgy működik, hogy kitalál egy fényspektrumot (amelyet a hullámhosszúság térében Gauss-ok összegeznek) a textúra RGB-összetevőiből, a Doppler-eltolódási tényezővel skálázva, közelítéssel konvergálva. az XYZ színillesztési függvények közül (szintén Gauss-féle összegek), majd az XYZ átalakítása RGB -vé. Ez ésszerű.
Az első probléma az, hogy ahelyett, hogy egy széles spektrumot kitalálna, amely megközelíti a napfénytestet, ha a színe szürke / fehér, keskeny tüskéket találnak 463 nm-en, 550 nm-en és 615 nm-en. nem realisztikus, és ez az oka a furcsa színeknek a képernyőkép jobb oldalán.
A bal oldali élénk színek egy másik furcsa tervezési döntésnek köszönhetők. Az RGB-vel együtt támogatják IR és UV színcsatornák, amelyek csak akkor láthatók, amikor Doppler a látható tartományba tolódott, ami jó ötlet. De ezek “ismét éles csúcsokat mutatnak a spektrumban, és a textúrák vezérlik a tüskék hullámhosszát, miközben az amplitúdók rögzítettek. Az UV-hez 0n és 380 nm közötti hullámhosszt (valójában egy végtelen tartományt) választunk, míg az IR-hez” s 700 – 1100 nm (kevesebb, mint 2: 1 tartomány). Annak az oknak, hogy fényes RGB szivárványokat lát minden textúrában, ha blueshift, de nem, ha redshifted van, semmi köze a fizikához. Azért van, mert a kötelező UV-csúcsot 0 nm-re teheti, ahol soha nem lesz látható, de nem rejtheti el a kötelező IR-csúcsot.
Úgy tűnik, hogy a fényerő-méretezés is hibás. Megszorozzák a Gauss-féle szélességet a vöröseltolódási tényezővel, amely ugyanezzel a tényezővel skálázza az integrált energiát, majd elosztják a kockákra osztott vöröseltolódási tényezővel. Ennek eredményeként Stefan-Boltzmann-törvényük $ σT ^ 2 $ a $ σT ^ 4 $ helyett. Meg kellett volna osztaniuk az ötödik hatvánnyal.
Úgy tűnik, hogy a spektrum-RGB konverziós kóddal is vannak problémák – a bal oldali szivárványnak helyesen konvertálva ROYGBIV csíkja lenne, nem csak RGB.
Egy másik kisebb probléma az, hogy úgy tűnik, hogy az effektusokat annak alapján számítják ki, hogy mennyire keményen nyomja meg a joystickot, és nem az, hogy valójában milyen gyorsan mozog. Pl. A mozgó szellemek vörösként / kékmentesen jelennek meg, amikor állva vagy, de ha az egyik elé állsz, és hagyod, hogy taszítson téged, akkor is kékváltozású marad, bár most áll hozzád képest, és nincsenek mozgáshatások a háttér, még ha mozog is. A szellemek vörös / kék váltása szintén nem változik, mivel a fénysebesség látszólag csökken.
A ” ami a végén zajlik ” kiegészítés a végén (PowerPoint formátumban is letölthető a webhelyről), van néhány hibája.
A fény is úgy viselkedik, mint a fotonoknak nevezett részecskék. Amikor a fotonok irányába fut, több foton üt meg és az objektum világosabbá válik. Ez a hatás relativisztikus aberrációként is ismert.
Először is, ezek a hatások klasszikusak, így a kvantálás nem releváns. Másodszor, a megnövekedett fotonabszorpciós sebesség csak a fényerő kis részét teszi ki növekedés. Harmadszor, az aberráció a szög megváltoztatására vonatkozik, nem pedig arra, hogy több foton üssön rád.
Ezen a dián van egy kép is, amely ” felirattal balra mozog, a a bal oldali objektumok világosabbak, mint a jobb oldali ” objektumok, bár ez nyilvánvalóan nem igaz a képen (ami hasonló a válasz tetején lévő képhez) . Természetesen igaznak kell lennie. Nehéz megértenem, hogy a fejlődés egyik pillanatában sem gondolták ki, hogy árnyékolójuk hibás, mivel őrült kimenete van.
Sokkal közelebb kell lennie a fénysebességhez, hogy észrevegye a Lorentz-transzformáció drámaibb hatásait a Doppler- és a Searchlight-effektusokhoz képest. A játék végén a Doppler és a Searchlight effektusok eltávolításra kerülnek, hogy a Lorentz-transzformációt könnyebben láthassák.
Itt azt mondják, hogy ” Lorentz transzformáció “, de úgy tűnik, hogy aberrációt jelent. A Lorentz-transzformáció nem “t an ” effektus “; ez csak a koordinátarendszerek közötti átalakítás módja. A koordinátarendszerek értelmetlenek, és nem befolyásolják a látottakat.
A látómezőn kívüli objektumok láthatóvá válhatnak, ha a fénysebesség közelében mozognak. , ahogyan a múltban látja őket.
Igen, úgy látja őket, mint régen, de ugyanabban a múltban idő, függetlenül attól, hogy milyen gyorsan mozog (az órák ugyanazt az olvasást mutatják, például a sebességétől függetlenül). A látómezője kiszélesedik, ha az aberráció miatt halad előre, amelyet legkönnyebben a kamera / szem mozgása miatti helyi hatásként értünk, ahogyan itt látható .
