Quanto è realistico il gioco “ una velocità della luce più lenta ”?

Ho giocato, vedi il mio rapporto:

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

e io unisciti a M. Buettner. Sono fiducioso che tutti gli effetti relativistici siano incorporati. Include la contrazione della lunghezza nella direzione del movimento, la dilatazione del tempo, ma queste cose di base vengono rapidamente cambiate dal fatto che mostra davvero ciò che “vedi” e non ciò che “cè” a un valore fisso della tua coordinata istantanea $ t “$.

Quindi gli effetti che sono” puramente ottici “e dipendono dalla propagazione della luce e gli effetti relativistici che cambiano includono lo spostamento Doppler relativistico – le cose cambiano il colore immediatamente quando si cambia la velocità sebbene il cambiamento della tua posizione è trascurabile allinizio – e il restringimento delle direzioni trasversali se “ti stai spostando in avanti (o la loro espansione se ti muovi allindietro) che fa sembrare loggetto” più lontano “(otticamente più piccolo) se” stai andando avanti. A causa di questo restringimento, potresti effettivamente vedere “dietro la tua testa”. Puoi anche vedere le cose come apparivano qualche tempo fa.

A causa del restringimento trasversale, puoi anche vedere le linee rette come curve se la tua velocità è abbastanza alto. Si dovrebbe anche ver Se i tram che si muovono davanti a voi da sinistra a destra sono “ruotati lungo un asse verticale”. Non sono riuscito a verificare questo effetto, ma non vedo motivo per pensare che la loro simulazione dovrebbe farlo in modo errato.

Buon gioco. Vedi anche Relatività in tempo reale e Velocity Raptor . Puoi accedere a quelle fonti dal mio blog menzionate allinizio.

Tuttavia, sono certo che i commenti “relativistici generali” sono uomini di paglia. Se lo spaziotempo è piatto, e in assenza di forti campi gravitazionali, lo è, non cè motivo per cui la corretta simulazione dovrebbe considerare la relatività generale. La relatività speciale è sufficiente, nonostante il fatto che il bambino (e le altre star del gioco) stanno accelerando. Naturalmente, laccelerazione “strappa” oggetti solidi perché le lunghezze corrette cambiano in modo asimmetrico, ecc. ma se il materiale è abbastanza flessibile, gli oggetti sopravvivono.

Commenti

• Velocity Raptor è (anche) fantastico, grazie per la condivisione.
• Riguardo al tuo ultimo paragrafo: non ho ‘ Non ho visto la simulazione, ma ‘ t un momento così elevato significherebbe anche che deve essere considerato GR, piuttosto che gravità newtoniana?

Ci sono alcuni seri problemi con il gioco. Vorrei “averne sentito parlare nel 2012, quando ci sarebbe stata qualche speranza di risolverli. Vorrei anche che Luboš Motl avesse notato i problemi nel 2012.

Penso che la simulazione dellaberrazione sia corretta. È difficile parlare della dilatazione del tempo e del ritardo del viaggio della luce perché non succede molto nel mondo di gioco per cominciare.

Il problema più grande è che la simulazione dello spostamento Doppler è ridicolmente sbagliato.

Ecco “uno screenshot del gioco:

Qui” uno screenshot simile preso a riposo, a cui ho applicato un ” gradiente Doppler ” utilizzando il codice di spostamento Doppler da Retroilluminazione, il raytracer 4D:

Certamente non prenderei la seconda immagine come definitiva, ma è qualitativamente molto più vicina a come dovrebbe apparire il gioco. Gli oggetti bianchi illuminati dalla luce delle stelle hanno allincirca uno spettro di corpo nero, quindi quando Doppler si è spostato dovrebbero essere rosso, bianco o blu , mai verde o viola. Gli oggetti con colori desaturati dovrebbero apparire come arcobaleni desaturati (guarda il terreno, che è blu chiaro a riposo) e la luminosità dovrebbe aumentare gradualmente come si guarda da destra a sinistra.

Il gioco non è open source, ma lo shader di spostamento Doppler lo è, quindi ho scelto uno sguardo.

Funziona indovinando uno spettro di luce (rappresentato come una somma di gaussiane nello spazio delle lunghezze donda) dalle componenti RGB della trama, scalandolo dal fattore di spostamento Doppler, convolendolo con approssimazioni delle funzioni di corrispondenza del colore XYZ (anche somme di gaussiane), quindi convertire XYZ in RGB. Questo è ragionevole.

Il primo problema è che invece di indovinare un ampio spettro che si avvicina a un corpo nero solare quando il colore è grigio / bianco, ipotizzano picchi stretti a 463 nm, 550 nm e 615 nm. non è realistico, ed è la ragione di tutti i colori strani nella metà destra dello screenshot.

I colori brillanti a sinistra sono dovuti a unaltra strana decisione di progettazione. Insieme a RGB supportano Canali di colore IR e UV che possono essere visti solo quando sono spostati in Doppler nel campo visibile, il che è una buona idea. Ma “sono di nuovo picchi acuti nello spettro, e le trame controllano la lunghezza donda dei picchi, mentre le ampiezze sono fisse. Per UV, scegli una lunghezza donda da 0 nm a 380 nm (effettivamente una gamma infinita), mentre per IR” s da 700 nm a 1100 nm (meno di un intervallo 2: 1). Il motivo per cui si vedono arcobaleni RGB luminosi in ogni texture quando si cambia verso il blu, ma non quando si cambia verso il rosso, non ha nulla a che fare con la fisica. È perché puoi mettere il picco UV obbligatorio a 0 nm dove non sarà mai visibile, ma non puoi nascondere il picco IR obbligatorio.

Anche il ridimensionamento della luminosità sembra essere sbagliato. Moltiplicano la larghezza delle gaussiane per il fattore di spostamento verso il rosso, che scala lenergia integrata dello stesso fattore, quindi si dividono per il fattore di spostamento verso il rosso a cubetti. Di conseguenza la loro legge di Stefan-Boltzmann è $ σT ^ 2 $ invece di $ σT ^ 4 $ . Avrebbero dovuto essere divisi per la quinta potenza.

Sembra che ci siano anche problemi con il codice di conversione da spettro a RGB: larcobaleno a sinistra avrebbe strisce ROYGBIV, non solo RGB, se convertito correttamente.

Un altro problema minore è che sembrano calcolare gli effetti in base alla forza con cui “stai spingendo il joystick, non alla velocità con cui ti muovi”. Ad esempio, i fantasmi in movimento appaiono spostati in rosso / blu quando “sei fermo, ma se ti trovi di fronte a uno e lasci che ti spinga, rimane spostato verso il blu anche se ora è fermo rispetto a te, e non ci sono effetti di movimento sul lo sfondo anche se si muove. Anche lo spostamento rosso / blu dei fantasmi non sembra cambiare quando la velocità della luce diminuisce in modo apparente.

Il ” quello che “sta succedendo ” supplemento alla fine (scaricabile anche in formato PowerPoint dal sito web) contiene degli errori.

La luce si comporta anche come un flusso di particelle chiamate fotoni. Quando corri verso un flusso di fotoni, più fotoni ti colpiscono e loggetto diventa più luminoso. Questo effetto è noto anche come Aberrazione Relativistica.

Primo, questi effetti sono classici, quindi la quantizzazione è irrilevante. Secondo, laumento del tasso di assorbimento dei fotoni rappresenta solo una piccola parte della luminosità aumentare. Terzo, laberrazione si riferisce a un cambio di angolo, non a più fotoni che ti colpiscono.

In questa diapositiva cè anche unimmagine con didascalia ” che si sposta a sinistra, il gli oggetti a sinistra sono più luminosi degli oggetti a destra “, anche se chiaramente ciò non “è vero nellimmagine (che è simile allimmagine nella parte superiore di questa risposta) . Dovrebbe essere vero, ovviamente. È difficile per me capire come mai in nessun momento dello sviluppo abbiano capito che il loro shader era difettoso dato il suo risultato folle.

Devi essere molto più vicino alla velocità della luce per notare gli effetti più drammatici della trasformazione di Lorentz rispetto agli effetti Doppler e Searchlight. Alla fine del gioco, gli effetti Doppler e Searchlight vengono rimossi per rendere la trasformazione di Lorentz più facile da vedere.

Qui si dice ” Lorentz Transformation ” ma sembra indicare unaberrazione. La trasformazione di Lorentz non è “un ” effetto “; è solo un modo di convertire tra sistemi di coordinate. I sistemi di coordinate sono privi di significato e non influiscono su ciò che vedi.

Gli oggetti normalmente al di fuori del tuo campo visivo possono diventare visibili quando ti muovi vicino alla velocità della luce , come li vedi come erano in passato.

Sì, li vedi come erano in passato, ma li vedi nello stesso passato il tempo non importa quanto velocemente ti muovi (gli orologi mostreranno la stessa lettura indipendentemente dalla tua velocità, per esempio). Il tuo campo visivo si allarga quando ti sposti in avanti a causa dellaberrazione, che è più facilmente comprensibile come un effetto locale dovuto al movimento della videocamera / dellocchio, come si vede qui .