Hur realistiskt är spelet “ En lägre ljushastighet ”?

Jag har spelat spelet, se min rapport:

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

och I gå med M. Buettner. Jag är övertygad om att alla relativistiska effekter är införlivade. Det inkluderar längdkontraktionen i rörelseriktningen, tidsutvidgning, men de grundläggande sakerna förändras snabbt av det faktum att det verkligen visar vad du ”ser” och inte vad ”finns” till ett fast värde på din momentana koordinat $ t ”$.

Så effekterna som är” rent optiska ”och beror på förökning av ljus och relativistiska effekter som förändrar det inkluderar det relativistiska dopplerskiftet – saker ändrar färg omedelbart när du ändrar hastigheten även om förändringen av din plats är försumbar i början – och krympningen av tvärriktningarna om du rör dig framåt (eller deras expansion om du rör dig bakåt) vilket gör att objektet ser ”längre” (optiskt mindre) om du går framåt. detta krympande kan du effektivt se ”bakom huvudet”. Du ser också saker som de såg ut för en tid sedan.

På grund av den tvärgående krympningen ser du också raka linjer som böjda om din hastighet är tillräckligt högt. Man bör också ver om gatubilarna som rör sig framför dig från vänster till höger ”roteras längs en vertikal axel”. Jag kunde inte verifiera denna effekt men jag ser ingen anledning att tro att deras simulering skulle göra det felaktigt.

Bra spel. Se även Relativitet i realtid och Velocity Raptor . Du kan komma till de källorna från min blogg som nämns högst upp.

Jag är dock säker på att de ”allmänna relativistiska” kommentarerna är stråmän. Om rymdtiden är platt, och i avsaknad av starka gravitationsfält, så är det ingen anledning till att den korrekta simuleringen skulle ta hänsyn till allmän relativitet. Speciell relativitet är tillräckligt, trots barnet (och de andra stjärnorna i spelet) accelererar. Naturligtvis ”rivs” acceleration fasta föremål eftersom rätt längd förändras asymmetriskt etc. men om materialet är tillräckligt flexibelt, överlever objekten.

Kommentarer

• Velocity Raptor är (också) bra, tack för att du delar.
• Om ditt sista stycke: Jag har inte ’ t sett simuleringen, men skulle inte ’ t så hög fart också betyda att GR måste beaktas, snarare än newtonsk gravitation?

Det finns några allvarliga problem med spelet. Jag önskar att jag hade hört talas om det 2012 när det kunde ha varit något hopp om att fixa dem. Jag önskar också att Luboš Motl hade lagt märke till problemen 2012.

Jag tror att simuleringen av aberration är korrekt. Det är svårt att berätta om tidsutvidgning och fördröjning av lätta resor eftersom det inte händer mycket i spelvärlden till att börja med.

Det största problemet är att Doppler Shift-simuleringen är löjligt fel.

Här ”en skärmdump från spelet:

Här” är en liknande skärmdump som tagits i vila, som jag applicerade en ” Doppler-gradient ” med hjälp av Doppler-skiftkod från bakgrundsbelysning, 4D-raytracern:

Jag skulle verkligen inte ta den andra bilden som definitiv, men den är kvalitativt mycket närmare hur spelet borde se ut. Vita föremål upplyst av stjärnljus har ungefär ett svart kroppsspektrum, så när Doppler skiftade de ska vara röda, vita eller blåa , aldrig gröna eller lila. Objekt med desaturerade färger ska se ut som desaturerade regnbågar (titta på marken, som är ljusblå i vila) Och ljusstyrkan ska öka jämn som du ser från höger till vänster.

Spelet är inte öppen källkod, men Doppler Shift Shader är, så jag tog en titt på det.

Det fungerar genom att gissa ett ljusspektrum (representerat som en summa av Gaussier i våglängdsutrymmet) från RGB-komponenterna i strukturen, skala det med Doppler-skiftfaktorn, och drar det med approximationer av XYZ-färgmatchningsfunktionerna (även summor av Gaussians), sedan konverterar XYZ till RGB. Det är rimligt.

Det första problemet är att i stället för att gissa ett brett spektrum som approximerar ett solsvart kropp när färgen är grå / vit, antar de smala spikar vid 463 nm, 550 nm och 615 nm. Det bara är inte realistiskt, och det är anledningen till alla konstiga färger i den högra halvan av skärmdumpen.

De ljusa färgerna till vänster beror på ett annat konstigt designbeslut. Tillsammans med RGB stöder de IR- och UV-färgkanaler som bara kan ses när de är Doppler flyttade in i det synliga området, vilket är en bra idé. Men de är ”återigen skarpa spikar i spektrumet, och strukturerna kontrollerar spikarnas våglängd, medan amplituderna är fasta. För UV väljer du en våglängd från 0 nm till 380 nm (effektivt ett oändligt område), medan för IR det” s 700 nm till 1100 nm (mindre än ett 2: 1-intervall). Anledningen till att du ser ljusa RGB-regnbågar i varje konsistens när den bluesförskjutits, men inte vid rödförskjutning, har inget att göra med fysik. Det beror på att du kan placera den obligatoriska UV-spetsen vid 0 nm där den aldrig kommer att synas, men du kan inte dölja den obligatoriska IR-spiken.

Ljusskalan verkar också vara fel. De multiplicerar Gaussernas bredd med redshift-faktorn, som skalar den integrerade energin med samma faktor, sedan dividerar de med red-shift-kuben. Som ett resultat är deras Stefan-Boltzmann-lag $ σT ^ 2 $ istället för $ σT ^ 4 $ . De borde ha delat med den femte makten.

Det verkar också finnas problem med spektrum-till-RGB-omvandlingskoden – regnbågen till vänster skulle ha ROYGBIV-ränder, inte bara RGB, om den konverterades korrekt.

Ett annat mindre problem är att de verkar beräkna effekterna baserat på hur hårt du trycker på joysticken, inte hur snabbt du verkligen rör dig. De rörliga spökena verkar t.ex. vara röda / blåskiftade när du är stillastående, men om du står framför en och låter den skjuta dig förblir den blåskiftad även om den nu är stationär i förhållande till dig, och det finns inga rörelseeffekter på bakgrund trots att den rör sig. Spökenas röda / blueshift verkar inte heller förändras när ljusets hastighet uppenbarligen minskar.

” vad som händer ” tillägg i slutet (även nedladdningsbart i Powerpoint-format från webbplatsen) har några misstag.

Ljus beter sig också som en ström av partiklar som kallas fotoner. När du springer mot en ström av fotoner träffar fler fotoner dig och objektet blir ljusare. Denna effekt kallas också Relativistisk aberration.

För det första är dessa effekter klassiska så kvantisering är irrelevant. För det andra står ökad hastighet för fotonabsorption bara för en liten del av ljusstyrkan öka. För det tredje hänvisar aberration till en ändring av vinkeln, inte till fler fotoner som träffar dig.

På den här bilden finns också en bild med en bildtext ” som rör sig åt vänster, objekt till vänster är ljusare än objekten till höger ”, även om det helt enkelt inte är sant i bilden (vilket liknar bilden längst upp i detta svar) . Det borde vara sant, förstås. Det är svårt för mig att förstå hur de aldrig vid någon tidpunkt i utvecklingen räknat ut att deras shader var buggy med tanke på dess galna produktion.

Du måste vara mycket närmare ljusets hastighet för att märka de mer dramatiska effekterna av Lorentz Transformation jämfört med Doppler- och Searchlight-effekterna. I slutet av spelet tas Doppler- och Searchlight-effekterna bort för att göra Lorentz Transformation lättare att se.

Här säger de ” Lorentz Transformation ” men verkar innebära aberration. Lorentz-omvandlingen är inte ” effekt ”; det är bara ett sätt att konvertera mellan koordinatsystem. Koordinatsystem är meningslösa och påverkar inte det du ser.

Objekt som normalt ligger utanför ditt synfält kan bli synliga när du rör dig nära ljusets hastighet , som du ser dem som tidigare.

Ja du ser dem som de var tidigare, men du ser dem i samma förflutna tid oavsett hur snabbt du rör dig (klockorna visar samma avläsning oberoende av din hastighet, till exempel). Ditt synfält utvidgas när du går framåt på grund av aberration, vilket lättast kan förstås som en lokal effekt på grund av din kameras / ögats rörelse, vilket ses här .