რა მოხდებოდა, სინათლის სიჩქარე 5 კმ/სთ რომ ყოფილიყო? „Relativity Park“-ის სიმულატორი

ამ თვეში გამოქვეყნებული ინტერაქტიული სიმულატორი ფარდობითობის თეორიას სასეირნო პარკად აქცევს — პირდაპირი გაგებით. პროექტში „Relativity Park“, რომელიც დეველოპერმა დიმიტრი ბრანტმა შექმნა, სინათლის სიჩქარე 5 კმ/სთ-მდეა დაყვანილი — დაახლოებით სიარულის ტემპამდე — რის გამოც ფარდობითობის ეფექტები ადამიანურ მასშტაბზე ჩანს და არა მხოლოდ ნაწილაკების ფიზიკის რიცხვებში.

პარკი, სადაც სინათლე ნელა მოძრაობს

გვერდი ბრაუზერში მუშაობს და პატარა პარკს გვიჩვენებს: დერეფანი, ფარნები, ეშმაკის ბორბალი, კარუსელი და შატლი. ეკრანზე გამოსახული მაჩვენებლები თვალს ადევნებენ სიჩქარეს, β = v/c შეფარდებას, ლორენცის ფაქტორს γ, იმას, რამდენად გაჭიმული ჩანს სამყარო წინ, და ორ საათს — „თქვენს საათსა“ და მსოფლიო საათს.

აჩქარება ისრის ღილაკებით ან WASD-ით შეიძლება, მაუსით გარშემო იხედებით, სპეისი გაჩერებს. ღილაკები L, G, C და B ცალკეულ ეფექტებს რთავენ — სინათლის დაყოვნება, აბერაცია და კონტრაქცია, დოპლერის ფერი და რელატივისტური სხივურობა — R საწყის პოზიციას აბრუნებს, Tab კი პარამეტრებს ხსნის.

რას ხედავთ სეირნობისას

ზედა ისრის დაჭერისას ხედვის ველი მოძრაობის მიმართულებით იკუმშება და ლურჯკენ იხრება; უკან შებრუნებისას სურათი გაწითლებული და გაჭიმულია. ორი ტაიმერი დროის გახანგრძლივებას პირდაპირ აჩვენებს. ფარნები მსოფლიო დროის ყოველ წამს აისხლიტება: ფარნთან მიახლოებისას ციმციმა ჩქარდება და ლურჯდება, დაშორებისას — ნელდება და წითლდება, რითაც დროის გახანგრძლივება დოპლერის რელატივისტურ ეფექტს ერთდება.

ეშმაკის ბორბალი და კარუსელის კაბინები სინათლის სიჩქარის 75%-ით მოძრაობენ. თითოეული კაბინა საკუთარი მოძრაობითაა შემცირებული, და რადგან ატრაქციონის სხვადასხვა ნაწილიდან სინათლე სხვადასხვა მომენტში ჩამოდის, მთელი კონსტრუქცია ისე ჩანს, თითქოს სხვადასხვა დროს დანახული იყოს — ამას ტერელის როტაცია ეწოდება. დერეფნის ბოლოში მოძრავი შატლიც ასევე იქცევა.

მეტი, ვიდრე სათამაშო

პროექტის დოკუმენტაცია განმარტავს, რომ რენდერი ფიზიკურად დასაბუთებულია და არა დეკორატიული. ყოველი ხილვადი წერტილისთვის რენდერერი წარსული სინათლის კონუსს უკან მიჰყვება, რათა დაადგინოს, როდის გამოვიდა სინათლე; მოძრავი ობიექტებისთვის ეს განტოლების g(a) = a − |p(t−a) − eye| / c = 0 ამოხსნას ნიშნავს, სადაც წარმოებული g’(a) = 1 + (v·n̂)/c კარუსელის კაბინის კუთხეებში 0.14-მდე ეცემა, თუ კაბინა 0.857c სიჩქარით მოძრაობს — ეს საკმარისია იმისთვის, რომ ნიუტონის ჩვეულებრივმა იტერაციამ მთელი ბრუნი გადახტეს და სამკუთხედები არეულად გაიფანტოს.

შემდეგ თითოეული წერტილი ლორენცის გარდაქმნით დამკვირვებლის მყისიერი სიმშვიდის სისტემაში გადადის. აბერაცია, ლორენცის კონტრაქცია და ტერელის როტაცია სწორედ ამ ერთი ნაბიჯიდან გამომდინარეობს — დოკუმენტაცია აღნიშნავს, რომ ტერელის როტაცია სინამდვილეში როტაცია არ არის, არამედ ის, რასაც სინათლის დაყოვნება უკვე შემცირებულ ობიექტს უკეთებს. უკანა გვერდების ამოღება გამორთულია, რადგან ეფექტი დამკვირვებლისგან მოშორებით მიმართულ ზედაპირებსაც აჩვენებს, ხოლო ლოგარითმული სიღრმე გამოიყენება იმიტომ, რომ γ(1+β)-ით გაჭიმვის შემდეგ ხილვადი სამყარო სანტიმეტრებიდან ათეულ კილომეტრამდე ვრცელდება.

ეშმაკის ბორბალი განზრახ ურევს სისტემებს: თითოეული გონდოლა საკუთარ სიმშვიდის სისტემაშია მოცემული, ხოლო რგოლს — რომელსაც მთლიანი სიმშვიდის სისტემა არ გააჩნია (ერენფესტის პარადოქსი) — მსოფლიო ხაზები პირდაპირ მსოფლიო სისტემაში აქვს მოცემული და ისინი სინათლის სიჩქარეზე ნაკლები და თვითთანხმობადი რჩება.