Niezwykły eksperyment w 3D. Zobacz teorię względności

Niezwykły eksperyment w 3D. Zobacz teorię względności

Autor:

w

Co by było, gdyby światło poruszało się z prędkością 5 kilometrów na godzinę? Relativity Park pozwala to sprawdzić.

Co by się stało, gdyby światło zwolniło do zaledwie 5 kilometrów na godzinę? Choć ciężko jest sobie wyobrazić, jak mogłoby funkcjonować nasze codzienne życie w takiej rzeczywistości, nie musimy polegać tylko na wyobraźni – możemy to zobaczyć niemal na własne oczy, korzystając z przeglądarki. Intrygujący program umożliwia nam zgłębienie tajników Szczególnej Teorii Względności w trójwymiarowej formie.

Co by było, gdyby światło zwolniło? Fascynujący symulator

Każdy z nas doskonale zna zasady rządzące naszym światem, które opierają się na określonych regułach i prawidłowościach. Jedną z nich jest prędkość światła, wynosząca oszałamiające 300 000 kilometrów na sekundę. Jest to tak wyśrubowana wartość, że nasze oczy nie są w stanie dostrzec fotonów poruszających się w naszym kierunku; nie doświadczamy również zjawiska dylatacji czasu ani deformacji przestrzeni. W rezultacie Szczególna Teoria Względności autorstwa Alberta Einsteina pozostaje dla wielu z nas zbiorem abstrakcyjnych wzorów, których znaczenia ani nie rozumiemy, ani nie jesteśmy w stanie doświadczyć. Bez względu na to, czy stoimy w miejscu, biegniemy, czy lecimy samolotem – światło jest tak szybkie, że z naszej perspektywy po prostu istnieje, nie zdając się na ruch.

Co jednak by się stało, gdybyśmy zasadniczo zmienili te parametry i sprawili, że światło poruszałoby się w tempie… zwykłego spaceru? Jak wtedy wyglądałby nasz świat? Na to pytanie postanowił odpowiedzieć Dmitry Brant, twórca projektu Relativity Park. To w pełni trójwymiarowe środowisko dostępne bezpośrednio w przeglądarce internetowej – całkowicie bezpłatnie, bez potrzeby pobierania czy logowania. Znajdziecie je pod tym linkiem – ale co właściwie możemy tam zobaczyć? Relativity Park to wirtualny park rozrywki, w którym znajduje się diabelski młyn, karuzela oraz geometryczne rzeźby, a zasadnicza różnica w stosunku do rzeczywistego świata polega na tym, że prędkość światła to zaledwie 5 kilometrów na godzinę. Dzięki tej „grze” możemy poruszać się po parku w tempie spaceru, zatem zrównujemy się prędkością z samym światłem, co w rzeczywistości jest oczywiście niemożliwe. Efekt jest zaskakujący, a nawet prędkości 2 lub 3 kilometrów na godzinę powodują, że otaczająca nas rzeczywistość zaczyna ulegać dramatycznym zmianom:

  • Świat błękitnieje w oczach – z powodu relatywistycznego efektu Dopplera długość fal świetlnych zostaje skrócona; otoczenie przed nami staje się intensywnie niebieskie, a przy jeszcze większej prędkości zmienia się w ultrafiolet;
  • Zakrzywienie przestrzeni – efektem aberracji światła oraz opóźnień w dotarciu fotonów do oczu obserwatora są nienaturalne zniekształcenia krajobrazu, które zaczynają się wyginać, tworząc psychodeliczne efekty;
  • Tunelowe oślepienie – pojawia się przy prędkości około 4,9 kilometra na godzinę, czyli prawie prędkości światła. Wówczas dochodzi do relatywistycznego ogniskowania (relativistic beaming); prawie całe światło z otoczenia koncentruje się w jednym, oślepiająco białym punkcie na środku ekranu, a peryferia widzenia ogarnia prawie całkowita ciemność;

Idea i wykonanie tego projektu są wręcz genialne. Nie jesteśmy bombardowani akademickimi definicjami ani żargonem zrozumiałym jedynie dla fizyków. Relativity Park pozwala na własne oczy doświadczyć tego, co opisuje słynna teoria Einsteina, a czego nie mogą zbadac nawet najbardziej zaawansowane laboratoria naukowe. Projekt oferuje również możliwość interakcji z różnymi suwakami, dzięki którym możemy zmieniać zestaw efektów lub samą prędkość światła. Dla mnie najciekawszym aspektem (oprócz wizualizacji) jest licznik czasu – ukazuje nasz czas oraz czas całego wszechświata. To ułatwia zrozumienie zjawiska dylatacji czasu, które polega na tym, że czas nie płynie wszędzie jednakowo. Im szybciej poruszamy się w stosunku do czegoś, tym wolniej biegnie nasz czas, a szybciej tego obiektu. Przy okazji, epicką ilustrację tego zjawiska możemy znaleźć w filmie „Interstellar”.

Czytaj dalej poniżej


Patrzymy w gwiazdy i... wszyscy ulegamy złudzeniu. Czego fizyka nam nie mówi?