Experimentos en Second Life revelan leyes físicas alternativas

Second Life es un mundo en línea en el que las personas usan avatares para explorar e interactuar entre sí y para construir más o menos cualquier cosa basada en formas geométricas simples. Estos objetos se rigen por un conjunto de leyes de la física más o menos similares a las de la Tierra que simulan la conservación del momento, la gravedad y la elasticidad en colisiones, etc.

Pero Second Life también tiene un lenguaje de programación que permite a los residentes introducir efectos adicionales. Les permite comprar y vender objetos usando dinero virtual, para crear texturas para ropa y animaciones.

Y permite modificar el comportamiento de los objetos de diversas formas. En otras palabras, en Second Life, las leyes de la física están en juego.

Y eso plantea una perspectiva interesante. Este lenguaje de secuencias de comandos permite a las personas simular universos en los que la materia se rige de una manera completamente diferente.

Hoy, Renato dos Santos de la Universidad Luterana de Brasil en Canoas revela sus esfuerzos por alterar las leyes de la física en Second Life y cómo sus micromundos permiten a los estudiantes estudiar y experimentar leyes del movimiento que son completamente diferentes a las que funcionan en nuestro país. universo.

Para empezar, Dos Santos caracteriza las propiedades de la materia y las leyes de la física que ya están operando en Second Life. Señala que el mundo tiene algunas leyes relativamente complejas que gobiernan el clima y la salida y puesta del sol.

El 'Sol' de Second Life generalmente sale y se pone cada cuatro horas terrestres, siempre directamente frente a la Luna llena, dice. Y los servidores calculan una solución simplificada de las ecuaciones de Navier-Stokes para simular el movimiento de los vientos y las nubes que evolucionan en el tiempo en todo el mundo.

Por otro lado, Second Life no contiene fluidos. El agua es una mera textura aplicable a un objeto, dice. En consecuencia, no hay resistencia al agua ni al aire ni concepto de flotabilidad. Es más, la luz simplemente existe en Second Life sin ningún mecanismo físico involucrado en su producción o propagación.

Todos estos factores y otros deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar un micromundo en Second Life. Sin embargo, Dos Santos ha podido crear una serie de simulaciones interesantes.

Un buen ejemplo es su simulación de un cañón disparando balas de cañón para estudiar su trayectoria. Uno de los primeros desafíos es utilizar el lenguaje de secuencias de comandos de Second Life para introducir un conjunto de condiciones iniciales para las balas de cañón: su velocidad y posición iniciales, por ejemplo.

Una vez hecho esto, es posible calcular su posición y velocidad en cualquier punto durante su vuelo. También es sencillo calcular su energía cinética y su momento.

Sin embargo, una vez disparadas, estas balas de cañón no viajan en línea recta. En cambio, la gravedad los empuja hacia el suelo y el viento puede desviarlos de su curso. Dos Santos dice que es posible construir reglas en el lenguaje de programación que contrarresten estas fuerzas. Eso es lo que hace posible un conjunto de leyes del movimiento completamente diferente.

Para demostrar esto, Dos Santos ha creado dos conjuntos de leyes diferentes que se pueden poner en funcionamiento con solo presionar un botón. La primera son las leyes tradicionales del movimiento de Newton, que conducen a las conocidas trayectorias parabólicas.

El segundo conjunto de leyes se basa en la teoría del ímpetu que fue popularizada por Jean Buridan, un sacerdote francés y científico medieval activo durante el siglo XIV. Esta teoría fue un precursor intelectual importante de los conceptos más modernos de impulso y aceleración.

Las ideas de Buridan eran una extensión de la teoría de Aristóteles de que la continuación del movimiento depende de la acción continua de la fuerza. Buridan amplió esto al introducir una propiedad llamada ímpetu que definió formalmente como peso multiplicado por velocidad.

Uno de los estudiantes de Buridan describió el ímpetu de esta manera: cuando algo mueve una piedra con violencia, además de imponerle una fuerza real, le imprime cierto ímpetu. De la misma manera, la gravedad no solo le da movimiento a un cuerpo en movimiento, sino que también le da una fuerza motriz e ímpetu ...

La fórmula matemática de Buridan para el ímpetu permite incorporarlo a una simulación de Second Life, que es exactamente lo que ha hecho Dos Santos. Esto permite a los estudiantes experimentar con diferentes leyes y ver sus efectos.

Curiosamente, las leyes de Buridan dan como resultado una trayectoria de bala de cañón que se parece un poco a la de una pelota de golf que viaja en una inclinación hacia arriba y luego cae repentinamente debido a la resistencia del aire.

Tú puedes ver videos de estos experimentos aquí .

Es un enfoque interesante que tiene aplicaciones potenciales útiles en la educación. Pero seguramente se puede hacer mucho más en mundos virtuales como Second Life.

Una pregunta interesante es cómo idear experimentos dentro del mundo virtual que prueben las leyes particulares de la física en acción y las situaciones en las que fallan.

Por ejemplo, el concepto de tiempo podría investigarse mediante experimentos que impliquen simultaneidad. Incluso podría revelar lagunas que se pueden explotar para divertirse un poco.

Un enfoque como ese requeriría significativamente más ingenio y simularía con mayor precisión el trabajo de los físicos en el mundo real que no conocen las leyes de antemano y solo tienen sus observaciones para guiarlos.

Este tipo de enfoque se ha probado en mundos virtuales. como Minecraft pero es evidente que hay margen para aplicar el mismo enfoque en otros lugares.

Las leyes de la física virtual están ahí para ser tomadas, si alguien tiene el ingenio y el tiempo libre para seguirlas.

Ref: arxiv.org/abs/1405.6703 : Second Life como plataforma para simulaciones de física y micromundos: una evaluación

esconder