Simulation : Real Time Relativity

Real Time Relativity est un espace virtuel relativiste. La simulation temps réel affiche certains aspects visibles de la physique relativiste depuis une caméra placée sur une fusée très très rapide (stratégie SI), qui approche 0.998c en restant appuyé sur W.

Le programme (uniquement PC..) utilise principalement les unités de calcul du processeur graphique, pour profiter d'une architecture favorable au type de calculs de la simulation.

Les physiciens développeurs (Craig M. Savage, Antony C. Searle, Lachlan McCalman, Université Nationale d'Australie) souhaitent un objectif didactique à ce type de simulation (voir aussi Seeing Relativity, où la vitesse de la lumière est de quelques mètres par secondes - et le monde visible changea).
Une idée de cours interactif à mener avec RTR est dans, Exploring special relativity.






Références :
- C. M. Savage, A. C. Searle, L. McCalman, Real Time Relativity, arXiv:physics/0607223 (2006).
- C. M. Savage, A. C. Searle, L. McCalman, Real Time Relativity: exploration learning of special relativity, arXiv:physics/0701200 (2007).

C'est assez remarquable et cela me fait repenser à un sujet qui avait émergé d'une discussion passée et qu'il serait très intéressant de simuler au raytracing relativiste:

choco-billy a écrit:

Et si on considère une barre fixe sur terre depuis un référentiel [..] tournant très vite autour de la barre?

xantox a écrit:

Ta question est intéressante. Si le référentiel tourne à des vitesses relativistes autour et sur le plan de la barre, je suppose que la barre apparaîtrait transformée dans une géometrie hyperbolique (car les géodésiques lumière ne sont plus des lignes droites dans le référentiel qui tourne), de plus il faudrait tenir compte des effets d'abérration et Doppler.

J'avais par la suite trouvé RTR et en particulier sa bibliothèque C++ dont code source ici, http://gr.anu.edu.au/svn/projects/backlight/ pour le jour où j'aurais eu le temps de la recompiler sur Mac et jouer avec, ce qui n'est pas encore arrivé. Si quelqu'un a envie d'essayer sur un PC je serais très interessé de voir le résultat.

J'ajoute ce papier, Visualising Special Relativity, avec les images et vidéos d'ici.

>xantox : Je me bats avec l'export directx, mais aussi avec la capture de vidéo dans un format que youtube supporte. Un premier modèle, une géosphère avec longue barre attachée.


Exportée dans RTR. Pour l'instant, je ne fais que -tout ce qui suit entre guillemets- l'approcher en ligne droite à 0.999c. Deux vidéos, avec Doppler activé et Headlight désactivé :





(Les captures sans traitement sont mieux : Arrivée I & Arrivée II. Tu arrives à les voir ? À mettre ici avec le lecteur flash ?)

Cela ressemble-t-il de très loin à ce que tu voulais ? Il faudrait replacer la caméra.. Ensuite essayer d'en faire une avec un référentiel qui tourne très vite autour.. ?

Tout à fait, bien sûr le point essentiel c'est la rotation. La caméra positionnée comme dans le dessin suivant commencerait à tourner autour de la barre (statique), de plus en plus vite, jusqu'à atteindre des vitesses relativistes et puis décélérerait de nouveau jusqu'à s'arrêter.

Le film qui en résulterait devrait donc montrer une barre toujours au centre de l'image et qui commencerait à tourner. Pour que la visualisation des effets sur la géométrie de la barre soit appréciable il faudrait que la fréquence de prise de vue de la caméra soit variable, de manière à que la barre semble tourner tout le temps ex. à 1 quart de tour par seconde.

Le plus simple pour obtenir cela me semble de définir une centaine de points équidistants sur l'orbite et de calculer pour chacun une image en y positionnant une caméra dotée d'une vitesse tangente qui augmente progressivement et jusqu'à se stabiliser à des niveaux relativistes.

En attendant la rotation, des images de la rencontre transversale à la barre.






C'est vraiment bien Real Time Relativity.

Superbe!

Encore! Une série de vidéos, avec un provocant skybox. Approche de la geobarre, puis, à ses environs, (violents) changements de directions de la trajectoire, avec plusieurs angles du vue, retours et backflip, etc.



Captures images et vidéos sans doppler et sans headlight.

Pas mal du tout ce petit RTR, merci Ache.

C'est l'headlight qui est le plus impressionnant, je trouve. Au plan astrophysique, c'est assez fondamental dans les phénomènes de jets relativiste et ça explique de fréquemment on ne voit qu'une seule composante, celle dirigée vers nous.



a+