Des expériences dans Second Life révèlent des lois alternatives de la physique

Second Life est un monde en ligne dans lequel les gens utilisent des avatars pour explorer et interagir les uns avec les autres et pour construire plus ou moins n'importe quoi basé sur des formes géométriques simples. Ces objets sont régis par un ensemble de lois physiques à peu près semblables à celles de la Terre qui simulent la conservation de la quantité de mouvement, de la gravité et de l'élasticité dans les collisions, etc.

Mais Second Life dispose également d'un langage de script qui permet aux résidents d'introduire des effets supplémentaires. Il leur permet d'acheter et de vendre des objets en utilisant de l'argent virtuel, de créer des textures pour les vêtements ainsi que des animations.

Et il permet de modifier le comportement des objets de diverses manières. En d'autres termes, dans Second Life, les lois de la physique sont à saisir.

Et cela ouvre une perspective intéressante. Ce langage de script permet aux gens de simuler des univers dans lesquels la matière est gouvernée d'une manière totalement différente.

Aujourd'hui, Renato dos Santos de l'Université luthérienne du Brésil à Canoas révèle ses efforts pour altérer les lois de la physique dans Second Life et comment ses micromondes permettent aux étudiants d'étudier et d'expérimenter des lois du mouvement totalement différentes de celles qui fonctionnent dans notre univers.

Pour commencer, Dos Santos caractérise les propriétés de la matière et les lois de la physique qui sont déjà à l'œuvre dans Second Life. Il souligne que le monde a des lois relativement complexes pour régir le temps et le lever et le coucher du Soleil.

Le « Soleil » de Second Life se lève généralement et se couche toutes les quatre heures terrestres, toujours directement en face d'une pleine lune, dit-il. Et les serveurs calculent une solution simplifiée des équations de Navier-Stokes pour simuler le mouvement des vents et des nuages ​​qui évoluent dans le temps à travers le monde entier.

Par contre, il n'y a pas de fluides dans Second Life. L'eau est une simple texture applicable à un objet, dit-il. Par conséquent, il n'y a aucune résistance à l'eau ou à l'air et aucune notion de flottabilité. De plus, la lumière existe simplement dans Second Life sans aucun mécanisme physique impliqué dans sa production ou sa propagation.

Tous ces facteurs et d'autres doivent être pris en compte lors de la conception d'un micromonde dans Second Life. Néanmoins, Dos Santos a pu créer un certain nombre de simulations intéressantes.

Un bon exemple est sa simulation d'un canon tirant des boulets de canon pour étudier leur trajectoire. L'un des premiers défis consiste à utiliser le langage de script de Second Life pour introduire un ensemble de conditions initiales pour les boulets de canon, par exemple leur vitesse et leur position initiales.

Ceci fait, il est possible de calculer leur position et leur vitesse à n'importe quel moment de leur vol. Il est également simple de calculer leur énergie cinétique et leur quantité de mouvement.

Une fois tirés, ces boulets de canon ne se déplacent cependant pas en ligne droite. Au lieu de cela, la gravité les tire vers le sol et le vent peut les faire dévier de leur trajectoire. Dos Santos dit qu'il est possible de créer des règles dans le langage de script qui contrecarrent ces forces. C'est ce qui rend possible un ensemble entièrement différent de lois du mouvement.

Pour le démontrer, Dos Santos a créé deux ensembles de lois différents qui peuvent être mis en œuvre d'une simple pression sur un bouton. Le premier est les lois traditionnelles du mouvement de Newton, qui conduisent aux trajectoires paraboliques familières.

Le deuxième ensemble de lois est basé sur la théorie de l'impulsion qui a été popularisée par Jean Buridan, prêtre français et scientifique médiéval actif au 14ème siècle. Cette théorie était un précurseur intellectuel important pour les concepts plus modernes de quantité de mouvement et d'accélération.

Les idées de Buridan étaient une extension de la théorie d'Aristote selon laquelle la poursuite du mouvement dépend de l'action continue de la force. Buridan a étendu cela en introduisant une propriété appelée impulsion qu'il a formellement définie comme le poids multiplié par la vitesse.

L'un des étudiants de Buridan a décrit l'élan de cette façon : Lorsque quelque chose déplace une pierre par la violence, en plus de lui imposer une force réelle, il lui imprime un certain élan. De la même manière, la gravité non seulement donne le mouvement elle-même à un corps en mouvement, mais lui donne aussi une force motrice et une impulsion…

La formule mathématique de Buridan pour l'impulsion permet de l'intégrer dans une simulation Second Life, ce qui est exactement ce que Dos Santos a fait. Cela permet aux élèves d'expérimenter différentes lois et de voir leurs effets.

Fait intéressant, les lois de Buridan se traduisent par une trajectoire de boulet de canon qui ressemble un peu à celle d'une balle de golf qui se déplace vers le haut puis chute soudainement en raison de la résistance de l'air.

Tu peux regarder vidéos de ces expériences ici .

C'est une approche intéressante qui a des applications potentielles utiles dans l'éducation. Mais il y a sûrement beaucoup plus à faire dans des mondes virtuels comme Second Life.

Une question intéressante est de savoir comment concevoir des expériences dans le monde virtuel qui testent les lois particulières de la physique en action et les situations dans lesquelles elles s'effondrent.

Par exemple, le concept de temps pourrait être étudié à l'aide d'expériences impliquant la simultanéité. Cela pourrait même révéler des failles qui peuvent être exploitées pour s'amuser un peu.

Une telle approche demanderait beaucoup plus d'ingéniosité et simulerait avec plus de précision le travail des physiciens du monde réel qui ne connaissent pas les lois à l'avance et n'ont que leurs observations pour les guider.

Ce type d'approche a été testé dans des mondes virtuels comme Minecraft mais il est clairement possible que la même approche soit appliquée ailleurs.

Les lois de la physique virtuelle sont à portée de main, si quelqu'un a l'ingéniosité et le temps libre pour les suivre.

Réf : arxiv.org/abs/1405.6703 : Second Life en tant que plate-forme pour les simulations physiques et les micromondes : une évaluation

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