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Second Life permite desafiar las leyes de la física

17/06/2014 04:19
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El mundo virtual admite alterarlas para que se rijan, por ejemplo, por la teoría del ímpetu de Buridan.
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Por The Physics arXiv Blog

Second Life es un mundo virtual en el que se usan avatares para explorar e interactuar con otros usuarios, además de para construir prácticamente cualquier cosa basada en formas geométricas simples. Estos objetos se rigen por un conjunto de leyes físicas más o menos similares a las de la Tierra, que simulan aspectos como la conservación del impulso, la gravedad y la elasticidad en las colisiones. 


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


Además, permite modificar el comportamiento de los objetos de varias formas. En otras palabras, en Second Life las leyes de la física están a disposición de cualquiera. Y esto plantea una perspectiva interesante. El lenguaje de programación permite simular universos en los que la materia se rija de una manera totalmente diferente.

La materia y las leyes de la física
Renato dos Santos desde la Universidad Luterana de Brasil, en Canoas, nos revela su trabajo de modificación de las leyes de la física en Second Life, y cómo sus micromundos permiten a los estudiantes analizar y experimentar leyes del movimiento totalmente diferentes de las que ocurren en nuestro universo.


Para empezar, Dos Santos habla de las propiedades de la materia y las leyes de la física en las que se basa Second Life. Señala que el mundo virtual utiliza algunas leyes relativamente complejas para gobernar el clima y la salida y la puesta del Sol.


"El 'Sol' de Second Life por lo general sale y se pone cada 4 horas terrestres, y siempre lo hace frente a una Luna llena", asegura. Además, los servidores calculan una solución simplificada de las ecuaciones de Navier-Stokes para simular el movimiento de los vientos y las nubes que evolucionan a lo largo del tiempo en todo el mundo virtual. 


Por otro lado, en Second Life no hay fluidos. "El agua es una simple textura aplicable a un objeto", afirma. Por consiguiente no existe ni la resistencia al agua ni la resistencia del aire, ni el concepto de flotabilidad. Es más, la luz de Second Life no involucra ningún mecanismo físico en su producción o propagación. 

Simulaciones

Todos estos factores, además de otros, tienen que ser tomados en cuenta al diseñar un micromundo en Second Life. Sin embargo, Dos Santos ha sido capaz de crear una serie de simulaciones interesantes.


Un buen ejemplo es la simulación de un cañón que dispara balas para estudiar su trayectoria. Una de las primeras dificultades es usar el lenguaje de Second Life para introducir un conjunto de condiciones iniciales que se apliquen a las balas de cañón, como por ejemplo su velocidad y posición iniciales. Una vez hecho esto, es posible calcular la posición y velocidad en cualquier momento durante el vuelo. También resulta sencillo calcular la energía cinética y el impulso.


Sin embargo, una vez disparadas, estas balas de cañón no viajan en línea recta. La gravedad las atrae hacia el suelo y el viento puede hacer que se desvíen de su curso. Dos Santos señala que es posible usar el lenguaje de programación para construir reglas que contrarresten estas fuerzas. Esto hace posible un conjunto de leyes de movimiento totalmente diferentes. 


Para demostrarlo, Dos Santos ha creado dos conjuntos distintos de leyes que pueden activarse con sólo pulsar un botón. El primero son las leyes tradicionales del movimiento de Newton, que producen las trayectorias parabólicas que nos resultan familiares.


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

Las ideas de Buridan

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 la idea mediante la introducción de una propiedad llamada ímpetu, que definió formalmente como el peso multiplicado por la velocidad.


Uno de los estudiantes de Buridan describió el ímpetu de esta manera: "Cuando algo mueve una piedra usando violencia, además de imponerle una fuerza también le proporciona un cierto ímpetu. Del mismo modo, la gravedad no sólo proporciona el propio movimiento a un cuerpo en movimiento, sino que también le da una fuerza motriz y un ímpetu, ..."


La fórmula matemática del ímpetu de Buridan puede ser incorporada en una simulación de Second Life, y eso es exactamente lo que hizo Dos Santos, permitiendo así a los estudiantes experimentar con diferentes leyes y ver sus efectos.


Curiosamente, las leyes de Buridan dan como resultado una trayectoria de bola de cañón parecida a la de una pelota de golf, que se desplaza siguiendo una inclinación hacia arriba y de repente cae debido a la resistencia del aire. Puedes ver vídeos de los experimentos aquí


Se trata de un enfoque interesante con aplicaciones potencialmente útiles en educación. Pero en mundos virtuales como el de Second Life se pueden hacer muchas otras cosas. Una cuestión interesante es cómo idear experimentos que pongan a prueba algunas leyes físicas en particular, en aquellas situaciones en las que sean de aplicación. Por ejemplo, podría investigarse el concepto del tiempo mediante experimentos que impliquen la simultaneidad. Esto podría incluso revelar algunas fisuras en las leyes, con las que se podría experimentar por mera diversión. 


Un enfoque de este tipo requeriría mucho más ingenio y simularía con mayor precisión el trabajo que llevan a cabo los físicos en el mundo real, donde no conocen las leyes de antemano y sólo se guían por sus observaciones. 


Este tipo de enfoque ha sido probado en mundos virtuales como el de Minecraft, aunque claramente podría aplicarse en otros entornos. Las leyes de la física virtual están a disposición de cualquiera que tenga el ingenio y el tiempo libre para trabajar con ellas. 

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Carlos Díaz Jorge