当光速快到无法感知时,Relativity Park 的创作者将其转化为可步行的比例。在这个模拟器中,基本常数 c 被设定为每小时 5 公里——大约是快步行的速度。随着观察者的移动,场景会显示出物理上准确的相对论现象,而这些现象通常需要接近光速的极高速度才能变得明显。
向前行走时,视野在运动方向上会发生压缩(像差),并使前方的光发生蓝移;而向后看时,视野会拉伸,且后方的光会发生红移。一个标记为“您的手表”的计时器追踪固有时间,而另一个“世界时钟”显示坐标时间,使时间膨胀变得可视化。地面和移动道具——摩天轮、旋转木马和穿梭车——均以长度收缩和 Terrell 旋转的效果进行渲染,因此随着观察者的加速,它们的形状和表观位置都会发生变化。
这张图片展示了文章中所述的模拟器对像差、多普勒频移和 Terrell 旋转等相对论效应的渲染。
控制键允许用户使用 W A S D 键加速,用鼠标观察,用空格键停止运动,并可切换诸如光传播延迟、像差与收缩、多普勒颜色、相对论性定向辐射以及地面细节等效果。设置面板可调整曝光、定向辐射指数、渲染比例以及一个随时间平均亮度的眼睛适应模型。
该项目由 Dmitry Brant 构建,托管在 GitHub 上的 dbrant/relativity 仓库中,该仓库提供了模拟器的源代码和在本地运行的实时演示说明。
通过将 c 降低到人类尺度,该演示使得观察通常在相对论速度下被隐藏的效应成为可能,为速度成为光速显著比例时,洛伦兹变换如何改变空间、时间和颜色提供了直观的感受。