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Testes no Second life Revelam Leis da Física Alternativas

A Capacidade de manipular as leis da física no mundo virtual do Second Life está permitindo que pesquisadores façam teste com leis de movimento totalmente diferentes.

The Physics arXiv Blog 04/06/2014

O Second Life é um mundo virtual no qual as pessoas usam avatares para explorar e interagir uns com os outros e para construir qualquer coisa que seja baseada em formas geométricas simples. Esses objetos são regidos por um conjunto de leis da física mais ou menos parecido com os da Terra que simulam a conservação do momento, a gravidade e elasticidade em colisões e assim por diante.

Mas o Second Life também tem uma linguagem que permite a seus residentes adicionar outrod efeitos. Lhes permite comprar e vender objetos usando dinheiro virtual, criar texturas para roupas e animações.

Permite que o comportamento dos objetos seja modificado de várias maneiras. Em outras palavras, no Second Life, as leis da física estão em debate.

E isso levanta uma perspectiva interessante. Esta linguagem permite às pessoas simular universos onde a matéria é governada de uma forma totalmente diferente.

Hoje, Renato dos Santos, da Universidade Luterana do Brasil em Canoas, revela seus esforços em manipular as leis da física no Second Life e como seus mundos permitem aos alunos estudar e testar leis de movimento que são totalmente diferentes das que regem nosso universo.

Para começar, Dos Santos caracteriza as propriedades da matéria e as leis da física que já estão em ação no Second Life. Ele ressalta que o mundo tem algumas leis relativamente complexas para governar o tempo, o nascer e o pôr do sol.

"O 'sol' do Second Life geralmente nasce e se põe a cada 4 horas da Terra sempre em frente a Lua cheia", diz ele. E os servidores calculam uma solução simplificada das equações de Navier-Stokes para simular o movimento dos ventos e nuvens que evoluem com o tempo em todo o mundo.

Por outro lado, não há nenhum fluido no Second Life. "A água é uma mera textura aplicável a um objeto", diz ele. Consequentemente, não há resistência à água ou ao ar, nem existe o conceito de flutuação. Além do mais, a luz simplesmente existe no Second Life sem nenhum mecanismo físico envolvido em sua produção ou propagação.

Todos esses fatores e outros têm de ser levados em conta na concepção de um micromundo no Second Life. No entanto, José Eduardo dos Santos tem sido capaz de criar um número de simulações interessantes.

Um bom exemplo é a simulação de um canhão disparando balas para estudar sua trajetória. Um dos primeiros desafios é usar a linguagem script do Second Life para introduzir um conjunto de condições iniciais para as balas do canhão - sua velocidade inicial e posição, por exemplo.

Feito isso, é possível calcular a posição e velocidade em qualquer momento durante o seu voo. Também é simples de se calcular a energia cinética e o momento.

No entanto, uma vez acionadas, estas balas de canhão não viajam em linha reta. Em vez disso, a gravidade as puxa para o chão e o vento pode empurrá-las para fora de curso. Dos Santos diz que é possível criar regras para a linguagem de script que neutralizar essas forças. Isso é o que torna possível um conjunto inteiramente diferente de leis de movimento.

Para demonstrar isso, Dos Santos criou dois diferentes conjuntos de leis que podem ser aplicadas com o apertar de um botão. O primeiro conjunto é o das tradicionais leis de Newton, que levam às, já conhecidas, trajetórias parabólicas.

O segundo conjunto de leis é baseado na teoria do impulso que foi popularizado por Jean Buridan, um padre e cientista francês medieval ativos durante o século 14. Esta teoria foi uma importante precursora intelectual de conceitos mais modernos de força e aceleração.

As ideias de Buridan eram uma extensão da teoria de Aristóteles que acreditava que "a continuação do movimento depende da ação continuada da força". Buridan estendeu isso através da introdução de uma propriedade chamada impulso que ele formalmente definiu como o peso vezes a velocidade.

Um dos alunos de Buridan descreveu o ímpeto da seguinte maneira: "Quando algo move uma pedra usando violência, além de aplicar-lhe uma força real, transmite para ela um certo ímpeto. Da mesma forma, a gravidade não só confere o movimento a um corpo em movimento, mas também lhe dá uma força motriz e um impulso, ... "

A fórmula matemática de Buridan para ímpeto permite que ele seja incorporado a uma simulação no Second life, que é exatamente o que Dos Santos fez. Isso permite aos alunos experimentar com diferentes leis e ver seus efeitos.

Curiosamente, as leis de Buridan resultam em uma trajetória para a bola de canhão que é semelhante à de uma bola de golfe que viaja com inclinação para cima e, de repente cai devido à resistência do ar.

Você pode assistir a vídeos dessas experiências aqui.

Essa é uma abordagem interessante que tem potenciais aplicações úteis na educação. Mas há certamente muito mais que pode ser feito em mundos virtuais como o Second Life.

Uma questão interessante é como conceber experimentos dentro do mundo virtual que testam leis especificas da física e as situações nas quais elas deixam de funcionar.

Por exemplo, o conceito de tempo pode ser pesquisado através de experimentos envolvendo simultaneidade. Pode até revelar brechas que podem ser exploradas por um pouco de diversão.

Uma abordagem como essa exigiria muito mais criatividade e iria simular com mais precisão o trabalho de físicos do mundo real que não conhecem as leis de antemão e que têm somente suas observações para guiá-los.

Este tipo de abordagem tem sido testada em mundos virtuais como o Minecraft mas claramente há espaço para a mesma abordagem ser aplicada em outro lugar.

As leis virtuais da física estão à mão para serem desafiadas se alguém tiver a criatividade e o tempo livre para testá-las.

Ref: arxiv.org/abs/1405.6703 : Second Life As A Platform For Physics Simulations And Microworlds: An Evaluation

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