นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Vanderbilt ได้เปิดตัวแอปพลิเคชัน iOS ที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถมองเห็นผลกระทบของเลนส์โน้มถ่วงของหลุมดำผ่านกล้อง iPhone ได้ แอปนี้พัฒนาโดยทีมที่นำโดยศาสตราจารย์ Alex Lupsasca นำเสนอการผสมผสานที่ไม่เคยมีมาก่อนระหว่างคุณค่าทางการศึกษาและการจำลองฟิสิกส์ขั้นสูง
ฟิสิกส์หลุมดำแบบเรียลไทม์
แอปพลิเคชันนี้ใช้สมการเลนส์โน้มถ่วงที่ซับซ้อนจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเพื่อสร้างภาพจำลองที่ถูกต้องตามหลักฟิสิกส์ ผู้ใช้สามารถสัมผัสประสบการณ์หลุมดำทั้งแบบหยุดนิ่ง (Schwarzschild) และแบบหมุน (Kerr) พร้อมปรับพารามิเตอร์การหมุนของหลุมดำแบบหมุนได้ แอปประมวลผลวิดีโอจากกล้องทั้งหน้าและหลังแบบเรียลไทม์ แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการประมวลผลที่น่าประทับใจของ GPU บน iPhone รุ่นใหม่
รายละเอียดแอปพลิเคชัน:
- ขนาด: 67.1 เมกะไบต์
- แพลตฟอร์ม: iPhone
- ความต้องการ iOS: เดิมระบุว่าต้องการ 17.5+ (กำลังปรับให้รองรับเวอร์ชันก่อนหน้า)
- หมวดหมู่: การศึกษา
- ราคา: ฟรี
- ความเป็นส่วนตัว: ไม่มีการเก็บข้อมูล
- คุณสมบัติ:
- การจำลองหลุมดำแบบคงที่ ( Schwarzschild )
- การจำลองหลุมดำแบบหมุน ( Kerr )
- ปรับค่าพารามิเตอร์การหมุนได้
- ประมวลผลภาพจากกล้องแบบเรียลไทม์
- โหมดมุมมองหลากหลาย (มุมมองสมจริง/มุมมองเต็ม)
การพัฒนาทางเทคนิคและแนวทางโอเพนซอร์ส
ทีมพัฒนาใช้วิธีการขั้นสูงในการพัฒนาฟังก์ชันหลักของแอป โดยใช้การทำแมปพิกัดพื้นผิวสำหรับโหมดหลุมดำแบบหยุดนิ่งโดยตรงบน GPU สำหรับการคำนวณหลุมดำแบบหมุน Kerr ที่ซับซ้อนกว่า ทีมได้คำนวณพื้นผิวล่วงหน้าโดยใช้ Mathematica เนื่องจากต้องการความแม่นยำแบบทศนิยมสองตำแหน่ง โครงการทั้งหมดได้ถูกเผยแพร่เป็นโอเพนซอร์สภายใต้ลิขสิทธิ์ GPL-3.0 เพื่อส่งเสริมการมีส่วนร่วมของชุมชนและการใช้งานด้านการศึกษา
การพัฒนาในอนาคตและการตอบรับจากชุมชน
ชุมชนแสดงความสนใจเป็นพิเศษในการพัฒนาระบบความจริงเสริม (AR) โดยนักพัฒนากำลังพิจารณาการผสานรวมกับ Apple Vision Pro ดังที่สมาชิกชุมชนคนหนึ่งได้แสดงความเห็นว่า:
จะเป็นเรื่องที่น่าสนใจมากถ้าเราสามารถวางหลุมดำที่มีรัศมีกำหนดไว้ในห้องนั่งเล่นของเรา และเดินรอบๆ มัน! อาจจะทำให้เป็นแบบโซเชียลด้วยการให้หลุมดำที่ผู้คนวางไว้ในโลกจริงสามารถรวมตัวกันได้
แม้ว่าฟีเจอร์เหล่านี้จะมีความท้าทายทางเทคนิค รวมถึงความต้องการในการสแกนสภาพแวดล้อมแบบ 360 องศา ทีมพัฒนาก็ได้แสดงความสนใจที่จะศึกษาความเป็นไปได้เหล่านี้ในการอัปเดตในอนาคต
แอปนี้เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามในการเข้าถึงสาธารณชนเกี่ยวกับฟิสิกส์ของหลุมดำ ซึ่งสอดคล้องกับการพัฒนาภารกิจ Black Hole Explorer (BHEX) ภารกิจนี้มีเป้าหมายที่จะถ่ายภาพดาราศาสตร์ที่คมชัดที่สุดเท่าที่เคยมีมา โดยอาจจะสามารถเห็นวงแหวนโฟตอนรอบหลุมดำตามทฤษฎีได้
ข้อจำกัดในปัจจุบันรวมถึงการรองรับเฉพาะระบบ iOS และปัญหาความเสถียรในช่วงเริ่มต้น แต่นักพัฒนากำลังแก้ไขปัญหาเหล่านี้อย่างจริงจัง ทีมได้วางแผนการปรับปรุงสำหรับการอัปเดตครั้งต่อไปแล้ว รวมถึงตัวเลือกในการสลับมุมมองกล้องและการถ่ายภาพหน้าจอ
แหล่งอ้างอิง: Black Hole Vision App Store Preview