Доступно ли приближение общей теории относительности во Вселенной Песочнице (1 или 2)?

Как отметил @MikeG в этом комментарии , FAQ по Universe Sandbox 2 отвечает на этот вопрос, но не удовлетворительно и не полезно:

Объясняет ли это относительность?

Нет, физика в Universe Sandbox² на данный момент только ньютоновская .

Почему? Короткий ответ заключается в том, что вам нужен суперкомпьютер для точного моделирования общей теории относительности . (выделение добавлено)

Дженн, астрофизик и разработчик Universe Sandbox², объясняет больше в своем блоге : «Общая теория относительности требует моделирования самого пространства-времени. каждая точка в этой сетке имеет на всех соседних точках на каждом временном шаге.Вместо того, чтобы моделировать количество N тел, вы моделируете огромное количество точек.Вы начинаете с некоторых начальных данных о форме вашего пространства-времени, а затем смотрите, как оно развивается в соответствии с к уравнениям Эйнштейна, которые представляют собой 10 сильно нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных».

Почему я говорю, что это не очень приятно или полезно?

Потому что довольно легко почти полностью объяснить эффекты общей теории относительности (ОТО) на орбитах тел Солнечной системы, просто добавив некоторые члены в ОДУ , которые интегрированы для распространения орбит.

Ответы на вопрос Как рассчитать планеты и спутники за пределами силы тяготения Ньютона? (в том числе и мой) показывают, как это делается постоянно. Я воспроизвел то, что обычно делается на Python, а не на скомпилированном языке для прозрачности, это было бы намного быстрее, если бы оно было включено в разумную реализацию симулятора.

Как объяснено здесь , к ньютоновскому ускорению, определяемому формулой:

$$\mathbf{a_{Newton}} = -GM \frac{\mathbf{r}}{|r|^3},$$

Вы можете просто добавить это выражение:

$$\mathbf{a_{GR}} = GM \frac{1}{c^2 |r|^3}\left(4 GM \frac{\mathbf{r}}{|r|} - (\mathbf{v} \cdot \mathbf{v}) \mathbf{r} + 4 (\mathbf{r} \cdot \mathbf{v}) \mathbf{v} \right),$$

Чтобы приблизиться, вам, конечно же, не нужно оценивать эти термины ОТО для каждой пары объектов. Взаимодействие между Луной и Церерой, например, все еще может быть ньютоновским.

Все приближения являются приблизительными. Предположение FAQ о том, что они не делают этого, потому что для точности нужен суперкомпьютер, немного вводит в заблуждение. Использование этого прямого приближения намного лучше, чем его неиспользование в данном контексте.

Да, для гравитационных волн , коллапсов и других эффектов «требуется симуляция самого пространства-времени. То есть вы берете пространство симуляции, дискретизируете его в трехмерную сетку высокого разрешения и проверяете влияние каждой точки этой сетки на все соседние точки на каждом временном шаге», но простое добавление основных эффектов ОТО к распространению тел Солнечной системы, безусловно, не требует ничего большего, чем любой компьютер, на котором вы уже запускаете свою копию Universe Sandbox 2.

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Ответ на часто задаваемые вопросы продолжается:

Мы, однако, заинтересованы в добавлении нескольких функций, которые устранят некоторые эффекты относительности. Одним из примеров является настройка гравитации для перемещения со скоростью света, вместо того, чтобы действовать мгновенно, как это происходит в настоящее время. Подробнее об этом можно прочитать в блоге Дженн: Gravitational Waves & Universe Sandbox².

Я тоже так думал, но, согласно вдумчивому ответу @DavidHammen, это, вероятно, не так. Я еще не проверял это, но поскольку это исходит из надежного источника, я склонен этому верить. Замедление только гравитации без этих других терминов в данном случае кажется неправильным .