HN divulgado: simulação fisicamente precisa de buraco negro vista pela câmera do iPhone
(apps.apple.com)- Black Hole Vision é um aplicativo educacional gratuito que posiciona um buraco negro no campo de visão da câmera do iPhone e distorce o vídeo ao vivo como uma lente gravitacional, mostrando como o mundo ao redor pareceria diante de um buraco negro
- O vídeo ao vivo é processado de forma semelhante à curvatura da luz das estrelas, e é possível observar o photon ring, uma imagem fortemente afetada por lente ao redor do buraco negro
- A medição do photon ring está ligada aos objetivos de observação do futuro satélite orbital Black Hole Explorer(BHEX), que deverá capturar as imagens mais nítidas da história da astronomia
- O código de implementação está disponível no GitHub, junto com documentação que explica a equação de lente de buraco negro e a forma como o Black Hole Vision foi implementado
- A Version 2.1 adicionou captura de tela, explicações de recursos e a opção de ocultar o feed de vídeo picture-in-picture, enquanto a Version 2.0 passou a oferecer suporte a buracos negros de Kerr em rotação e à alteração do valor de spin
Efeito de lente de buraco negro visto pela câmera do iPhone
- Black Hole Vision é um aplicativo educacional gratuito projetado com foco na câmera do iPhone
- O app posiciona um buraco negro dentro do campo de visão da câmera e processa o feed de vídeo ao vivo com efeito de lente gravitacional
- Esse processamento de lente funciona da mesma forma que um buraco negro curva a luz das estrelas ao redor
- A simulação inclui o photon ring, uma imagem fortemente afetada por lente ao redor do buraco negro
photon ring e Black Hole Explorer
- A medição do photon ring está conectada a futuros objetivos de observação astronômica no espaço
- O Black Hole Explorer é um satélite orbital que deverá capturar as imagens mais nítidas da história da astronomia
- O photon ring visível no Black Hole Vision pode ser visto como uma visualização educacional para entender os objetivos de observação do BHEX
Código open source e documentação de implementação
- O código do Black Hole Vision está disponível no GitHub
- O repositório inclui documentação que explica a equação básica de lente de buraco negro e a forma de implementação do app
- O código foi escrito por Trevor Gravely, da Vanderbilt University, com contribuições de Dr. Roman Berens e Prof. Alex Lupsasca
- As contribuições e comentários de Dominic Chang também estão incluídos nos acknowledgments
- O projeto recebeu apoio do CAREER award PHY-2340457 e do grant AST-2307888 da National Science Foundation
Licença e materiais utilizados
- O app inclui código que faz o porte para Metal da implementação de Jacobi elliptic functions e integrais elípticas da GNU Scientific Library (GSL)
- Esse componente é licenciado sob a GNU General Public License v3.0(GPL-3.0)
- A licença completa e o código-fonte podem ser consultados no repositório GitHub do BlackHoleVision
- A imagem com lente da galáxia espiral Messier 101 foi gerada a partir de material produzido pela NASA e pelo STScI, e o material original está no HubbleSite
Versões, privacidade e compatibilidade
- A Version 2.1 foi publicada em 25 de novembro de 2024 e inclui captura de tela, adição de descrições de recursos e ocultação do feed de vídeo picture-in-picture
- A Version 2.0 foi publicada em 16 de novembro de 2024 e adicionou suporte a buracos negros de Kerr em rotação e a possibilidade de o usuário alterar o valor de spin do buraco negro rotativo
- A Version 1.0 foi publicada em 30 de outubro de 2024
- O desenvolvedor Alexandru Lupsasca indicou que as práticas de privacidade do app podem incluir tratamento de dados, e a Apple não verificou essas informações
- O tamanho informado do app é 67.1 MB, o idioma é English e a classificação etária é 4+
- Os requisitos de compatibilidade são iOS 17.5 ou superior no iPhone, macOS 14.5 ou superior com chip Apple M1 ou posterior no Mac, e visionOS 1.2 ou superior no Apple Vision
1 comentários
Comentários do Hacker News
Olá! Somos Dr. Roman Berens, Prof. Alex Lupsasca e o doutorando Trevor Gravely, pesquisadores de física na Vanderbilt University. Estamos felizes em apresentar o Black Hole Vision: https://apps.apple.com/us/app/black-hole-vision/id6737292448
O Black Hole Vision simula o efeito de lente gravitacional de um buraco negro e o aplica à imagem da câmera do iPhone. Implementamos a equação de lente derivada da relatividade geral para criar um efeito fisicamente preciso. Para mais detalhes, consulte https://arxiv.org/abs/1910.12881.
O app pode colocar um buraco negro diante da câmera principal, fazendo o ambiente ao redor parecer distorcido como por uma lente gravitacional, ou colocá-lo diante da câmera frontal em um modo de “selfie”, mostrando sua própria imagem com o efeito aplicado
Existem dois submodos que mudam o campo de visão simulado: “Realistic FOV” e “Full FOV”. O modo de campo de visão realista reflete o campo de visão finito da câmera do iPhone e cria várias regiões escuras ramificadas no centro da tela. Isso inclui tanto a “black hole shadow”, formada por raios de luz que caem no buraco negro, quanto “blind spots”, direções que não entram no campo de visão nem da câmera traseira nem da frontal.
O modo de campo de visão completo funciona como se a câmera tivesse um campo de visão infinito cobrindo todos os ângulos, criando uma única sombra circular de buraco negro no centro da tela. Em seguida, ao selecionar o modo “Kerr black hole”, é possível adicionar rotação, ou seja, spin ao buraco negro, e também ajustar a velocidade de rotação “a”, exibida como porcentagem do spin máximo
Eu esperava que, sendo um buraco negro, ele não apenas alterasse a aparência de uma região, mas também produzisse um efeito visível de desaparecimento de parte do que estava ali
Muito legal. Eu provavelmente usaria por uns 5 minutos, admiraria a matemática envolvida e seguiria em frente, mas ainda assim é um app bem legal.
Dito isso, tenho uma ideia para a v1.1 que poderia fazê-lo ser usado com mais frequência. O iPhone tem desempenho suficiente para combinar isso com realidade aumentada? Ou seja, seria possível “fixar” a singularidade em uma posição estática no espaço e caminhar em volta dela com o telefone na mão?
Se isso for possível, talvez dê para transformar em um app de monetização bem modesta em que as pessoas fixem singularidades, estrelas de nêutrons etc. no mundo real e as compartilhem opcionalmente com outras pessoas que passarem por ali. Por exemplo, seria divertido ver uma singularidade fixada por alguém ao lado do Washington Monument. No geral, seria legal brincar com efeitos gravitacionais sobre a luz em AR
A ideia do comentário pai de uma realidade aumentada compartilhada geograficamente também é muito legal. Por algo nesse nível, eu pagaria alguns dólares. Também daria para adicionar elementos sociais, como fazer os buracos negros deixados pelas pessoas em lugares reais se fundirem entre si.
Se no futuro vocês quiserem levantar uma infraestrutura barata para hospedar os dados de localização dos buracos negros deixados pelas pessoas, entrem em contato. Posso ajudar nisso
Como escrevi em outro comentário, este projeto faz parte de um esforço de divulgação científica para despertar o interesse do público e dos estudantes pela física dos buracos negros, então o código sempre continuará gratuito e open source
Isso porque o buraco negro essencialmente se comporta como uma câmera 360°, podendo revelar o que quer que esteja ao redor em determinados ângulos. Não é impossível, mas é mais difícil do que “simplesmente” usar um feed de realidade aumentada
Muito bom. Só que seria ainda melhor se eu pudesse testar por conta própria! Talvez em um dispositivo com GPU mais poderosa. Há chance de um port para Android?
Enquanto isso, dê uma olhada no código criado por Dominic Chang, aluno de pós-graduação de Harvard, que implementa no navegador o efeito de lente de um buraco negro de Schwarzschild sem rotação:
https://dominic-chang.com/bhi-filter/
Seria melhor usar outras capturas de tela de prévia na página da App Store. A primeira e mais importante captura não mostra nenhum efeito aplicado.
Usar imagens de galáxias também não combina muito com a experiência real de uso do app
A primeira coisa que pensei foi no que aconteceria se eu apontasse este app para outra tela exibindo uma imagem como esta. Sei que, por causa do eixo z e do campo de visão, isso não seria realista, mas ainda assim parece bem divertido.
https://esahubble.org/images/heic0609a/
Acabei de tentar usar, mas ele travou na primeira execução e, depois que fechei o app e tentei de novo, ele não abriu mais. Vou reinstalar e testar novamente. iPhone 16 Pro, iOS 18.1.
Pequena atualização: depois disso, agora está funcionando bem. Na primeira execução, parecia ter travado na etapa de solicitar permissão para usar a câmera
Baixei na hora. Tenho um fraco por qualquer coisa relacionada a buracos negros
https://www.blackholeexplorer.org/