Die Richtung der Gravitationskraft würde sich unter Zeitumkehr nicht ändern. Ihr Objekt würde wie gewöhnlich eine Kraft nach unten spüren.

Es könnte einfacher sein, sich vorzustellen, dass Sie einen Film eines Objekts unter dem Einfluss der Schwerkraft hatten. Lassen Sie den Ball in einiger Entfernung über dem Boden aus der Ruhe fallen. Sie werden sehen, wie es sich nach unten bewegt und beschleunigt. Sie würden dies als Gravitationskraft nach unten interpretieren.

Wenn Sie den Film in umgekehrter Reihenfolge abspielen, sehen Sie, wie sich der Ball nach oben bewegt mit abnehmender Geschwindigkeit . Diese Beobachtung stimmt immer noch mit einer Gravitationskraft nach unten überein.

Es liegt kein Fehler vor. Die Gesetze der Physik selbst sind zeitlich umkehrbar, die Lösungen jedoch nicht unbedingt. Somit zeigt das "Verhalten" des Universums selbst keine Symmetrie unter Zeitumkehr, hauptsächlich aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik. Das zweite Gesetz betrifft das Verhalten der Lösungen, ist kein Grundgesetz an sich. In Ihrem speziellen Beispiel für das "Abstoßen" des Objekts, wenn der Film rückwärts läuft, liegt der physikalische Grund nicht darin, dass die Schwerkraft abstoßend wird. Die Schwerkraft wird immer noch attraktiv sein. Der Grund, warum sich das Objekt wieder nach oben bewegt, ist die unwahrscheinliche Wahrscheinlichkeit (aufgrund des zweiten Gesetzes), dass die Bewegung der Moleküle auf dem Boden, der Luft und der elektromagnetischen Strahlung zufällig das Objekt nach oben drückt (die Umkehrung dessen, was passiert) wenn ein nicht elastischer Gegenstand auf den Boden trifft). Das heißt, die Energie des Systems, die sich auf viele Teilchen verteilt, wird wieder zu einem makroskopischen Objekt zusammengefügt, ein sehr unwahrscheinliches Ereignis (das jedoch nicht gegen die Gesetze der Physik verstößt. Natürlich wäre dies die Ursache dafür Die physikalische Welt, in der die Gesetze zeitsymmetrisch sind. In Ihrer Simulation, die nicht auf mikroskopische Details beschränkt ist, liegt der Grund darin, dass die Gesetze selbst irreversibel sind (wie Sie den Code implementiert haben).

Weitere Informationen Details, siehe hier und hier.

Eines der Probleme, auf die Sie stoßen werden, ist die Kausalität.

Stellen Sie sich vor, Sie haben einen Ball auf dem Boden.

Ohne bereits zu wissen, wie er sich in der Vergangenheit verhalten hat, können Sie ihn nicht eindeutig definieren das nächste Bild Ihres Spiels. Sie können nicht sagen, ob der Ball:

• sich vertikal nach oben bewegen soll.
• sich in eine beliebige Richtung nach oben bewegen.
• auf dem Boden in eine beliebige Richtung rollen.
• nichts tun.

Sie können es als Teil Ihres Spieldesigns verwenden, um zu entscheiden, welches der oben genannten Elemente es sein soll.

Beachten Sie, dass, wenn Sie beispielsweise entscheiden, dass sich der Ball im nächsten Frame mit einer Geschwindigkeit von 40 ms ^ -1 nach oben bewegen muss, er in den aufeinander folgenden Frames seine Richtung beibehalten und eine Position / Geschwindigkeit haben muss, die mit der Beschleunigung (Verzögerung in) übereinstimmt Umkehrzeit), so dass nach 1 s die Geschwindigkeit des Balls 40 - 9,81 = 30,19 ms ^ -1 beträgt. Integrieren Sie die Geschwindigkeit für die Position in jeden Frame.

Stellen Sie sich einen Blumentopf vor, der auf einem Felsvorsprung sitzt. Eine Brise bläst den Topf von der Kante und er fällt zu Boden. Wenn es auf den Boden trifft, zerbricht es in ein paar Stücke, es wirft Staub auf, es macht ein Geräusch, es vibriert den Boden und die Scherben kommen zur Ruhe.

Die zeitliche Umkehrung davon ist die folgende Einige Stücke Blumentopf sitzen auf dem Boden. Plötzlich verschmilzt eine Staubwolke zusammen mit Vibrationen in Luft und Boden unter den Topfscherben mit einem so genauen Timing, dass die Scherben in die Luft getreten werden. Auf dem Weg nach oben richten sie sich in der richtigen Form aus und schweißen kalt zusammen, um einen nahtlosen Topf zu bilden. Der zusammengebaute Topf zeichnet einen Bogen bis zur Kante nach, wo die Brise (die in die entgegengesetzte Richtung weht) ihn sanft absetzt.

Dies ist ein unglaublich unwahrscheinliches Szenario, aber vollständig kompatibel mit den Gesetzen der Physik (und der nicht umgekehrten Schwerkraft). Der Zeitpfeil hat die Natur, dass große Vorwärtsprozesse dazu neigen, Energie abzuleiten und die Entropie zu erhöhen, während "umgekehrte" Prozesse höchst unwahrscheinliche Zufälle beinhalten, die Energie konzentrieren und die Entropie verringern. Letztendlich wird angenommen, dass wir dies auf die Tatsache zurückführen können, dass das Universum unmittelbar nach dem Urknall eine viel niedrigere Entropie hatte, als es theoretisch hätte haben können, und sich seitdem in Richtung einer höheren Gleichgewichtsentropie bewegt.

Um ein solches Spiel zu machen und es sinnvoll zu machen, müssten Sie ein viel einfacheres physisches System verwenden als alles, was Sie vernünftigerweise in der Erdatmosphäre antreffen würden. Für wärmeableitende Systeme geben die Gesetze der Thermodynamik der Zeit eine Richtung: die Richtung der zunehmenden Entropie. Ein Objekt, das auf die Erde fällt, verbraucht seine Energie hauptsächlich als Wärme. Man sieht nie, dass Wärme spontan aus der Umgebung verschmilzt, um das Objekt wieder in die Luft zu schießen. Wenn das Objekt andererseits seine Energie nicht zerstreuen würde, würde es für immer abprallen und das System würde genau gleich aussehen, wenn es sich zeitlich vorwärts oder rückwärts bewegt. Beachten Sie in beiden Fällen, dass die Schwerkraft immer noch nach unten zeigt, wie BMS sagte.

In umgekehrter Zeit scheint die Schwerkraft immer noch attraktiv zu sein. Aber die schnelle Impulskraft, die die Bewegung von etwas Fallendem stoppte, würde es stattdessen mit einer Anfangsgeschwindigkeit nach oben senden, die durch die Schwerkraft verlangsamt wird.

Andernfalls würde das Objekt aus der Ruhe von der Erde weg beschleunigen. Meine Vermutung wäre, dass alle konservativen Kraftfelder unabhängig vom Zeitpfeil gleich bleiben.

Proportionen, die zeitunabhängig sind, ändern sich nicht , wenn die Zeit umgekehrt, vorwärts oder rückwärts oder auf andere Weise geändert wird.

Alles abhängig von der Zeit läuft rückwärts.

Im Allgemeinen können wir sagen, dass jede Änderung einen beliebigen Anteil hat (was einen Unterschied verursacht $ \ delta f (t) $ über einen Zeitunterschied $ \ delta t $ zwischen "vor" $ t_ {1} $ und "jetzt" $ t_ {2} $, dh $ \ frac {\ delta f (t) } {\ delta t} \ neq 0 $) wird umgekehrt. Wie in einem rückwärts abgespielten Film.

In der Umkehrzeit würden Objekte eine Inversion von Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erfahren. Anstatt dass sich ein fallender Ball in Richtung Boden bewegt und an Geschwindigkeit gewinnt, bewegt er sich vom Boden weg und verliert an Geschwindigkeit. Wenn es zu der Stelle zurückkehrte, an der es fallen gelassen wurde, sollte seine Geschwindigkeit gleich 0 sein.

Um dies zu erreichen, ändern Sie das Vorzeichen seiner Geschwindigkeit entlang der vertikalen Achse und wenden Sie eine konstante Beschleunigung der Antigravitation an (-9,81) m / s2). Andere Kräfte müssten ebenfalls invertiert werden, sodass eine Kugel, die sich 250 m / s entlang einer x-Achse bewegt und mit -2 m / s2 beschleunigt, mit -250 m / s (negativ bedeutet die entgegengesetzte Richtung) und mit 2 m / s2 beschleunigt . Bis es wieder zum Lauf der Waffe kam .......

In physikalischer Hinsicht wäre die Beschleunigung immer noch abwärts (die Zeit wird in der Beschleunigung quadriert, sodass die Umkehrzeit das Quadrat nicht negativ macht), aber es ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, der wirklich umgekehrt wird.

Anstatt von einem Tisch gestoßen zu werden, zu Boden zu fallen und sukzessive kleinere Sprünge zu hüpfen, würde ein Ball vom Boden geschossen, immer höher springen und schließlich auf dem Tisch landen.

Lassen Sie die Dinge in Ihrem Spiel spontan von der Erde ruckeln und gewinnen Sie jedes Mal mehr Energie, wenn sie auf dem Boden aufschlagen, bis sie auf etwas Höherem landen.

Für den begrenzten Kontext der Newtonschen Mechanik werde ich Ihnen einen nicht demostrativen Einblick geben:

Wenn Sie die meisten Probleme mit der Mechanik in einem Lehrbuch haben (zum Beispiel zwei Körper, die sich gegenseitig umkreisen, und Punktplaneten, die einen unbeweglichen Körper mit großer Masse umkreisen, oder eine Masse, die an einer Feder hängt, oder ein starres Körperrad, das auf einer Oberfläche rollt (dieses ist theoretisch komplizierter)) und unter den Anfangsbedingungen (Position und Geschwindigkeiten aller relevanten beteiligten Massen) zum Zeitpunkt t0 (die Geschwindigkeiten) und die Kräfte, die die Bewegungsgleichungen ergeben. Wenn Sie eine einzigartige Lösung für die Bewegung der beteiligten Körper lösen und finden, können Sie dies tatsächlich tun und es funktioniert / p>

Nehmen Sie sich Zeit t1> t0 und notieren Sie sich dort die "Anfangsbedingungen" (wir nennen sie "Endbedingungen"). Kehren Sie das Vorzeichen der Geschwindigkeiten der Endbedingungen um, aber behalten Sie ihre Positionen bei, und wenn Sie dies neu nennen "Anfangsbedingungen 2": Wenn Sie jetzt genau die gleichen Kräfte mit "Anfangsbedingungen 2" als Anfangseingabe lösen, werden Sie feststellen, dass die eindeutige Lösung der Film ist, der rückwärts von der zuvor gefundenen Lösung abgespielt wird, und zwar bei t0 effektiv Die Massen "kehren" zu denselben Stellen zurück, und mit den Geschwindigkeiten änderte sich nur das Vorzeichen.

Eine Möglichkeit, dies zu verstehen, besteht darin, dass es sehr intuitiv ist, die Filme in den entsprechenden Momenten zu vergleichen, wenn Sie den Film der ursprünglichen Lösung "mit einer Kamera aufnehmen" und rückwärts abspielen: -Die Positionen der Massen stimmen genau überein. -Die Geschwindigkeiten haben genau entgegengesetztes Vorzeichen. -Die Beschleunigung stimmt genau überein.

Weil Sie jedes Mal, wenn Sie ableiten, ein Minuszeichen eingeben, weil die Zeit auf dem "falschen Weg" ist. Geschwindigkeiten erhalten ein Minuszeichen und Beschleunigung sind Geschwindigkeiten mit einem neuen Minuszeichen, sodass sie gleich sind.

Das heißt, wenn die Beschleunigung im selben Moment gleich ist und die Position gleich ist, da Newton-Gleichungen normalerweise nicht von den Geschwindigkeiten abhängen (UND WENN SIE DIESE GANZE ANTWORT UNGÜLTIG SIND, HÄNGEN KRÄFTE VON DER GESCHWINDIGKEIT WIE Reibung abmit Luft, dann seien Sie vorsichtiger) dann müssen Newton-Gleichungen mit der gleichen Kraftdefinition wahr sein.Deshalb erhalten Sie beim Lösen genau den Bacwards-Film.

Ihr logischer Fehler: Sie verwechseln die Richtung der Zeit und die Richtung der Entropie.

Elementare physikalische Prozesse können zeitumkehrbar sein. Komplexe Prozesse sind aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik (fast!) Niemals reversibel.

In Ihrem Spiel sollte es also um elementare Prozesse gehen. Auch (vereinfachte) Modelle können in Ihrem Spiel zeitumkehrbar sein, beispielsweise ein Modell des Sonnensystems.