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N 体引力
太阳系平稳的椭圆,三体系统的疯狂混沌 —— 同一套引力方程,两种命运。
牛顿万有引力
每对天体之间的吸引力:
方向沿连线指向对方。本模拟用 Velocity-Verlet 积分保证能量守恒(不让轨道莫名其妙地漂移)。
几个预设
- 太阳系:一个大质量中心 + 4 个不同距离的行星。各自走稳定椭圆,像现实
- 三体:3 个等质量天体,永远不会有解析解。你能看到它们时而互绕、时而被一脚踢出系统。这就是刘慈欣《三体》的物理基础
- 8 字:Chenciner & Montgomery 在 2000 年发现的精确解,3 个等质量天体追着彼此画一个 ∞ 形(非常脆弱,小扰动就会散)
- 双星:两颗大恒星互绕,加一颗小行星 → 受到两颗主星轮流踢动
自己加质点
在画布上左键按住拖动:松开时在按下处生成新质点,速度方向 = 拖动方向。试试往太阳系中扔一颗彗星。
为什么三体是混沌
牛顿方程是确定的,但对初始条件极度敏感。两条初值差 0.001% 的轨道,几分钟后能完全不同。三体本质上没有周期性,是真正的混沌系统。
太阳系之所以”稳定”,是因为主导只有一个大质量天体(太阳质量 ≈ 99.86%),其他行星只是小扰动 —— 实际上是个”简化版”的三体,可以近似当作多个独立的二体问题。