我写了一个 n-体 模拟程序, 大伙来看看吧

项目地址 :         https://github.com/kelin-xycs/nBody       。

 

我前几天 写了一个 二体 模拟程序,  见 《我写了一个 二体 模拟程序, 大伙来看看吧》  https://www.cnblogs.com/KSongKing/p/11581879.html  ,

这个  n-体 模拟程序 就是 在 这个 二体 模拟程序 上 修改 而来 的  。

 

n-体 是指 天体力学 里  n 个 天体 在 万有引力 作用下 的 相互运动  。

 

我们 可以 在  n-体 模拟程序 里 设置 不同 的 初始参数 进行 演示,   初始参数 包括  质点个数 、每个质点的 质量 、初始位置 、初始速度  。

 

可以发现,   n-体 运行 一小段时间以后,   就会 发生 碰撞, 或者 相互 无限远离 。     可以 通过 多次 的 演示测试 观察,  通常,  n-体 开始运行后 没有 明显 的 周期性, 并且 在 很短 的 时间 内 就 达到 了 “结局” ,   所谓 结局 就是 质点 发生 碰撞,  未 碰撞 的 质点 相互 无限远离 。

据此,  我们 可以推测,    如果 存在 一个 稳定运行 的 n-体 的 话,  那么 这个 n-体 应该是 周期性 的 。

稳定运行 是指 质点 不发生 碰撞 。

进一步, 也可以这样说,   如果 一个 n-体 是 不可碰撞 的,  那么,  这个 n-体 是 周期性 的 。

我将 这个 推测 命名 为 “K氏 n-体 猜想”  。

 

如果  K氏 n-体 猜想  成立,  那么 大刘(刘慈欣) 写的 《三体》 小说 里 三体人 居住 的 三体恒星系统 的 三体问题 就是 可以解的 。

 

三体恒星系统 存在了 很长时间,   没有 发生 碰撞,  所以 应该是 周期性 的,  既然 是 周期性 的, 就可以 观察 规律 和 预测  。

 

一个 周期性 的 n-体 系统,  存在 3 种 情形 :

1     一些 质点  周期性 的 纠缠 在一起

2     质点 间 相互 无限远离

3     1 、2 兼而有之

 

实际中  还有 一种 情况,   就是 一些 质点 周期性 的 纠缠在 一起,形成一个 组,  另外一些 质点 也 周期性 的 纠缠一起, 形成一个 组,   两组 间 又 存在 周期性 的 纠缠,  又 或者 相互 无限远离 。

进一步,    可以有 多个 组 。

太阳系 在 银河系 里 算一个 组,  银河系 就是 很多 组 组成的 一个 n-体,

银河系 又可以 看作一个 组,   银河系 和 河外星系 是 很多的 组,   这些 组 又 组成了一个 n-体 。

 

相互 无限远离 的 情形 也是  一种 周期性 。   当 时间 趋于 无穷 时,  无限远离 的 质点 的 速度 趋于一个 极限, 是可以 知道 规律 和 预测 的,   所以 也是 周期性 。

 

当然,  对于 可碰撞 的  n-体,     K氏 n-体 猜想 就 不适用了 。        可碰撞 的 n-体 比如  空气中的灰尘运动 、胶体里的颗粒运动 、分子无规则运动  等等  。

空气中的灰尘运动 、胶体里的颗粒运动 、分子无规则运动  的 力学规律 不太规则,  主要是 碰撞效应,  当 微粒 间 距离 很近时, 发生 碰撞效应,  这主要是 分子间斥力 在起作用 。

但是,  对于 可碰撞 的  n-体,    通常  人们 的 需求 并不是 求得 质点 的 速度 和 位置,  而是 宏观 上 的 质点 分布 状况 和 趋势, 如 某区域 的 质点密度, 平均速度(能量),   整体能量,    以及 质点流 的 宏观速度,   质点流 的 宏观速度 是一个 整体现象  。

 

posted on 2019-10-06 01:08  凯特琳  阅读(546)  评论(0编辑  收藏  举报

导航