三体問題 シミュレーター 戻る EN · ZH
Classical Mechanics / Chaos

三体問題 シミュレーター

3天体の重力相互作用をリアルタイム可視化。figure-8周期解・ラグランジュ安定三角形など特殊解から、ポアンカレが1890年に証明した一般解不在の「カオス」まで体験。

Presets
パラメータ設定
● 質量 m₁ 1.00
● 質量 m₂ 1.00
● 質量 m₃ 1.00
G 定数 1.00
軌跡の長さ 800 pt
再生コントロール
軌跡の比較
全エネルギー E
角運動量 L
0.00
経過時間 t
三体問題シミュレーション — リアルタイム状態値
天体 x y vx vy
天体1 (青)
天体2 (ピンク)
天体3 (緑)
天体1(青) 天体2(ピンク) 天体3(緑)
エネルギー内訳
運動エネルギー:
ポテンシャルエネルギー:
全エネルギー:
角運動量 (z成分):

ニュートン重力方程式(三体)

各天体 $i$ に働く重力加速度:

$$\ddot{\mathbf{r}}_i = G \sum_{j \neq i} \frac{m_j (\mathbf{r}_j - \mathbf{r}_i)}{|\mathbf{r}_j - \mathbf{r}_i|^3}$$

全エネルギー(保存量):

$$E = \frac{1}{2}\sum_i m_i |\dot{\mathbf{r}}_i|^2 - G\sum_{i < j}\frac{m_i m_j}{|\mathbf{r}_i - \mathbf{r}_j|}$$

角運動量(保存量):$\mathbf{L} = \sum_i m_i (\mathbf{r}_i \times \dot{\mathbf{r}}_i)$

数値積分:リープフロッグ(Störmer–Verlet)、$\Delta t = 0.0005$

ポアンカレ(1890年)は一般三体問題が解析積分を持たないことを証明。これがカオス理論の出発点となった。

関連分野: 天体力学・太陽系安定性解析 / 宇宙機軌道設計(ラグランジュ点利用) / N体問題の数値積分法(Barnes–Hut、Fast Multipole Method) / 連星系・系外惑星系のダイナミクス研究

フィードバック
ご意見・不具合をお寄せください