天体物理研究:研究恒星、行星、卫星系统的演化等。
三体问题在天体物理中的具体应用
例如,在研究太阳系中某些小天体的轨道演化时,通常需要考虑多个天体间的引力相互作用。通过数值模拟,可以研究某颗小行星可能受到的复杂引力效应,并预测其未来轨道。
实际例子:某三体初始条件数值模拟
让我们使用Python进行一次简单的数值模拟,看看一个基本的三体系统在初始条件下的演化情况。
import numpy as np
from scipy.integrate import solve_ivp
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义引力常数
G = 6.e-11
# 定义三体系统的初始条件
# 质量 (kg)
m1 = 5.972e24 # 地球质量
m2 = 7.348e22 # 月球质量
m3 = 1.989e30 # 太阳质量
# 初始位置 (m)
r1_0 = np.array([0, 0])
r2_0 = np.array([3.844e8, 0]) # 月球距地球的平均距离
r3_0 = np.array([1.496e11, 0]) # 地球距太阳的平均距离