NEW BOT Телеграм, страница

LoFiCoder 👨🏼‍💻💎

🔥10🥰1

1.69K views10:14

LoFiCoder 👨🏼‍💻💎

Как самая слабая сила из всех стала архитектором вселенной?

😊

Конечно, если мы поставили перед собой задачу закодировать наш мир, то начать стоит с гравитации

🤗

🐘

Среди фундаментальных взаимодействий гравитация — самая слабая: она примерно в 10³⁶ раз слабее электромагнитного взаимодействия между двумя протонами. Задумайтесь

🥳

, мы буквально каждый момент времени преодолеваем силу гигантской планеты и даже не замечаем этого. Тем не менее, именно гравитация определяет структуру космоса: формирует планеты, звёзды, галактики и их скопления.

Поддается ли она кодировке?

❔

🙂

В классической механике гравитация описывается законом Ньютона:

𝐹 = 𝐺 · (𝑚₁𝑚₂)/𝑟²,

где 𝐺 — гравитационная постоянная, 𝑚₁ и 𝑚₂ — массы взаимодействующих тел, а 𝑟 — расстояние между ними.

😑

Однако в 1915 году Альберт Эйнштейн предложил новую интерпретацию.

В общей теории относительности гравитация не является силой в привычном смысле, а представляет собой искривление четырёхмерного пространства-времени, вызванное присутствием массы и энергии (я постарался это изобразить в 3D-визуализации ниже). Массивные объекты "прогибают" ткань пространства-времени, и другие тела движутся по этим искривлённым траекториям, называемым геодезическими.

😊

Эта концепция была подтверждена наблюдениями: например, прецессия перигелия Меркурия — постепенное смещение точки наибольшего сближения планеты с Солнцем — не могла быть полностью объяснена ньютоновской механикой. Общая теория относительности точно предсказала дополнительное смещение в 43 угловых секунды за столетие, что совпало с наблюдениями.

❤️

Для визуализации гравитационного взаимодействия двух тел можно использовать следующий код на Python:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

G = 1.0

m1 = 5.0
m2 = 3.0

r1 = np.array([-1.0, 0.0], dtype=float)
r2 = np.array([1.0, 0.0], dtype=float)
v1 = np.array([0.0, 0.5], dtype=float)
v2 = np.array([0.0, -0.5], dtype=float)

dt = 0.01
num_steps = 10000

r1_list = [r1.copy()]
r2_list = [r2.copy()]

for _ in range(num_steps):
    diff = r2 - r1
    dist = np.linalg.norm(diff)
    if dist == 0:
        break 
    force = G * m1 * m2 * diff / dist**3

    v1 += force / m1 * dt
    v2 -= force / m2 * dt

    r1 += v1 * dt
    r2 += v2 * dt

    r1_list.append(r1.copy())
    r2_list.append(r2.copy())

r1_array = np.array(r1_list)
r2_array = np.array(r2_list)

plt.figure(figsize=(8, 8))
plt.plot(r1_array[:, 0], r1_array[:, 1], 'r-', label='Тело 1 (m=5)')
plt.plot(r2_array[:, 0], r2_array[:, 1], 'b-', label='Тело 2 (m=3)')
plt.scatter(r1_array[0, 0], r1_array[0, 1], color='red', s=50, label='Начало (тело 1)')
plt.scatter(r2_array[0, 0], r2_array[0, 1], color='blue', s=50, label='Начало (тело 2)')
plt.noscript('Гравитационное взаимодействие двух тел')
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.axis('equal')
plt.show()

Этот код моделирует движение двух тел под действием взаимного гравитационного притяжения, используя метод Эйлера для численного интегрирования уравнений движения. Результатом является визуализация траекторий обоих тел, демонстрирующая их орбитальное движение похожее на танец

💃

.

Гравитация успешно закотирована.

🐾

PS: Получилось круто. Мне нравится эта тематика, и судя по реакциям и репостам на предыдущем посте этой рубрики, Вам тоже (

#код_вселенной

). Поэтому у меня зародилась такая мысль… Сделать на 1000 подписчиков Яндекс диск и выгрузить туда все программы. Вы сможете сами поуправлять всеми процессами. Побыть творцами своей симуляции

🤪

🍄

👩‍❤️‍👨

Если нравятся идея, подписывайтесь

👩‍❤️‍👨