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由于今天对SO IRC的讨论，我对轨道力学很好奇，并且

  • 解决轨道问题所需的方程
  • 解决复杂问题所需的计算能力

尤其是计算地球何时会进入太阳的问题（反之亦然，取决于参考系）。

我怀疑我们太阳系内的所有引力可能都需要计算，这让我想知道需要什么类型的计算机集群，或者这可以在一个盒子上完成吗？

我没有在这里做餐巾纸背面测试的经验，但也许你有？

此外，非常感谢 Gortok 的原始灵感（见评论）。

-亚当

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参见维基百科上的三体问题。当你在引力场中有两个以上的物体并且你不能简化问题时，这是非常困难的:)

于 2009-02-27T16:56:32.007 回答
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如果有超过三个实体，则没有封闭形式的解决方案。有多种近似方法（请参阅此处或此处的 N-Body 模拟文章）。根据您需要的准确度，您将需要七到数百个身体。由于相对规模（与星系模拟相比），您将无法从聚类中获得太多简化。

不过，就具体问题而言，您还必须估算太阳直径的变化。我认为红巨星阶段会比轨道衰变更早发生，这将使太阳的直径大于当前的地球轨道。

于 2009-02-27T19:52:46.730 回答
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尽管您提出的问题无疑需要非常精确的大量计算（忽略红巨星相位问题，地球轨道会/会衰变为太阳吗？），但有现成的软件工具可用于执行其他天体路径/轨道计算。这里仅仅是少数：

最后，虽然 NASA 用于计算航天器等未来轨道和轨迹的软件受ITAR限制，但它显然确实为我们太阳系中的各种物体以及过去和当前的主要任务公开了一些过去的轨迹信息。这是通过导航和辅助信息设施 (NAIF)处理的。

NAIF 为上述目的提供软件和数据：

如果您尝试以上所有方法，您可能会学到一些关于轨道方程和所涉及的计算能力的知识。;-)

于 2010-06-10T04:08:16.960 回答
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在费曼的一次讲座中，他谈到了用 1960 年代的计算机进行轨道计算，以及那有多好。1960 年代初的任何计算机都没有我的手机或 DS 的强大功能，而我实际购买的用作计算机的东西要强大得多。

你有电脑，朋友。这些力也很容易计算，因为它都是引力，行星可以被视为点质量。分析计算行星轨道可能更容易，并将引力扰动视为离散推动。去吧。如果您需要帮助，请查找有关轨道力学的知识或与物理学家或天文学家交谈。

这不会帮助您找到地球何时撞击太阳，因为我们的轨道非常稳定。然而，在数十亿年之后，太阳会膨胀很多，并可能到达我们的轨道。不过，这可能是一个有趣的项目。

于 2009-02-27T17:14:17.250 回答