Ich schreib ja hier oft über Himmelsmechank. Darüber, ob Planeten miteinander kollidieren oder nicht; über Asteroiden auf speziellen Bahnen und wilde Himmelskörper wie Planet X oder Nemesis.

Wenn man sich ein bisschen mit der Materie beschäftigt, kann man in der Fachliteratur jede Menge Algorithmen finden, mit denen sich die Bewegung von Himmelskörpern simulieren lässt. Viele davon sind auch durchaus ohne Astronomiestudium verständlich und benutzbar. Aber es gibt auch Anwendungen, die das simulieren eines Planetensystems extrem einfach machen…

Wie zum Beispiel My Solar System von der Universität Colorado in Boulder.

Mit diesem netten kleinen Programm kann man bis zu vier Himmelskörper gravitativ wechselwirken lassen. Man muss nur angeben, wo sie sich befinden sollen und wie schnell sie anfänglich sind – und schon gehts los!

Natürlich kann man von so einer Simulation keine allzu exakten Ergebnisse erwarten. Erstmal ist das Modell nur zweidimensional – die Himmelskörper bewegen sich also alle in der selben Ebene was in der Realität nicht der Fall ist. Und wenn man das alles so schön in einer Internetanwendung präsentieren will, muss man natürlich auch Abstriche in der Rechengenauigkeit machen. (Man kann das zum Beispiel sehen, wenn man die Planeten in lliptischen Bahnen um die Sonne laufen lässt und den Regler von “accurate” nach “fast” verschiebt. Schon bald wird man merken dass sich die große Halbachse des innersten Planeten linear ändert – ein deutliches Anzeichen für einen numerischen Integrator, der nicht ganz exakt rechnet).

Wissenschaftliche Rechnungen kann man also nicht durchführen. Aber es reicht, um ein paar schöne Bewegungen zu demonstrieren. Das wird einem vor allem durch die vielen voreingestellten Beispiel leicht gemacht. Man kann sich zum Beispiel die Bewegung eines Planeten mitsamt seines Mondes um die Sonne darstellen lassen.

Wenn man die Leute fragt, wie wohl die Bahn des Erdmondes um die Sonne aussieht, dann beschreiben einem die meisten irgendwelche Bahnen mit lustigen Schleifen. Die Bahn des Mondes ist aber immer konkav zur Sonne hin gekrümmt.

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Auch die anderen Beispiel sind lustig. Man kann sich Trojaner anzeigen lassen oder das besonders schöne “Vier-Sterne-Ballet” (in der wissenschaftlichen Literatur als “Caledonian Problem” bekannt).

Also viel Spaß beim simulieren eures eigenen Systems! Und wer eine schönen apokalyptischen Planet X hinbekommt, soll Bescheid sagen! 😉


(Vielen Dank an alle, die mich auf diese Seite hingewiesen haben)

Kommentare (15)

  1. #1 alm
    2. März 2010

    Ihr kommt alle in die Hölle, wenn ihr Gott spielt!

    Abgesehen davon hat das Modell ja den gravierenden Fehler, dass die Sonne statt der Erde im Mittelpunkt ist…

  2. #2 Eviop
    2. März 2010

    Könntest du noch ein bisschen näher auf dieses Caledonian Problem eingehen? Ist das mit dem Dreikörperproblem verwandt?

  3. #3 Forodrim
    2. März 2010

    irgendwie sieht meine Mondbahn dann aber komisch aus oder?
    http://img121.imageshack.us/img121/4026/sonnemondundsterne.jpg

  4. #4 Florian Freistetter
    2. März 2010

    @alm: “Abgesehen davon hat das Modell ja den gravierenden Fehler, dass die Sonne statt der Erde im Mittelpunkt ist… “

    Na du kannst das ja auch so einstellen, das die Erde in der Mitte und die Sonne draussen ist. Aber trotzdem wird sich dann die Erde um die Sonne drehen;)

    @Eviop: Hu – beim Caledonian-Problem müsste ich erstmal ordentlich recherchiern. Aber vielleicht schreibt ich mal nen eigenen Artikel dazu. “Verwandt” ist es natürlich mit dem 3KP – es sind beides Spezialfälle des N-Körperproblems. Beim Caledonian P. müssen die Sterne halt zusätzlich noch alle gleich schwer und rautenförmig angeordnet sein.

    @Forodrim: Na da hast deinen Mond ja auch noch weiter außen und zusätzlich einen Planet innendrin. Das hat alles nen Einfluß. Das mit der immer konkaven Mondbahn galt ja nur spezielle für den Erdmond.

  5. #5 Forodrim
    2. März 2010

    ah ok 🙂
    ich finds auf jeden Fall ein tolles Spielzeug.
    Ich schiesse grad viele komische Körper durchs All 🙂

  6. #6 HdS
    2. März 2010

    Planet X:
    body 1: 500,0,0,0,-1
    body 2: -293,300,203,-97
    body 3 2,166, 0, -39, 114
    body 4: 00,5, -84, 0, 0, -133
    Zweiter Strich neben Accurate erzeugt eine Kollision mit der Sonne – auf Accurate ist es ein extremer Nahtransit, ich würde aber mal sagen das dann auch an den Polkappen Bikini getragen werden kann

  7. #8 ArthurG
    2. März 2010

    Richtig spaßig!
    Bei mir läuft das meiste bis jetzt auf Kollisionen und Rauswürfe hinaus. ^_^

    Vielleicht krieg ich ja noch ein funktionierendes System hin. 😀

    Mir ist aber aufgefallen, wenn man die Einstellung “Sun, Planet, Moon” drin hat mit genügend Zeit der Mond anscheinend ebenfalls rausgeworfen wird, ob das wohl normal ist? :X

  8. #9 Stargazer
    3. März 2010

    Das ist fein! 🙂 Und endlich kann ich mir was Konkretes unter Trojanern vorstellen.

  9. #10 Mithos
    3. März 2010

    Crash kann ja jeder, ich hab hier mal ein kreatives Chaos, hübsch bunt und beinahe stabil.
    http://img199.imageshack.us/img199/9213/chaossystem.png
    Nette Spielerei, man müsste nur noch zoomen können.

  10. #11 Florian Freistetter
    3. März 2010

    @Arthur: “ir ist aber aufgefallen, wenn man die Einstellung “Sun, Planet, Moon” drin hat mit genügend Zeit der Mond anscheinend ebenfalls rausgeworfen wird, ob das wohl normal ist? :X “

    Das ist ein Zeichen für einen ungenauen Integrator (wenn man voraussetzt, dass die Leute sich vorher Gedanken über die korrekten Anfangsbedingungen gemacht haben). Probier mal aus, ob die Rauswurfszeit von der “accurate-fast” Einstellung abhängt.

  11. #12 fatmike182
    3. März 2010

    Das Programm widerlegt Intelligent Design:
    sobald man so eine Spielwiese hat würde man ohnehin nur versuchen alles immer crashen zu lassen, so spektakulär wie möglich…

    Die Uni bietet auf ihrer Seite generell viele nette Simulationen:
    http://phet.colorado.edu/simulations/index.php?cat=Featured_Sims

  12. #13 Florian Freistetter
    3. März 2010

    @fatmike182: “Das Programm widerlegt Intelligent Design: sobald man so eine Spielwiese hat würde man ohnehin nur versuchen alles immer crashen zu lassen, so spektakulär wie möglich”

    Deswegen ja auch die Apokalypse in der Offenbarung… 🙂

  13. #14 fatmike182
    3. März 2010

    @Florian Freistetter
    dann hat Gott also alles erschaffen, aber checkt die Formeln nicht ganz. Jetzt wo ihr Astronomen ihm gezeigt habt wie es geht & er das davor sogar simulieren kann sind wir dann wohl wirklich in grooooßer Gefahr

  14. #15 ArthurG
    3. März 2010

    @Florian Freistetter: “Das ist ein Zeichen für einen ungenauen Integrator (wenn man voraussetzt, dass die Leute sich vorher Gedanken über die korrekten Anfangsbedingungen gemacht haben). Probier mal aus, ob die Rauswurfszeit von der “accurate-fast” Einstellung abhängt.”

    Ah, ich werde das mal heute im Laufe des Tages testen. Der erste Rausflug entstand bei mir bei “accurate”, also ziemlich langsam.
    Danke aber für die Info. 🙂