Universe Simulator
Eine dreidimensionale Sonnensystemsimulation in Python mit N-Körper-Gravitation und Velocity-Verlet-Integration.
Kurz erklärt
Universe Simulator verbindet zwei meiner Interessen: Programmierung und Physik. Statt Planeten auf festen Kreisen zu animieren, berechnet das Programm die gravitative Wechselwirkung zwischen den Körpern und entwickelt das System Schritt für Schritt weiter.
Einblick ins Projekt
Ausgewählte Ansichten und Details.
Ein genauerer Blick auf das Produkt in seiner aktuellen Form.
Funktionsweise
Jede Umlaufbahn entsteht aus dem vorherigen Rechenschritt.
Die Simulation berechnet die Gravitationskräfte des N-Körper-Systems und aktualisiert Position und Geschwindigkeit mit dem Velocity-Verlet-Verfahren. Enthalten sind Sonne, Planeten, Mond, Satelliten, ein Sternfeld, Bahnspuren, Zoom, das Verfolgen einzelner Körper und eine einstellbare Simulationsgeschwindigkeit.
Grenzen des Modells
Genauigkeit und Lesbarkeit können nicht denselben Maßstab verwenden.
Realistische astronomische Entfernungen und realistische Körpergrößen ergeben gemeinsam keine lesbare Desktopdarstellung. Die Visualisierung macht daher bewusste Kompromisse, während die Zeitschrittgröße zwischen Genauigkeit und Geschwindigkeit abwägt. Diese Entscheidungen wurden Teil des physikalischen Verständnisses.
Was ich gelernt habe
Numerische Fehler werden Teil der Bewegung.
Ein winziger Fehler, der tausendfach wiederholt wird, lässt eine Umlaufbahn abdriften. Durch dieses Projekt wurden Integrationsverfahren, Einheiten und Anfangsbedingungen konkret – und es zeigte mir, warum komplexe Systeme deterministisch sein können, ohne einfach zu wirken.