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An Example of Computer Simulation of Two-Body through Space Curvature

초록

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우주공간은 우주의 팽창을 가속화 시키는 것으로 생각되고 있는 암흑에너지, 중력과 물질 생성에 관여하고 있는 것으로 추정되고 있는 암흑물질, 그리고 수소와 헬륨이 분포해 있다. 사람이 인지하여 관측할 수 있는 우주 공간중의 입자의 영역에서, 대부분의 은하 중심인 블랙홀을 공전하고 있는 항성과 그 주위를 공전하는 위성들의 공전을 설명하기 위한 방법으로 뉴튼의 만유인력의 법칙(law of universal gravity)이나, 아인슈타인의 일반 상대성 이론(theory of relativity)이 있다. 우리은하에 속해있는 태양계에서 태양을 타원궤도로 공전하는 수성의 세차운동은 태양과 행성들 사이에서 작용하는 중력과 뉴튼의 중력방정식으로 많을 부분이 설명되지만, 수성의 근일점이 바뀌는 현상인 타원궤도의 축이 100년에 약 43초씩 이동하는 현상을 설명하지 못했다. 아인슈타인은 이를 공간의 왜곡이라는 사실로 풀어냈다. 원뿔 내 구체의 움직임을 해석하는 것은 왜곡된 공간을 운행하는 천체들의 운동을 해석하기 좋은 모델이다. 본 논문에서는 상대성이론 근거하여 천체들의 질량으로 왜곡된 우주공간에서 항성주위를 공전하는 행성의 괘도운동을 원뿔 내 구체의 움직임으로 해석하도록 구현되어 있는 시뮬레이션 프로그램을 이용하는 방법을 보인다. 오픈소스물리학 사이트에서 제공하는 API와 자바의 Swing, 3D 패키지에 있는 API가 시뮬레이션을 위해 사용되었다. 원뿔 내를 운행하는 천체의 다양한 자취추적을 위하여 타원의 근지점, 원지점, 원뿔의 각도, 그리고 두 구체의 거리를 변수로 시뮬레이션 하였으며, 태양계에 속한 다양한 행성들의 운행궤도를 시뮬레이션 할 수 있었다.

목차

Abstract
 Introduction
 뉴튼 방정식
 원뿔 내 구체의 움직임 해석
 시뮬레이션 프로그램의 주요 기능
 시뮬레이션 프로그램 설계
 컴퓨터를 이용한 원뿔 내 구체 시뮬레이션
 결론
 References

저자정보

  • 김종수 Professor Korea Left Collage

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

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