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이제는 중력까지 잡수시는 백종원 선생님 #maths
흑백요리사의 "바쓰 장면"의 테두리에 질량이 동일한 61개의 행성을 배치하여 삼체 문제가 아닌 61체 문제를 풀어보았습니다. 4차원 세계를 내려다 보는 존재가 있다면 그 세계에는 중력 요리도 있을까 상상의 나래를 펼쳐봅니다.
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흑백물리학자흑백물리학자
흑백물리학자
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흑백요리사의 숟가락 로고의 테두리에 질량이 동일한 36개의 질점을 조용히 배치하여 삼체 문제가 아닌 36체 문제를 풀어보았습니다. RKF45 알고리즘을 Fortran이란 프로그래밍 언어로 구현하여 36개의 질점의 위치와 속도를 수치적으로 풀고, 얻어진 데이터 파일을 python을 이용하여 애니메이션으로 만들었습니다. 데이터 파일만 해도 110MB라서 단순히 텍스트로 이루어진 파일 치곤 많이 커서 놀랐네요 ㅎㅎ;;
제주도 상공의 이상한 구름은 뭘까?제주도 상공의 이상한 구름은 뭘까?
제주도 상공의 이상한 구름은 뭘까?
Просмотров 1,1 тыс.2 месяца назад
제주도 상공에서 볼 수 있는 구름의 소용돌이 반복 패턴의 정체는 카르만 와류(Karman Vortex)입니다. 이 현상은, 헝가리계 미국인 물리학자이자 항공 엔지니어인 테오도르 폰카르만 (1881~1963)이 발견하였습니다. 유체가 흐를 때 장애물이 있을 경우, 그 뒤에 규칙적으로 번갈아가며 만들어지는 소용돌이를 카르만 와류라고 합니다. 카르만 와류는 Navier-Stokes(나비에-스토크스) 방정식을 통해 얻을 수 있습니다. 이 방정식의 해에 대한 수학적인 증명이 그 유명한 밀레니엄 문제입니다. 이 나비에-스토크스 방정식을 수치적으로 풀어서 레이놀즈 수 Re=500인 경우의, 정사각형 모양의 장애물을 흐르는 유체가 만날 때 발생하는 카르만 와류를 시뮬레이션 해보았습니다. 수치적 해법에 더 많은 정보를...
블랙홀이 된 지구는 어떻게 보일까?블랙홀이 된 지구는 어떻게 보일까?
블랙홀이 된 지구는 어떻게 보일까?
Просмотров 11 тыс.2 месяца назад
지구가 현재 모습 그대로 블랙홀이 될 때, 그 모습이 어떻게 보일 지를 시뮬레이션 해보았습니다. 무한 원점에서 블랙홀의 사건의 지평선으로 떨어지는 빛은 Null (널) 측지선으로서 주어집니다. 이러한 빛을 여러 다발 만들고, 반대로 사건의 지평선에서 출발한 빛이 어떻게 퍼져나가는지를 계산하면 실제 관측자가 어떻게 관측하는 지를 시뮬레이션 해 볼 수 있습니다. 무한 원점의 관측자에게 블랙홀의 상(image)는 본래의 반지름보다 sqrt(27)/2 ~ 약 2.6배 커보이게 됩니다. 이것은 중력 렌즈 효과의 하나입니다. 사용언어 : python Inspired by Yukinori Nagatani (National Institutes of Natural Sciences)
우주에서 별로 직각 삼각형을 만들면 일어나는 일우주에서 별로 직각 삼각형을 만들면 일어나는 일
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삼체 문제 중에서 특이한 케이스 중 하나인 피타고라스의 삼체 문제 (Burrau's problem)를 수치계산으로 푼 결과입니다. 길이의 비가 3:4:5인 직각 삼각형의 각 꼭짓점에 질량의 비가 3:4:5인 물체(여기선 별)를 조용히 배치하게 되면, 처음에는 각각의 별이 서로서로 번갈아 가면서 운동하다가 마지막에는 무거운 별이 짝을 지어 가벼운 별과 반대 방향으로 무한히 멀어지게 됩니다. 추후, 롱폼으로 삼체 문제의 수치 계산법의 디테일을 알려드리고자 합니다. 참고 문헌 : Szebehely et al., The Astronomical Journal 72, 876 (1967)

Комментарии

  • @SIGOLDEI
    @SIGOLDEI 2 месяца назад

    블랙홀이된 지구자전속도 인간은 버틸수잇을까?

    • @뉴메릭
      @뉴메릭 2 месяца назад

      굉장히 흥미로운 질문이라고 생각합니다. 만약 지구의 자전속도를 고려하게 되면 블랙홀로 바뀔 시 각운동량이 보존된다고 하면 크기에 따라서 결과가 매우 달라질 것 같습니다. 본 영상에서와 같이 중력렌즈 효과만을 생각한다면, 만약 지구의 반지름을 유지하면 자전속도를 지금처럼 유지한다고 하면, 비록 회전을 고려한다고 해도 슈바르츠실트 블랙홀로 근사가 가능한 커 블랙홀이 될 것 같습니다. 만약, 지구의 질량을 일정하다고 하게 되면 슈바르츠실트 반지름이 현재의 지구의 반지름에 비해 매우 작게 되기 때문에 각속도는 광속에 가까운 값 혹은 고전적인 각운동량 보존으로는 표현하기 어려운 값이 될 것이라고 생각됩니다. 블랙홀이 되어도 지구의 반지름을 유지하면서, 지구일 때와 같이 한바퀴 되는데 24시간이 걸린다고 하면 충분히 계산해 볼만 하다고 생각됩니다. 기조력등을 계산하여 사건의 지평선 부근에 있는 사람에 가해지는 힘을 계산해 볼 수 있을 것 같습니다. 추후 영상 제작에 참고하도록 하겠습니다. 흥미로운 테마를 제시해주셔서 감사드립니다.

  • @후주-x1q
    @후주-x1q 2 месяца назад

    지구가 블랙홀되면 모래알보다 작을텐데요

    • @Bazil-
      @Bazil- 2 месяца назад

      모래알까진 아니고 땅콩정도 됩니다.

    • @뉴메릭
      @뉴메릭 2 месяца назад

      이지혁님 말씀대로 땅콩 정도 크기의 슈바르츠실트 반지름을 갖게 됩니다. 슈바르츠실트 반지름을 R 이라고 하면, R = 2Gm/c^2 (G: 만유인력 상수, m : 지구 질량, c: 광속)에 각 물리량을 대입하게 되면, 지구의 질량 (m) ≈ 5.97 × 10²⁴ kg 중력 상수 (G) ≈ 6.674 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻² 빛의 속도 (c) ≈ 2.998 × 10⁸ m/s 이기 때문에, R = (2 × 6.674 × 10⁻¹¹ × 5.97 × 10²⁴) / (2.998 × 10⁸)² = (7.97 × 10¹⁴) / (8.988 × 10¹⁶) ≈ 8.87 × 10⁻³ m ≈ 8.87 mm 를 얻게 되므로, 땅콩 혹은 파리 정도의 사이즈가 됨을 알 수 있습니다. 쇼츠다 보니 제목에 어폐가 있을 수 있는데 지구가 현재 모양을 유지한다는 가정하에 블랙홀의 중력렌즈를 적용한 모습을 시뮬레이션한 것입니다. 감사합니다.

  • @sejin258094
    @sejin258094 2 месяца назад

    지구가 블랙홀이 된다면 골프공 크기가 되는데 태양이 블랙홀이 되어도 지구만큼 커질수 없을텐데

    • @뉴메릭
      @뉴메릭 2 месяца назад

      맞습니다. 말씀하신 것처럼 지구의 질량으로 블랙홀을 만들게 되면, 슈바르츠실트 반지름이 9mm 정도고, 태양이 블랙홀이 된다고 하면 3km 정도로 서울보다도 작은 크기일 겁니다. 지구 크기의 블랙홀이 되기 위해선, 태양 질량의 약 2,157배의 질량을 가질 필요가 있습니다. 본 영상은 지구 크기를 가지며 사건의 지평선 근방에서 지구 표면에 대응하는 광원이 존재할 때, 중력렌즈 효과에 의해서 어떻게 보일까를 시뮬레이션한 것입니다. 이전 댓글에서 언급된 것처럼, "지구 형태와 크기 그대로 중력만 블랙홀 급이 될 때"의 중력 렌즈 효과에만 주목했습니다. 감사합니다.

  • @user-eo1tw9ly8q
    @user-eo1tw9ly8q 2 месяца назад

    지구 형태와 크기 그대로 중력만 블랙홀급이 된다면, 인가요?

    • @뉴메릭
      @뉴메릭 2 месяца назад

      맞습니다. 이해하신대로 "지구 형태와 크기 그대로 중력만 블랙홀 급이 된다면"이 정확한 표현입니다. 알고 계시는 것처럼, 지구의 질량으로 블랙홀을 만들게 되면, 슈바르츠실트 반지름이 9mm 정도로, 땅콩 크기 밖에 되지 않습니다. 따라서 지구의 크기가 그대로 유지되면서 중력만 블랙홀 급이 되기 위해서는, 지구의 질량을 태양의 질량의 약 2,157배로 만들 필요가 있습니다. 블랙홀이 되면 강력한 중력 때문에 지구의 표면 구조가 유지되지 않지만, 지구에 블랙홀의 중력렌즈 효과를 적용하면 어떻게 보일까라는 순수한 호기심을 바탕으로 만일을 가정해서 이루어진 시뮬레이션이라고 봐주시면 감사하겠습니다.

  • @happymallard
    @happymallard 2 месяца назад

    실제 : 빛흡수 해서 검은색으로 보임

    • @뉴메릭
      @뉴메릭 2 месяца назад

      맞습니다^^ 본 영상은 사건의 지평선 근방에서 우리가 보는 지구 표면에 대응하는 광원이 존재한다는 (?!) 극한의 가정 속에서 이루어진 시뮬레이션입니다.