混沌图解：牛顿引力下一般三体问题的示意离散化
太阳与恒星天体物理
2018-02-07 v1 经典物理
摘要
我们提出一种构建示意图的 formalism，用以描绘牛顿引力中的混沌三体相互作用。这是通过将每次相互作用分解为能量和角动量空间中的一系列离散变换实现的。每施加一次变换，系统随粒子重新分配能量和角动量而改变状态。这些图的优势在于包含充分刻画大多数束缚或非束缚相互作用在时空中所需的所有定量信息，包括相互作用总时长、初始与最终稳定态以及每个中间暂态亚稳状态。如束缚情形示例所示，某一粒子耗时极长的游离(其远主导模拟计算成本)被简化为能量和角动量空间中的单次离散变换，从而潜在缓解计算开销。我们进一步将 formalism 推广至(非束缚)三体相互作用序列，如致密恒星环境中双星硬化期间所发生的。最后，我们给出一种利用纯解析 formalism 通过三体散射相互作用动态演化整个双星群的方法。原则上，此处技术可适用于其他守恒能量与角动量的三体问题。
引用
@article{arxiv.1801.07257,
title = {Illustrating chaos: A schematic discretization of the general three-body problem in Newtonian gravity},
author = {Nathan W. C. Leigh and Shalma Wegsman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.07257},
year = {2018}
}
备注
9 pages, 4 figures; accepted for publication in MNRAS