примерное оооочень грубое обьяснение происходящего - прошу никого не пугаться
Стадия 1: Первоначальное сближение (коллапс)
Начальные условия: Частицы распределены случайно в пространстве с малыми начальными скоростями
Гравитационное притяжение: Каждое тело притягивает все остальные согласно закону Ньютона: F = G·m1·m2/r^2
Отсутствие структурной поддержки: В отличие от звезд (которые поддерживаются давлением), частицы имеют только гравитацию
Результат: Система "схлопывается" под собственной гравитацией - это называется гравитационный коллапс.
Стадия 2: Разлет частиц
Вириализация: При сжатии потенциальная энергия U (отрицательная) переходит в кинетическую K (положительная)
Вириальная катастрофа: В процессе коллапса частицы приобретают огромные скорости
Численное нагревание: Ошибки численного интегрирования добавляют искусственную энергию в систему
Эластичные взаимодействия: softening параметр (ε = 0.01) предотвращает сингулярности, заставляя частицы "отталкиваться" при сближении
Аналогия с звездными скоплениями: Начальное облако газа -> Гравитационный коллапс -> Звездообразование -> Рассеяние скопления -> далее сплошная физика и математика
Видео:
0-30% времени: Медленный гравитационный коллапс
30-50%: Быстрое сжатие в центральную область
50-70%: Взрывообразное расширение из-за:
Накопленной кинетической энергии
Численных ошибок интегрирования
Эффекта softening'а
70-100%: Частицы разлетаются с высокими скоростями