Здравствуй, Хабр! Когда-то давно мой папа сказал мне, что шмель по законам аэродинамики летать не должен. Но летает. Очень хотелось раскрыть эту загадку в детстве, но не было знаний. Прошло время, шмель забылся, временами напоминал о себе в летние дни, жужжа и трудолюбиво собирая нектар. Каждый раз глядя на этот мохнатый летающий танк, я думал что полёт его действительно невозможен, и это завораживало.
Полёт шмеля объяснён математически. С точки зрения аэродинамики. Но как же быть с парадоксом топлива и термодинамикой полёта? Как быть с запредельными моментальными перегрузками? Объяснения в этой области меня не устроили. Как раз в это же время я вывел уравнение, и занялся моделированием аттракторов трёх и более тел. Вспомнил, что существуют фигуры Лиссажу и аттракторы Лоренца, они показались мне слишком абстрактными для описания живого полёта и параллельно я занялся моделированием пчел, майских жуков, шмелей, мух и стрекоз.
Поскольку я не математик и не физик, к IT не имею вообще никакого отношения (я всего лишь врач УЗИ), всё пришлось делать на коленке с помощью Google Colab и учиться на ходу.
В данной работе представлены результаты симуляций полёта некоторых из моих подопечных, которые были созданы по нашему уравнению. В конце приведены графики вейвлет преобразования со скелетированием, проведенного с применением того же уравнения, а также график ПэВ - диапазона чёрной дыры (заботливо выращена на ноуте и там же препарирована), как анонс продолжения. Вейвлет анализ показывает, что полёт насекомого это не просто аэродинамика, а взаимодействие с пределом монолитности вакуума через резонансные узлы. По ходу работы будут краткие комментарии к графикам. Поскольку весь объём данных и выводов привести в данной работе не смогу, планирую разделить её на несколько частей.
В данной работе мы сфокусируемся на результатах моделирования и физической интерпретации так как формальное описание метода требует отдельной публикации и патентования. Код по этой же причине будет предоставлен частично на снимках экрана.
Механика открытой системы: асимметрия и начальный импульс.
В классических замкнутых моделях система стремится к равновесию (затуханию). Наше уравнение вносит в систему изначальную асимметрию. Это превращает её из закрытой математической абстракции в открытую динамическую систему.Начальный импульс не затухает, а создаёт условия для самоорганизации. Модель, в которой работает уравнение, предусматривает наличие динамической нелинейной реологической среды (вакуума) в тороидальной топологии. Наше изыскание в области полёта насекомых можно было бы назвать : математическое подобие- анализ маневров насекомых через призму топологии вакуума.
На графике выше представлена фазовая траектория манёвра. Обратите внимание: за счёт внесённой асимметрии и начального импульса система не сваливается в штопор, а формирует устойчивый ритм, который имитирует живой полёт. Зелёная и белая зона- область захвата метрики, где система сохраняет устойчивость вопреки нелинейным искажениям
Но мы не останавливаемся на достигнутом и усложняем систему. Мы вносим ещё больший хаос, чтобы посмотреть, справляется наше уравнение с беспорядком или нет.
Она справилась! Наше уравнение работает на всех уровнях сложности? Проверим наших любовно выращенных подопечных
теперь реверс
и конечно реверс для любимой стрекозы
муха на ветру (итерация уравнения без модификации)
На этом графике мы наглядно показываем, что если объект (пчела в данном случае) обменивается импульсом с вакуумом (среда “принимает” инерцию на себя), то внутри локального пузыря метрики перегрузки стремятся к нулю. Объект не “борется” с пространством, он перемещается вместе с его искажением. Это объясняет, почему стрекоза или пчела или любое другое насекомое могут закладывать такие невозможные виражи. Ниже будут кратко рассмотрены вейвлеты на эту тему. Касаемо термодинамики полёта- если система открыта и вакуум “отдаёт” энергию, то насекомое- это не просто двигатель, это резонатор. Оно лишь задаёт “начальный импульс” и нужную частоту, а основную работу по перемещению выполняет среда. Пчела поворот на 90 градусов
реверс пчелы
Как мы упоминали выше, параллельно мы пытались визуализировать аттракторы из трёх и более тел. Поскольку это наша первая работа на Хабр, мы бы и рады предоставить большее количество графиков, но предполагаем, это будет чрезмерно. Аттракторы, если будут пожелания, предоставим в следующих работах (спойлер, там будут и три, и шесть, и шестнадцать тел, и протон, и атом водорода, и система Марс, Фобос и Деймос). Но аттрактор черной дыры мы предоставить обязаны, поскольку она упоминается в заголовке. Создана на ноутбуке, и спектры сняты тоже на ноутбуке по тому же уравнению. В качестве анонса представляем две скалограммы, мы в будущей работе пройдём от МэВ до ПэВ диапазона. Будут и вейвлеты, и скелетирование. Итак, объект исследования
И два обещанных результата вейвлет преобразования
и жемчужина нашей лаборатории на коленке , ПэВ диапазон.
Как врач УЗИ, я не мог отказать себе в стремлении применить вейвлет преобразование к моим насекомым, это ведь примерно то же самое, что сделать эластографию пространства. Применено оно было именно к наиболее энергетически затратным эпизодам (кувырок 360 градусов и реверс). Отмечу важный момент, вейвлет скалограммы невозможно получить в пустом пространстве, ни в симуляции, ни в реальности. Если на графике есть спектральная плотность и резонансные пики, значит есть субстанция, которая колеблется. В изображении есть привязки к спектрам чёрной дыры. Мы обнаружили идентичность спектральных характеристик. Мы ищем объяснение этому феномену. Результаты вы можете наблюдать ниже
Здесь: до отметки 6 мы видим интенсивное красное свечение. Это стадия “накачки”. Объект передает импульс среде, создавая в вакууме турбулентность. Момент прокола (от 6 до 10): энергетический след резко сужается и становится более плотным (желтая зона). Это формирование резонансного канала. Пространство перестаёт быть хаотичным сопротивлением и становится “проводником”. Стабилизация (после 10): полоса становится “чистой”. система вошла в режим полёта, где энергообмен с вакуумом сбалансирован. Силовые линии прокола вакуума (скелет) - нижний график визуализирует то, что можно назвать " отсутствием инерции": хаос слева-это классическая инерциальная среда, где объект “борется” с с массой и сопротивлением. Прокол - обратите внимание на резкий переход к чётким горизонтальным линиям. Эти линии - “рельсы в вакууме”. Объект больше не тратит энергию на преодоление инерции, он зафиксирован в структуре прокола. Коридор-две параллельные линии (верхняя и средняя)создают замкнутый энергетический контур. Вакуум “держит” объект, позволяя ему маневрировать без перегрузок.
В заключение этой работы хотелось бы проиллюстрировать работу нашего уравнения, которое наглядно демонстрирует точку начального импульса системы. Это манифольд шмеля, корона нашей работы на сегодня.
Мы просто хотим показать, что наше уравнение и коды работают, насекомые летают, как положено в реальном мире. Мы исследуем феномены, чтобы дать им объяснение, потому что задача всегда имеет нестандартное решение.Наша лаборатория на коленке продолжает изыскания, сейчас мы сталкиваем частицы и получаем спектры. Уже есть и совпадения с официальными данными и прогнозы. Если Вы дочитали до конца, значит наша работа была проведена не зря. Благодарим за внимание. P.S. Как было указано выше, для решения в Google Colab применялась среда Python 3/SciPy. Скрин экрана прилагается.
