3D Cosmic Structure Formation Simulation

宇宙の膨張と重力による構造形成（Cosmic Web）を再現した3Dシミュレーションです。 7,000個の粒子が互いに重力で引き合いながら、膨張する空間の中でフィラメント状の構造（ボイドとクラスター）を形成していく様子をWebブラウザ上で観察できます。

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概要

初期宇宙の微細な密度のゆらぎが、重力によってどのように成長し、銀河団や大規模構造を形成するかを模したN体シミュレーションです。

時間が経過するにつれて、均一に散らばっていた粒子が重力によって引き寄せられ、「コズミック・ウェブ（宇宙の網）」と呼ばれる網の目状の構造へと進化していきます。

技術的な特徴：グリッド法による最適化

このシミュレーションでは、7,000個の粒子の相互作用をリアルタイムで計算するために、空間分割（Spatial Partitioning / Grid Method） を採用しています。

• 単純な計算 ($O(N^2)$): 全粒子が全粒子と計算を行うと、計算量が爆発的に増え、ブラウザでは動きません。
• グリッド法 ($O(N)$): 空間を格子状（Grid）に分割し、「近くにいる粒子（近傍セル）」とのみ重力計算を行うことで、劇的な高速化を実現しています。

操作方法

• 左ドラッグ: カメラの回転
• 右ドラッグ: カメラの移動（パン）
• ホイール: ズームイン / アウト
• ダブルクリック: シミュレーションのリセット（初期化）

パラメータ設定

シミュレーションは以下の物理法則に基づいています。

• Expansion: 空間そのものが広がる力（ダークエネルギーに相当）
• Gravity: 粒子同士が引き合う力
• Repulsion: 粒子が近づきすぎた際の反発力（縮退圧のような役割）

技術スタック

• HTML5 / JavaScript (ES Modules)
• Three.js (WebGL Rendering)

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License: MIT