Как строятся модели генерации магнитного пол

N+1Наука

«Небесные магниты. Природа и принципы космического магнетизма»

Книга доктора физико-математических наук и профессора МГУ Дмитрия Соколова «Небесные магниты. Природа и принципы космического магнетизма» (издательство «Альпина нон-фикшн») посвящена специфической области физики — исследованию магнетизма небесных тел. Отвечая на вопросы о причинах появления, устройстве и наблюдении за магнитными полями, Соколов рассказывает, как и для чего работают ученые, принадлежащие к той — большей — части современной физики, где никак нельзя обойтись без математики. N + 1 предлагает своим читателям ознакомиться с отрывком, в котором рассказывается о построении моделей генерации магнитного поля, определении направления распространения динамо-волн и объяснению длины солнечного цикла.

Как строятся модели генерации магнитного поля

Нам пора перейти к рассказу о том, как специалисты пытаются строить теоретические модели генерации магнитных полей в конкретных небесных телах. Примерно полвека назад для этого имелся только один способ. Следовало выделить какие-то фрагменты задачи, которые можно было описать так, чтобы получающиеся уравнения были решены точно. Ну в крайнем случае приближенно — с помощью асимптотических разложений.

Конечно, для этого приходится сильно упрощать задачи, а затем перекидывать шаткие мостики от одного фрагмента, допускающего такое аналитическое описание, к другому. Это традиционный метод теоретической физики. Он требует действительно виртуозного владения математикой. Приходится только удивляться, как в начале XIX в. Френелю удалось вычислить совершенно сумасшедшие интегралы, на которых основана волновая оптика. Все идеи, лежащие в основе авиации, были выработаны подобным методом.

Новая возможность появилась в годы Второй мировой войны. Людям, раскрывавшим шифры «Энигмы» и создававшим атомные и водородные бомбы, пришлось разрабатывать первые компьютеры. Еще примерно 40 лет ушло на то, чтобы использование компьютеров перешло из области рекордных проектов в арсенал повседневной работы исследователей. Этот процесс был очень непростым и часто болезненным. Наверное, он мог бы быть не таким жестким и порой жестоким. До сих пор памятен рубеж, когда пришлось разобрать новые и интересные «Эльбрусы» и перейти на зарубежные персональные компьютеры, каждый из которых в тот момент стоил целое состояние. Потребовались десятилетия, чтобы в полной мере осознать идейное наследие, которое оставил нам Алан Тьюринг и ученые его времени.

Наконец, в середине 1990-х специалисты по вычислительной физике научились решать задачи по магнитной гидродинамике такой сложности, что стало возможным говорить о детальном воспроизведении генерации магнитных полей в небесных телах. Жизнь сложилась так, что впервые это произошло при изучении геомагнитного поля в работах Поля Робертса и Гарри Глацмайера. Наверное, их стоит считать американскими учеными, хотя Робертс как минимум половину своей жизни работал в Англии. Достижение было таким значительным, что о нем охотно писала газета The New York Times.

На какое-то время показалось, что классические методы теоретической физики безвозвратно ушли в прошлое. В самом деле, для чего изобретать изощренные постановки точно решаемых задач, если вопрос можно исследовать численно? Можно сказать и так: зачем придумывать непростую электродинамику средних полей, вводить альфа-эффект, разрабатывать методы его измерения, если можно без всего этого обойтись и непосредственно строить полные модели генерации магнитного поля, в которых не пренебрегают ничем?

Еще через лет двадцать люди осознали, что прямыми численными методами часто можно получить решение, которое никому совершенно не понятно. Оказалось, что понимание и вычисление — две дополняющие друг друга стороны изучения проблемы. Приходится заниматься обоими аспектами.

Естественно, в нашей научно-популярной книге мы будем говорить именно о понимании, а про терабайты и терафлопы лучше почитать в других источниках. Однако действительно важно исследовать обе стороны проблемы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Дерево, камень и лондонский туман Дерево, камень и лондонский туман

Разнообразие природных фактур и технологичная дизайнерская мебель

SALON-Interior
Чарующие красотки! Как выглядят дочери Климовой, Заворотнюк и других актрис Чарующие красотки! Как выглядят дочери Климовой, Заворотнюк и других актрис

Наследницы телезвезд выросли настоящими красавицами

Cosmopolitan
Неон-киллер Неон-киллер

Евгения Крегжде поразила нас в самое сердце

Maxim
Я верю в того самого белого кролика Я верю в того самого белого кролика

Когда читаешь сказки Евгения Клюева, сразу не угадаешь, когда они были написаны

Seasons of life
«Майор Гром»: почему надо смотреть фильм про питерского супергероя «Майор Гром»: почему надо смотреть фильм про питерского супергероя

«Майор Гром» – полнометражный фильм про героя в ретрокепке

Cosmopolitan
7 вещей, которые можно и нужно использовать не по назначению 7 вещей, которые можно и нужно использовать не по назначению

Когда купил что-то одно, а используешь с двойной выгодой!

Maxim
Вероника Чендылова Вероника Чендылова

Вероника Чендылова помогает дошкольникам учиться толерантности и эмпатии

Собака.ru
О чем мы скрипим зубами во сне О чем мы скрипим зубами во сне

От чего возникает «скрежет зубовный» и как от него избавиться?

Psychologies
15 фактов о фильме «Титаник», которые заставят вас взглянуть на него иначе! 15 фактов о фильме «Титаник», которые заставят вас взглянуть на него иначе!

Эти факты о «Титанике» тебе точно были неизвестны

Cosmopolitan
Даша Жукова, Оксана Робски и еще 8 светских львиц из нулевых: что с ними сейчас Даша Жукова, Оксана Робски и еще 8 светских львиц из нулевых: что с ними сейчас

Чем сейчас живут и как выглядят знаменитые гламурные тусовщицы прошлого

Cosmopolitan
Тонкий намек Тонкий намек

Как ухаживать за тонкими волосами

Лиза
«Большинство людей считали блокчейн сумасшествием»: как криптовалютная биржа Coinbase получила признание традиционных инвесторов «Большинство людей считали блокчейн сумасшествием»: как криптовалютная биржа Coinbase получила признание традиционных инвесторов

Почему пользователи и инвесторы поверили в Coinbase?

Forbes
Вальтер Гропиус и Bauhaus: трансформация жизни в фабрику Вальтер Гропиус и Bauhaus: трансформация жизни в фабрику

Архитектура Баухауса и три этапа развития утопии

Weekend
Ах, какой был мужчина: 5 звезд, чьи мужья и женихи имели проблемы с законом Ах, какой был мужчина: 5 звезд, чьи мужья и женихи имели проблемы с законом

Кого из звезд судьба связала с "плохими парнями"

Cosmopolitan
Два долгожителя: ушла из жизни вдова легендарного балетмейстера Игоря Моисеева Два долгожителя: ушла из жизни вдова легендарного балетмейстера Игоря Моисеева

Вдова балетмейстера Игоря Моисеева скончалась в Москве

Cosmopolitan
Серое существо. Все, что ты хотел знать о крысах, но не додумывался спросить Серое существо. Все, что ты хотел знать о крысах, но не додумывался спросить

Человечество по гроб жизни в прямом смысле слова обязано крысам

Maxim
«Американская история ужасов»: все сезоны от худшего к лучшему «Американская история ужасов»: все сезоны от худшего к лучшему

Рейтинг сезонов «Американской истории ужасов»

Maxim
Дать жару: какие выгоды от глобального потепления обнаружили экономисты для России Дать жару: какие выгоды от глобального потепления обнаружили экономисты для России

Глобальное потепление может оказаться выгодным для северных территорий России

Forbes
Надо просто не дать воде уйти Надо просто не дать воде уйти

Водоснабжение Крыма можно организовать под землей

Наука
День Земли: что это такое, и как его “отпраздновать” День Земли: что это такое, и как его “отпраздновать”

Если вы никогда не слышали про День Земли, то приготовьтесь наверстать упущенное

Популярная механика
Какой игровой ноутбук выбрать и при этом не разориться Какой игровой ноутбук выбрать и при этом не разориться

Разбираемся в моделях игровых ноутбуков, цены которых сравнительно приемлемы

Популярная механика
Ароматный шлейф принцессы Ароматный шлейф принцессы

Princesse Marina de Bourbon — знаковое название Дома парфюмерии

Караван историй
Идеальная наследница: как Франсуаза Бетанкур-Майерс сохранила и приумножила семейный капитал Идеальная наследница: как Франсуаза Бетанкур-Майерс сохранила и приумножила семейный капитал

Франсуаза Бетанкур-Майерс заняла 12-е место в списке Forbes

Forbes
Удивительный гёмбёц: «неваляшка» без грузика внутри Удивительный гёмбёц: «неваляшка» без грузика внутри

Детская игрушка — «неваляшка» всегда возвращается в исходное положение

Популярная механика
Автор фильма «Дуров» Родион Чепель — о том, как снять фильм о герое без героя и чем документалка отличается от блогерского репортажа Автор фильма «Дуров» Родион Чепель — о том, как снять фильм о герое без героя и чем документалка отличается от блогерского репортажа

Родион Чепель — о взаимодействии с главным героем его фильма «Дуров»

Esquire
Слишком много сна, слишком мало друзей: привычки, которые доведут до Альцгеймера Слишком много сна, слишком мало друзей: привычки, которые доведут до Альцгеймера

Болезнь Альцгеймера – самая распространенная форма деменции

Cosmopolitan
Как животные входили в историю кино Как животные входили в историю кино

Живые или мертвые: животные в истории кино

Weekend
Потеплело! Как одеваться сейчас, чтобы быть самой модной, — 9 советов для тебя Потеплело! Как одеваться сейчас, чтобы быть самой модной, — 9 советов для тебя

Как одеться в теплую погоду, чтобы выглядеть на все сто?

Cosmopolitan
Почему гиалуроновая кислота так популярна и как она работает Почему гиалуроновая кислота так популярна и как она работает

Косметолог: как с помощью гиалуроновой кислоты сделать кожу здоровее и красивее

РБК
Тогда и сейчас: как выглядят юные актеры культового сериала «Сваты» Тогда и сейчас: как выглядят юные актеры культового сериала «Сваты»

Детей из сериала «Сваты» уже можно узнать с трудом

Cosmopolitan
Открыть в приложении