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

Открываем Россию. Знай наших Открываем Россию. Знай наших

15 удивительных мест России, которые стоит посетить

National Geographic Traveler
«Не сдавайся, мысли позитивно»: почему подобные советы не работают? «Не сдавайся, мысли позитивно»: почему подобные советы не работают?

Что не так с популярными советами коучей по личностному росту

Psychologies
Что говорят о нас отношения с деньгами Что говорят о нас отношения с деньгами

По тому, как человек относится к деньгам, можно определить его образ мышления

Psychologies
«Я весила 100 кг»: читательница рассказала, как похудела после резекции желудка «Я весила 100 кг»: читательница рассказала, как похудела после резекции желудка

Честная история о своей борьбе с лишним весо

Cosmopolitan
Дело даже не в красоте! 7 нянь, которым удалось увести чужих звездных мужей Дело даже не в красоте! 7 нянь, которым удалось увести чужих звездных мужей

Список нянь, перед которыми не смогли устоять даже звездные папаши

Cosmopolitan
Хирургам лучше всего работается под хип-хоп Хирургам лучше всего работается под хип-хоп

Зачем в операционных звучит музыка?

National Geographic
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
Телескоп «Субару» составил портрет ядра умирающей кометы Телескоп «Субару» составил портрет ядра умирающей кометы

Результаты наблюдений за периодической кометой

N+1
Я решила рожать! Звездные россиянки, сохранившие беременность после предательств Я решила рожать! Звездные россиянки, сохранившие беременность после предательств

Известные россиянки не испугались взять ответственность за двоих

Cosmopolitan
Пограничное расстройство личности: симптомы, лечение, советы по общению Пограничное расстройство личности: симптомы, лечение, советы по общению

В чем особенность диагноза из названия нового альбома Земфиры «Бордерлайн»

РБК
Мы собрали для вас 10 классных фильмов о рок-музыкантах Мы собрали для вас 10 классных фильмов о рок-музыкантах

История Джона Леннона, творчество Курта Кобейна и воспоминания Боба Дилана

GQ
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
«Я должна была голой раздвинуть ноги»: Анна Уколова о работе с Серебренниковым «Я должна была голой раздвинуть ноги»: Анна Уколова о работе с Серебренниковым

Анна Уколова высказалась о работе с Кириллом Серебренниковым

Cosmopolitan
$500 000 за биткоин: куда движется криптоиндустрия и на что обратить внимание $500 000 за биткоин: куда движется криптоиндустрия и на что обратить внимание

Образовался ли на криптовалютном рынке пузырь

Forbes
POINTER: новой системе спасения пожарных не мешает ни дым, ни огонь POINTER: новой системе спасения пожарных не мешает ни дым, ни огонь

POINTER. Технология, позволяющая выявлять пожарных внутри зданий

Популярная механика
Миллионер и официантка: клише из ромкомов, которые портят нам жизнь Миллионер и официантка: клише из ромкомов, которые портят нам жизнь

Из-за всех этих розовых мечт портим свою настоящую, вполне реальную жизнь

Cosmopolitan
Боевой товарищ Боевой товарищ

Самые интересные факты из биографии самого серьезного актера наших дней

Glamour
Что сказали бы Маркс и Сократ: разумно ли есть фастфуд и бояться смерти Что сказали бы Маркс и Сократ: разумно ли есть фастфуд и бояться смерти

Писатель Маркус Уикс — о том, как лучшие умы прошлого решили бы наши проблемы

Reminder
Мини-вертолет Ingenuity высадился на поверхности Марса Мини-вертолет Ingenuity высадился на поверхности Марса

Мини-вертолет Ingenuity должен взлететь меньше чем через неделю

National Geographic
Наши в NASA: как физик из России перешел от изучения теории относительности к космическим полетам на сверхдальние расстояния Наши в NASA: как физик из России перешел от изучения теории относительности к космическим полетам на сверхдальние расстояния

Русский физик Вячеслав Турышев живет и работает в NASA

Esquire
Афганский капкан Афганский капкан

За осуждение вторжения в Афганистан Андрей Сахаров был выслан из Москвы

Дилетант
10 бесчестных уловок супермаркетов по отъему средств у населения 10 бесчестных уловок супермаркетов по отъему средств у населения

Магазины в погоне за прибылью прибегают к самым изощренным способам

Maxim
Фотограф Георгий Кардава — о взгляде на героев и тиндеризации общества Фотограф Георгий Кардава — о взгляде на героев и тиндеризации общества

Фотограф Георгий Кардава — о своей работе, фотографии и Линдберге

РБК
Секреты стройных фигур Джоли, Терон и других голливудских звезд возраста 40+ Секреты стройных фигур Джоли, Терон и других голливудских звезд возраста 40+

Актрисы и певицы поделились секретами своих фигур

Cosmopolitan
«У моего брата очень красивая жена»: как принц Гарри полюбил Кейт Миддлтон «У моего брата очень красивая жена»: как принц Гарри полюбил Кейт Миддлтон

Гарри обожает общаться с супругой принца Уильяма, а также с ее детьми

Cosmopolitan
Первая пилотируемая Первая пилотируемая

По статистике, запуск ракеты с Гагариным должен был быть аварийным

Наука
OODA-цикл: четыре этапа для принятия эффективных решений в критически важных ситуациях OODA-цикл: четыре этапа для принятия эффективных решений в критически важных ситуациях

Как использовать OODA-цикл?

VC.RU
Секс без оргазма — нормально ли это? Секс без оргазма — нормально ли это?

Секс не всегда может заканчиваться оргазмом

Psychologies
Секреты похудения Лолиты, Пугачевой и других звездных россиянок возраста 50+ Секреты похудения Лолиты, Пугачевой и других звездных россиянок возраста 50+

Эти звездные красавицы смогли избавиться от лишних килограммов

Cosmopolitan
Как в популярных произведениях попадают в парадокс «Корабля Тесея» и есть ли из него выход Как в популярных произведениях попадают в парадокс «Корабля Тесея» и есть ли из него выход

Почему не всё так просто с героями сериала «ВандаВижен»

TJ
Открыть в приложении