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

Дом веселых и находчивых Дом веселых и находчивых

Модернистский дом 1960‑х годов в идеальном состоянии

AD
Самые забавные конфузы на свадьбах Кейт Миддлтон, Виктории Бекхэм и других звезд Самые забавные конфузы на свадьбах Кейт Миддлтон, Виктории Бекхэм и других звезд

И у звезд случаются нелепые инциденты на свадьбах

Cosmopolitan
Неон-киллер Неон-киллер

Евгения Крегжде поразила нас в самое сердце

Maxim
Левый марш и культурный террор: как заброшенный завод во Франции стал Меккой художников Левый марш и культурный террор: как заброшенный завод во Франции стал Меккой художников

Как заброшенный литейный завод Тулузы стал Меккой художников

Forbes
Потеряли себя: почему LG навсегда осталась в тени Samsung на рынке смартфонов, хотя иногда выпускала неплохие устройства Потеряли себя: почему LG навсегда осталась в тени Samsung на рынке смартфонов, хотя иногда выпускала неплохие устройства

Издание CNET рассказало историю телефонного бизнеса LG

VC.RU
Инстаграм счастливой женщины Инстаграм счастливой женщины

Актриса Маша Горбань ждет второго ребенка

OK!
«Мне было 15 лет»: Елена Проклова о домогательствах известного актера «Мне было 15 лет»: Елена Проклова о домогательствах известного актера

Многие люди, включая звезд, предпочитают не обсуждать «неудобные темы» насилия

Psychologies
18 смертей и дух вдовы Булгакова: проклятие фильма «Мастер и Маргарита» 18 смертей и дух вдовы Булгакова: проклятие фильма «Мастер и Маргарита»

Почему «Мастер и Маргарита» считают проклятым, но не перестают экранизировать?

Cosmopolitan
Служебный роман: пары из популярных сериалов, которые влюбились в жизни! Служебный роман: пары из популярных сериалов, которые влюбились в жизни!

Актеры из сериалов, встреча которых на съемочной площадке перетекла в отношения

Cosmopolitan
Неравный брак: кто моет посуду, если муж зарабатывает больше Неравный брак: кто моет посуду, если муж зарабатывает больше

Тот, кто зарабатывает больше, имеет право на отдых?

Psychologies
Любовь до гроба: как сложилась жизнь вдов Леннона, Кобейна и других звезд Любовь до гроба: как сложилась жизнь вдов Леннона, Кобейна и других звезд

Как сложилась судьба вдов знаменитостей

Cosmopolitan
Неизвестная физика: ученые подтвердили наблюдаемое нарушение Стандартной модели Неизвестная физика: ученые подтвердили наблюдаемое нарушение Стандартной модели

Российские физики рассказали о несовершенстве хорошо знакомой Стандартной модели

Популярная механика
Отрывок из книги директора ГМИИ имени Пушкина Ирины Антоновой «Воспоминания: траектория судьбы» Отрывок из книги директора ГМИИ имени Пушкина Ирины Антоновой «Воспоминания: траектория судьбы»

Книга директора ГМИИ имени Пушкина Ирины Антоновой о семье, детстве и войне

СНОБ
Тогда и сейчас: как изменились красотки-актрисы сериала «Деффчонки» Тогда и сейчас: как изменились красотки-актрисы сериала «Деффчонки»

В жизни исполнительниц главных ролей сериала «Деффчонки» произошло много событий

Cosmopolitan
Топ-9 компьютерных игр про СССР Топ-9 компьютерных игр про СССР

Виртуальный коммунизм и виртуальная клюква ждут тебя! Компьютерные игры про СССР

Maxim
«Апокалипсис сегодня» — фильм-долгострой, который едва не лишил Фрэнсиса Форда Копполу рассудка. Рассказываем о шедевре кинематографа «Апокалипсис сегодня» — фильм-долгострой, который едва не лишил Фрэнсиса Форда Копполу рассудка. Рассказываем о шедевре кинематографа

«Апокалипсис сегодня» — фильм о проявлениях человеческой природы на войне

Esquire
Родись красивой: 10 самых привлекательных девушек из сериалов Родись красивой: 10 самых привлекательных девушек из сериалов

10 симпатичных актрис, которые привлекают мужчин и женщин

Cosmopolitan
Новая неопределенность: почему «мягкие» санкции США все-таки опасны Новая неопределенность: почему «мягкие» санкции США все-таки опасны

Как новые санкции в долгосрочной перспективе сдерживают развитие страны

Forbes
Интеллект, стабильность, семья: из чего складывается женская уверенность в себе Интеллект, стабильность, семья: из чего складывается женская уверенность в себе

Что придает уверенность российским женщинам и как они могут стать еще увереннее

Forbes
Гигантские студенистые сферы из Атлантики оказались скоплениями яиц кальмаров Гигантские студенистые сферы из Атлантики оказались скоплениями яиц кальмаров

Морские биологи: для защиты потомства кальмары сохраняют яйца в слое слизи

N+1
Горячие мамочки! Как выглядят «ангелы» Victoria’s Secret, воспитывающие дочерей Горячие мамочки! Как выглядят «ангелы» Victoria’s Secret, воспитывающие дочерей

У каждой из них есть дочери, которые унаследовали их красоту

Cosmopolitan
Вся правда о современных свиданиях Вся правда о современных свиданиях

Искать партнера сегодня — все равно что перемещаться по минному полю

Psychologies
Очаровательные девушки! Как выглядят дочери Деппа, Лоу, Касселя и других актеров Очаровательные девушки! Как выглядят дочери Деппа, Лоу, Касселя и других актеров

Дочери Джонни Деппа, Джуда Лоу и других актеров выросли красивыми и талантливыми

Cosmopolitan
Эротические конфузы Туктамышевой, Рублевой и других фигуристок: горячие видео Эротические конфузы Туктамышевой, Рублевой и других фигуристок: горячие видео

Пикантные курьезы Елизаветы фигуристок: видео

Cosmopolitan
Правильное питание для мужчин на каждый день: недельный план для похудения Правильное питание для мужчин на каждый день: недельный план для похудения

Подборка рецептов и подробное меню на неделю для мужчин, желающих сбросить вес

Playboy
8 шагов, которые помогут выразить гнев экологично 8 шагов, которые помогут выразить гнев экологично

Как подружиться со своими эмоциями и проявлять их безопасно

Psychologies
Телаурус: как использовать язык тела в своих интересах Телаурус: как использовать язык тела в своих интересах

Невербальное общение — это самая что ни на есть мужская стихия

Maxim
Герои «РБК Стиль» — о том, как пандемия изменила их гардероб Герои «РБК Стиль» — о том, как пандемия изменила их гардероб

Модники Москвы — о том, как 2020 год повлиял на их гардероб

РБК
В Израиле нашли древнейшую алфавитную надпись Южного Леванта В Израиле нашли древнейшую алфавитную надпись Южного Леванта

Несколько букв на остраконе из древнего города Лахиш датируются XV веком до н.э.

N+1
Бодишейминг: как перестать критиковать себя и других за размер талии Бодишейминг: как перестать критиковать себя и других за размер талии

В чем причины бодишейминга, чем он опасен и как ему противостоять

РБК
Открыть в приложении