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

73 м² 73 м²

Марина Кутузова спроектировала современный интерьер с классическими деталями

AD
Момент истины: можно ли есть яйца каждый день Момент истины: можно ли есть яйца каждый день

Сколько яиц можно есть в неделю без вреда для здоровья?

Cosmopolitan
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
7 признаков того, что вы эмоционально зрелый партнер 7 признаков того, что вы эмоционально зрелый партнер

Несколько доказательств того, что вы хороший партнер

Psychologies
Наталия Киселева — о том, как меняется Московская электронная школа и столичное образование Наталия Киселева — о том, как меняется Московская электронная школа и столичное образование

Об уроках пандемии и новом опыте организации обучения

СНОБ
Летающее полено, которое не мог догнать никто: история безоружного бомбардировщика «Москито» Летающее полено, которое не мог догнать никто: история безоружного бомбардировщика «Москито»

Почти по рецепту из русских сказок…

Maxim
Аудиторы: Корпорация МСП неэффективна, стратегии не было и нет — зато средние зарплаты 600 тыс. рублей Аудиторы: Корпорация МСП неэффективна, стратегии не было и нет — зато средние зарплаты 600 тыс. рублей

Корпорация МСП незначительно повлияла на прогресс малого бизнеса в России

Inc.
Что значит успех Что значит успех

Рубен Варданян — какие вызовы стоят перед современным человечеством?

Forbes
Ученые рассказали, что такое «иллюзия творческого обрыва» и почему она мешает принимать лучшие решения Ученые рассказали, что такое «иллюзия творческого обрыва» и почему она мешает принимать лучшие решения

После мозгового штурма становится все труднее и труднее генерировать новые идеи

Inc.
Павел Табаков, Иван Янковский и другие сексуальные сыновья российских артистов Павел Табаков, Иван Янковский и другие сексуальные сыновья российских артистов

Знаменитые отцы могут гордиться своими достойными наследниками

Cosmopolitan
Как я ходила на свидания в Японии и чем они меня удивили Как я ходила на свидания в Японии и чем они меня удивили

Откуда в Японии возникла мода на отношения с приезжими?

Psychologies
Минус 10 кг за месяц: как есть пиццу каждый день и худеть Минус 10 кг за месяц: как есть пиццу каждый день и худеть

Не готова отказываться от любимых продуктов, но хочешь похудеть?

Cosmopolitan
5 книг Нобелевских лауреатов, которые вам стоит прочесть 5 книг Нобелевских лауреатов, которые вам стоит прочесть

Топ книг нобелевских лауреатов, которые стоит прочесть каждому

Популярная механика
С VHS-кассет на Netflix: зачем стриминговые сервисы закупают аниме и создают собственные тайтлы С VHS-кассет на Netflix: зачем стриминговые сервисы закупают аниме и создают собственные тайтлы

Сегодня главным оружием Netflix и конкурентов стало японское аниме

Forbes
9 способов снизить кровяное давление 9 способов снизить кровяное давление

Рекомендации для снижения давления

РБК
12 глубоководных фактов о Суэцком канале —  главной морской срезке в истории человечества 12 глубоководных фактов о Суэцком канале —  главной морской срезке в истории человечества

Суэцкий канал — место с самыми дорогими пробками в мире

Maxim
Чушь табачья! Неудобная правда о курении Чушь табачья! Неудобная правда о курении

Опасно ли курение для здоровья?

Maxim
Советские мультфильмы о детях: чему они нас учат? Советские мультфильмы о детях: чему они нас учат?

Почему современным детям стоит посмотреть любимые мультфильмы нашего детства

Psychologies
Виртуальные города, паспортный контроль зданий и экологичность: к чему придут архитекторы в ближайшем будущем Виртуальные города, паспортный контроль зданий и экологичность: к чему придут архитекторы в ближайшем будущем

Как архитектура становится историей или музеем под открытым небом

Популярная механика
Ученые разрабатывают идеальный презерватив. Технологии, которые ты можешь вертеть не только в руках Ученые разрабатывают идеальный презерватив. Технологии, которые ты можешь вертеть не только в руках

Что делают ученые, чтобы мир наконец полюбил презервативы

Maxim
История о том, как 15 кораблей застряли в Суэцком канале на 8 лет История о том, как 15 кораблей застряли в Суэцком канале на 8 лет

Как в Суэцком канале несколько сотен человек стояли в самой долгой пробке

Maxim
Что такое «Крабик» и как он может спасти процессы в вашей команде Что такое «Крабик» и как он может спасти процессы в вашей команде

«Крабик» — это фреймворк способ изучить структуру системы и усовершенствовать ее

Популярная механика
«Основной фактор развития рака органов головы и шеи — курение» «Основной фактор развития рака органов головы и шеи — курение»

Как пагубная многолетняя привычка уменьшает шансы на благополучный исход

Наука
Почему в США был запрещен нарезанный хлеб? Почему в США был запрещен нарезанный хлеб?

История о том, как пальцы американских домохозяек оказались в опасности

Maxim
Майя классической эры могли использовать соль в качестве денег Майя классической эры могли использовать соль в качестве денег

Археологи: индейцы майя могли использовать соль как платежный инструмент

N+1
Сознание — сила Сознание — сила

Медитация. Что это за практика, в чем причина ее популярности и нужна ли она вам

GQ
Падающие башни России. Часть 2 Падающие башни России. Часть 2

Падающие башни России: Пречистенская надвратная колокольня и другие

Культура.РФ
5 причин, по которым не надо проходить онлайн-тесты 5 причин, по которым не надо проходить онлайн-тесты

Прохождение онлайн-тестов может нанести существенный вред и лишить денег

Maxim
Круче Тириона Ланнистера: история «королевского карлика» Джеффри Хадсона Круче Тириона Ланнистера: история «королевского карлика» Джеффри Хадсона

История Джеффри Хадсона, самого маленького человека Англии

Cosmopolitan
Знакомьтесь, Тихон Жизневский — звезда «Топей» и «Майора Грома». Мы поговорили с ним о политике в кино, умении играть мента и работе с Михалковым Знакомьтесь, Тихон Жизневский — звезда «Топей» и «Майора Грома». Мы поговорили с ним о политике в кино, умении играть мента и работе с Михалковым

Актёр Тихон Жизневский о политике, «Майоре Громе» и Никите Михалкове

Esquire
Открыть в приложении