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

Города героев Города героев

Города, которые за отвагу и мужество удостоились почетных званий

Лиза
Тим Кук намекнул, почему Apple занялась AR. И дал понять, что компания продолжает разрабатывать автомобиль Тим Кук намекнул, почему Apple занялась AR. И дал понять, что компания продолжает разрабатывать автомобиль

Тим Кук — о том, как компания использует технологии дополненной реальности

Inc.
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
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
10 астрономических открытий, сделанных любителями 10 астрономических открытий, сделанных любителями

Иногда для того, чтобы сделать открытие, нужен только любительский телескоп

Популярная механика
Временные сотрудники — новая норма. Как меняется рынок труда Временные сотрудники — новая норма. Как меняется рынок труда

Как меняется рынок труда прямо сейчас

СНОБ
Cмузи для бодрости и красоты: 7 рецептов Оли Малышевой Cмузи для бодрости и красоты: 7 рецептов Оли Малышевой

Смузи, которые позволят чувствовать себя просто потрясающе

Cosmopolitan
«Дети — детекторы лжи»: как помочь ребенку научиться признавать ошибки и контролировать эмоции «Дети — детекторы лжи»: как помочь ребенку научиться признавать ошибки и контролировать эмоции

Как научить детей переживать свои поражения и признавать ошибки

Forbes
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
Нейроны восстановили ДНК в горячих точках Нейроны восстановили ДНК в горячих точках

Точки, в которых чаще происходит повреждение и восстановление ДНК в нейронах

N+1
Ретроспектива: 10 потрясающих научных открытий 2016 года Ретроспектива: 10 потрясающих научных открытий 2016 года

Каждый год продолжают совершаться открытия, неизменно поражающие воображение.

Популярная механика
Данные претендентов на кредиты «Дом.РФ» утекли в интернет Данные претендентов на кредиты «Дом.РФ» утекли в интернет

Более 100 000 записей с данными «Дом.РФ» выставили на продажу в интернете

Forbes
Русская женщина. Манижа Русская женщина. Манижа

Манижа — о том, как на самом деле возникла песня, которая «пошатнула скрепы»

Собака.ru
8 взрывоопасных вопросов (и ответов) о U-2 — не о группе, о самолете 8 взрывоопасных вопросов (и ответов) о U-2 — не о группе, о самолете

Главные вопросы о самолете U-2 (причем тут Боно?)

Maxim
Юрий Грымов: «Кино сегодня — это довольно скучное действие» Юрий Грымов: «Кино сегодня — это довольно скучное действие»

Юрий Грымов о спектакле с Лолитой Милявской в главной роли

Maxim
Топ-3: лучшие документальные фильмы о преступлениях от Netflix Топ-3: лучшие документальные фильмы о преступлениях от Netflix

Три сериала от Netflix о реальных преступлениях

Cosmopolitan
“Гнев человеческий” Гая Ричи — самый невеселый из фильмов режиссера. Зато он похож на “Схватку” Майкла Манна и “Убийцу” Дэни Вильнева! “Гнев человеческий” Гая Ричи — самый невеселый из фильмов режиссера. Зато он похож на “Схватку” Майкла Манна и “Убийцу” Дэни Вильнева!

“Гнев человеческий” — ремейк боевика об инкассаторах, снятый Гаем Ричи

Esquire
Судья узнала в преступнике бывшего одноклассника и довела его до слез Судья узнала в преступнике бывшего одноклассника и довела его до слез

Рутинная съемка судебного заседания неожиданно превратилась в вирусное видео

Psychologies
Свернул в гору Свернул в гору

Как заставить завидовать своим подвигам самых мужественных мужчин планеты

Men’s Health
Сервис доставки продуктов за 15 минут в Калифорнии с российскими корнями привлек $2 млн Сервис доставки продуктов за 15 минут в Калифорнии с российскими корнями привлек $2 млн

Как россиянин Виталий Александров основал сервис доставки продуктов Food Rocket

Forbes
Звездная одержимость: 7 историй о сталкинге знаменитостей Звездная одержимость: 7 историй о сталкинге знаменитостей

Самые громкие истории о звездных сталкерах

РБК
Фотоловушка сделала первый снимок скрытной африканской антилопы Фотоловушка сделала первый снимок скрытной африканской антилопы

Исследователи впервые получили фотографию дукера Уолтера

N+1
Роман Курцын: «Надо любить профессию и дорожить ею...» Роман Курцын: «Надо любить профессию и дорожить ею...»

Роман Курцын рассказал о съёмках романтической комедии «Любовь и монстры»

Cosmopolitan
Шато и фортификация Шато и фортификация

Что общего у древней крепости и современного винного бренда?

Forbes
Последние слова преступников перед казнью Последние слова преступников перед казнью

Последние слова известных преступников, сказанные прямо перед смертью

Cosmopolitan
Поллиноз: все об аллергии на цветение Поллиноз: все об аллергии на цветение

Аллерголог: что нужно знать об аллергии на цветение, чтобы вовремя помочь себе

РБК
Можно ли выспаться впрок, умереть от недосыпа и заработать «паралич субботней ночи»? Ответы сомнолога Можно ли выспаться впрок, умереть от недосыпа и заработать «паралич субботней ночи»? Ответы сомнолога

Отмечаем Всемирный день сна в компании авторитетного российского ученого

Maxim
В ссылку на море. Как политзаключенные в Российской империи отвечали за свои взгляды В ссылку на море. Как политзаключенные в Российской империи отвечали за свои взгляды

В Российской империи статус «политический заключенный» существовал официально

СНОБ
Масса эффектов Масса эффектов

Насколько реальна физика вселенной Mass Effect?

N+1
«Иуда и Черный мессия» о войне полиции и Черных пантер — самый спорный фильм этого «Оскара» «Иуда и Черный мессия» о войне полиции и Черных пантер — самый спорный фильм этого «Оскара»

Почему стоит смотреть «Иуда и Черный мессия» и ждать ли от него сюрпризов

Esquire
Открыть в приложении