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

Тренируйтесь ради удовольствия, а не сжигания калорий Тренируйтесь ради удовольствия, а не сжигания калорий

Как занятия спортом превращаются в одержимость

Psychologies
«Вообще я глобально грустный человек» «Вообще я глобально грустный человек»

Паулина Андреева — о сериале “Псих”, профессии сценариста и хейте

Esquire
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
11 знаменитых фильмов, в успех которых никто не верил 11 знаменитых фильмов, в успех которых никто не верил

Фильмы, успех которых никто не мог предугадать

Maxim
Телескоп «Субару» составил портрет ядра умирающей кометы Телескоп «Субару» составил портрет ядра умирающей кометы

Результаты наблюдений за периодической кометой

N+1
NFC-чип позволил проверить давление в велосипедном колесе со смартфона NFC-чип позволил проверить давление в велосипедном колесе со смартфона

Tubolito представила велосипедную камеру со встроенным датчиком давления

N+1
Американцы приступили к разработке космического аппарата на ядерной тяге Американцы приступили к разработке космического аппарата на ядерной тяге

Заказчик работ — Министерство обороны США

N+1
11 фактов про друзей Оушена 11 фактов про друзей Оушена

Про все пять фильмов, если ты уже сбился со счета.

Maxim
Не спотом единым Не спотом единым

Долгосрочные контракты остаются базой устойчивого функционирования рынка газа

Эксперт
Чувственность зашкаливает! Самые страстные поцелуи звезд на «Оскаре» Чувственность зашкаливает! Самые страстные поцелуи звезд на «Оскаре»

Кинозвездам сложно сдержать эмоции, когда весь мир признает их триумф

Cosmopolitan
Как под копирку Как под копирку

Как мы теряем индивидуальность в погоне за соответствием общепринятым стандартам

Лиза
Как протеин, только лучше Как протеин, только лучше

Три фермера, которые предлагают качественные продукты

Men’s Health
Три месяца в деревне Три месяца в деревне

Актер Вячеслав Чепурченко — о карьере и скором прибавлении в семье

OK!
Бетельгейзе подвергли томографии Бетельгейзе подвергли томографии

Ученые смогли лучше понять причины Великого потемнения

N+1
Платья с историей, винтаж и ирония: самые знаковые женские наряды за всю историю «Оскара» Платья с историей, винтаж и ирония: самые знаковые женские наряды за всю историю «Оскара»

Вспоминаем лучшие платья гостей «Оскара» за всю историю кинопремии

Esquire
Против агрессивного большинства Против агрессивного большинства

В 1989 году в числе депутатов оказался академик Андрей Сахаров

Дилетант
Топ-10 фраз, по которым легко вычислить плохого стоматолога Топ-10 фраз, по которым легко вычислить плохого стоматолога

Вычисляем недобросовестного стоматолога по 10 фразам

Cosmopolitan
Ученые обнаружили еще одно необычное свойство пульсаров Ученые обнаружили еще одно необычное свойство пульсаров

Астрономы зафиксировали редкое событие, известное как «гигантские радиоимпульсы»

Популярная механика
Это перебор: в Ираке родился младенец с тремя пенисами Это перебор: в Ираке родился младенец с тремя пенисами

Иракские медики вперыве столкнулись трифаллией

Cosmopolitan
Коктейльная карта: история классического коктейля «Френч 75» на джине Коктейльная карта: история классического коктейля «Френч 75» на джине

История коктейля «Френч 75»

Esquire
Пандемия, китайский фактор и суэцкий кризис Пандемия, китайский фактор и суэцкий кризис

Транспортный коллапс в Суэцком канале

Эксперт
«Жена или партбилет»: как мою семью спас незнакомый человек «Жена или партбилет»: как мою семью спас незнакомый человек

Иногда помощь приходит от того, кто совершенно не обязан делать тебе добро

Psychologies
Папина школа Папина школа

То, как складывается наша жизнь, в какой-то мере зависит от отношений с отцом

Лиза
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
Подземные жадины Подземные жадины

Как дразнили друг друга пассажиры метро

N+1
Как выглядели до свадьбы принцесса Диана, Кейт Миддлтон, Меган Маркл и другие Как выглядели до свадьбы принцесса Диана, Кейт Миддлтон, Меган Маркл и другие

Как выглядели до брака Меган Маркл, принцесса Диана, Елизавета II и другие

Cosmopolitan
Отрывок самого амбициозного английского романа последних лет –  Отрывок самого амбициозного английского романа последних лет –

Отрывок из новой книги Алана Мура «Иерусалим»

Esquire
Клиентки из ада: с чем приходится сталкиваться визажистам Клиентки из ада: с чем приходится сталкиваться визажистам

Клиентки, которых врагу не пожелаешь

Cosmopolitan
«Блюз черных дыр и другие мелодии космоса» «Блюз черных дыр и другие мелодии космоса»

Книга о хронология охоты за гравитационными волнами

N+1

Истории женщин, которым очень плохо живется в браке

Cosmopolitan
Открыть в приложении