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

Как защитить себя: зачем нужны личные границы и как их построить Как защитить себя: зачем нужны личные границы и как их построить

Что такое здоровые границы и как соблюдать эмоциональную дистанцию

РБК
Артур Бабич — парень из села Артур Бабич — парень из села

Блогер Артур Бабич — о своем умении петь и хорошей жизни в Москве

ЖАРА Magazine
Лики Вики Лики Вики

До съемки в нашем презренном журнале снизошла богиня «Инстаграма» Вики Одинцова

Maxim
«Превосходит даже американский!» Обзор сухпайка африканской армии, полный диковин и открытий «Превосходит даже американский!» Обзор сухпайка африканской армии, полный диковин и открытий

Есть ли в африканском сухпайке тушенка, галеты и портянки?

Maxim
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
Звезды индийского кино: судьбы, лица и неизвестные факты Звезды индийского кино: судьбы, лица и неизвестные факты

Культовые индийские фильмы принесли этим актерам мировую известность

Cosmopolitan
Да что вы говорите? 6 фраз русских туристов, которые крайне странно звучат на английском Да что вы говорите? 6 фраз русских туристов, которые крайне странно звучат на английском

Самые популярные фразы на английском языке, в которых точно нельзя ошибаться

СНОБ
Исследование: 42% женщин против феминизма, а 39% не поддерживают #MeToo Исследование: 42% женщин против феминизма, а 39% не поддерживают #MeToo

Что думают российские женщины о харассменте, чайлдфри и комплиментах

Forbes
$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
Рабочий класс Рабочий класс

Получить новую профессию, не вставая с дивана, сегодня проще, чем когда-либо

Cosmopolitan
Почему в исторических зданиях Великобритании замурованы окна? Почему в исторических зданиях Великобритании замурованы окна?

Налог на свет и воздух

Maxim
Вдохновители и реализаторы Вдохновители и реализаторы

Как собрать сильную команду, используя знания о человеческих психотипах

Лиза
От голого живота к полуобнаженной груди: как менялся стиль Екатерины Климовой От голого живота к полуобнаженной груди: как менялся стиль Екатерины Климовой

Екатерина Климова – многодетная мама, успешная актриса и привлекательная женщина

Cosmopolitan
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
Артем Карасев: «Романтика нас обогащает» Артем Карасев: «Романтика нас обогащает»

В новой мелодраме «Красота небесная» Артему Карасеву досталась роль пилота

Лиза
Польские археологи обнаружили первую египетскую мумию беременной женщины Польские археологи обнаружили первую египетскую мумию беременной женщины

Первый известный случай мумификации беременной женщины

N+1
Олеся Журкевич. История о бизнесе на краю света Олеся Журкевич. История о бизнесе на краю света

Олеся Журкевич – директор и совладелец Центра лечебного голодания «Улутай»

Домашний Очаг
«Клуб 5 утра»: в Кремниевой долине появился новый «биохак», увеличивающий эффективность «Клуб 5 утра»: в Кремниевой долине появился новый «биохак», увеличивающий эффективность

Новый необычный способ активировать скрытые возможности человеческого организма

Maxim
В чем подвох ожиданий? В чем подвох ожиданий?

Почему женщины думают о свадьбе уже после первого свидания

Лиза
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
Как высыпаться и всё успевать. 4 проблемы со сном и способы их преодоления Как высыпаться и всё успевать. 4 проблемы со сном и способы их преодоления

Качество сна серьезно влияет на эффективность работы

Inc.
Любимые мужчины роковой красотки Оксаны Акиньшиной: от Шнурова до Козловского Любимые мужчины роковой красотки Оксаны Акиньшиной: от Шнурова до Козловского

Мужчины, которые очаровали Оксану Акиньшину

Cosmopolitan
Максим Дрозд: «Я человек интуиции – живу сердцем» Максим Дрозд: «Я человек интуиции – живу сердцем»

Максим Дрозд – актер, любимец женщин, многодетный папа

Лиза
Изи-изи, рил-ток: 6 английских слов и фраз, которые нужно знать в 2021 году, чтобы понимать юмор в сети Изи-изи, рил-ток: 6 английских слов и фраз, которые нужно знать в 2021 году, чтобы понимать юмор в сети

Популярные английские слова и фразы, которые активно используются в соцсетях

Популярная механика
Потолстеть к лету: как набрать вес и не навредить здоровью Потолстеть к лету: как набрать вес и не навредить здоровью

Проблема набора веса не менее актуальна, чем избавление от лишних килограммов

Cosmopolitan
Все по-взрослому Все по-взрослому

Психолог: как узнать, что ребенок уже занимается сексом и нужно ли это делать

Лиза
Бомбометатели из Doxa. Как власти подчинить поколение Z Бомбометатели из Doxa. Как власти подчинить поколение Z

Что бывает, когда власть разговаривает с молодыми людьми

СНОБ
Дмитрий Глуховский: Лучше всего мне удается болтать, хуже — писать, а больше мне не удается вообще ничего Дмитрий Глуховский: Лучше всего мне удается болтать, хуже — писать, а больше мне не удается вообще ничего

Дмитрий Глуховский смело экспериментирует с новыми форматами

СНОБ
Как изготавливаются стекла для самых больших телескопов Как изготавливаются стекла для самых больших телескопов

Как делают зеркала для самых больших мировых телескопов

Популярная механика
Тогда и сейчас: как выглядят Ева Польна, Алсу и другие поп-звезды 2000-х Тогда и сейчас: как выглядят Ева Польна, Алсу и другие поп-звезды 2000-х

Певицы, которые прославились в начале нулевых

Cosmopolitan
Открыть в приложении