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

Йога для глаз: 3 простых упражнения, которые полезны для зрения Йога для глаз: 3 простых упражнения, которые полезны для зрения

Йога для глаз – новый тренд, следуя которому можно улучшить здоровье глаз

Cosmopolitan
8 способов сделать свою смерть интереснее жизни 8 способов сделать свою смерть интереснее жизни

На случай, если тебе кажется, что ты недостаточно покуражился

Maxim
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
Композитор Фабрицио Патерлини: «Переход от бухгалтера к музыканту занял 10 лет» Композитор Фабрицио Патерлини: «Переход от бухгалтера к музыканту занял 10 лет»

Композитор Фабрицио Патерлини — о своем пути к музыкальному олимпу

Cosmopolitan
Полунищий щеголь и неудачливый повеса, написавший главную поэтическую книгу Франции. К 200-летию Шарля Бодлера Полунищий щеголь и неудачливый повеса, написавший главную поэтическую книгу Франции. К 200-летию Шарля Бодлера

О жизни и судьбе автора «Цветов зла»

Esquire
Компания Риз Уизерспун вошла в список Time. Как актриса этого достигла Компания Риз Уизерспун вошла в список Time. Как актриса этого достигла

Продюсерская компания Риз Уизерспун стала одной из самых влиятельных в мире

РБК
Как выглядят дочери Сталлоне, Уиллиса и других брутальных мужчин Голливуда 90-х Как выглядят дочери Сталлоне, Уиллиса и других брутальных мужчин Голливуда 90-х

Дочери брутальных мужчин Голливуда 90-х унаследовали красоту и талант отцов

Cosmopolitan
Формула идеального завтрака Формула идеального завтрака

Что, когда и сколько есть с утра

Reminder
Тед Банди и компания: 6 художественных сериалов о маньяках Тед Банди и компания: 6 художественных сериалов о маньяках

Серийные убийцы и маньяки в художественных сериалах

Esquire
Африканский след в истории обуви Африканский след в истории обуви

Сколько лет обуви?

Наука и жизнь
В чепце и фартуке: журналистка под прикрытием в домах английских аристократов В чепце и фартуке: журналистка под прикрытием в домах английских аристократов

Элизабет Бэнкс показала, как среди аристократов живут низшие слои общества

Cosmopolitan
Что такое мюоны и для чего они нужны Что такое мюоны и для чего они нужны

Как можно использовать трудноуловимые элементарные частицы на пользу археологам

Популярная механика
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
7 интересных фактов об Игги Попе 7 интересных фактов об Игги Попе

Игги Поп побывал в СССР и чуть было не стал вокалистом The Doors

Maxim
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
Как под копирку Как под копирку

Как мы теряем индивидуальность в погоне за соответствием общепринятым стандартам

Лиза
82 ребенка, лишь двое родные, есть «буйные»: самая многодетная семья России 82 ребенка, лишь двое родные, есть «буйные»: самая многодетная семья России

В Ростовской области живут Сорокины — самая большая приемная семья России

Cosmopolitan
«Двоечники» не всегда плохо торгуют: ЦБ провёл первые тесты для инвесторов-физлиц без опыта «Двоечники» не всегда плохо торгуют: ЦБ провёл первые тесты для инвесторов-физлиц без опыта

Не всегда знание теории помогало при получении прибыли

VC.RU
Волочкова, подвинься! Асмус, Карпович и другие звезды с потрясающей растяжкой Волочкова, подвинься! Асмус, Карпович и другие звезды с потрясающей растяжкой

Многие российские красотки могут составить конкуренцию Анастасие Волочковой

Cosmopolitan
2010-е: архивация 2010-е: архивация

Знаковые вещи, определившие облик эпохи 2010–2020 годов, уходят со сцены

Maxim

Самый бескомпромиссный кинокритик Зинаида Пронченко о российском кино

Esquire
Байден встретится с Путиным. Кто выиграет от этой встречи? Байден встретится с Путиным. Кто выиграет от этой встречи?

В Кремле всячески демонстрируют, что не боятся Вашингтона

СНОБ
В каких странах любят русских мужчин, а где недолюбливают: большой рейтинг приятия В каких странах любят русских мужчин, а где недолюбливают: большой рейтинг приятия

Не стоит думать, что везде нас боятся и презирают

Playboy
От няни Вики до спецагента: самые удивительные преображения Анастасии Заворотнюк От няни Вики до спецагента: самые удивительные преображения Анастасии Заворотнюк

Фильмы с Анастасией Заворотнюк, где она предстала в необычных образах

Cosmopolitan
Американский парадокс: почему в США устаревшая IT-инфраструктура, а план Байдена не лишен смысла Американский парадокс: почему в США устаревшая IT-инфраструктура, а план Байдена не лишен смысла

По многим технологическим сервисам Америка отстает от развитых стран Европы

Forbes
«Зеленая» повестка: асимметричный ответ «Зеленая» повестка: асимметричный ответ

Президент задал четкую приоритезацию решения задач «зеленой» повестки

Эксперт
«Денег не дам»: как влияет экономическое насилие на женщин «Денег не дам»: как влияет экономическое насилие на женщин

Домашнее насилие обычно ассоциируется с побоями. Но есть и другие его проявления

Cosmopolitan
«Большая редкость для рынка»: сервис аренды аккумуляторов «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей «Большая редкость для рынка»: сервис аренды аккумуляторов «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей

Сервис для аренды пауэрбэнков «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей

Forbes
Овен-шопоголик и скряга-Козерог: как и на что тратят деньги разные знаки зодиака Овен-шопоголик и скряга-Козерог: как и на что тратят деньги разные знаки зодиака

Астрология может помочь понять, как ты зарабатываешь, копишь и тратишь деньги

Cosmopolitan
«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
Открыть в приложении