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

«Провинция»: что выдает девушку из низшего социального класса «Провинция»: что выдает девушку из низшего социального класса

Какие черты отличают истинных аристократов от среднего класса?

Cosmopolitan
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
Лики Вики Лики Вики

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

Maxim
Смена рациона питания позволила серым волкам пережить ледниковый период Смена рациона питания позволила серым волкам пережить ледниковый период

Хищники сумели переориентироваться и выжили в ледниковый период

N+1
У мшанок обнаружили уникальный тип строения плаценты У мшанок обнаружили уникальный тип строения плаценты

Ученые описали у мшанок плаценту, состоящую из ценоцитов

N+1
Травоядный гигант: как две подруги детства создали веганскую корпорацию с годовым доходом в $150 млн Травоядный гигант: как две подруги детства создали веганскую корпорацию с годовым доходом в $150 млн

Даниэль Дюбуаз и Уитни Тингл превратили компанию Sakara Life в прибыльный сервис

Forbes
Садовое товарищество: какие культуры выращивают космонавты и кто это все потом ест Садовое товарищество: какие культуры выращивают космонавты и кто это все потом ест

Садоводство в космосе – занятие не из легких

Популярная механика
Противозачаточные таблетки: пить или не пить — разбираемся с врачом Противозачаточные таблетки: пить или не пить — разбираемся с врачом

Можно ли пить гормональные контрацептивы и кому они не подходят?

Cosmopolitan
Самые странные сексуальные обычаи Древней Греции Самые странные сексуальные обычаи Древней Греции

Необычная личная и общественная сексуальная жизнь в античности

Maxim
Ларс, бог вины: гид по творчеству великого и ужасного фон Триера (азбука Esquire) Ларс, бог вины: гид по творчеству великого и ужасного фон Триера (азбука Esquire)

Творчество Ларса фон Триера от А до Я

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

Максим Дрозд – актер, любимец женщин, многодетный папа

Лиза
Психосоматика: когда болезнь становится нашим спасением Психосоматика: когда болезнь становится нашим спасением

Что на самом деле представляет из себя психосоматика

Psychologies
Миллионер и официантка: клише из ромкомов, которые портят нам жизнь Миллионер и официантка: клише из ромкомов, которые портят нам жизнь

Из-за всех этих розовых мечт портим свою настоящую, вполне реальную жизнь

Cosmopolitan
Исследование: AR повышает продажи более дорогих и менее популярных товаров Исследование: AR повышает продажи более дорогих и менее популярных товаров

Активное использование дополненной реальности способно повысить продажи

Inc.
Секреты похудения Лолиты, Пугачевой и других звездных россиянок возраста 50+ Секреты похудения Лолиты, Пугачевой и других звездных россиянок возраста 50+

Эти звездные красавицы смогли избавиться от лишних килограммов

Cosmopolitan
Марки и овощной салат. Приглашение к обсуждению Марки и овощной салат. Приглашение к обсуждению

Современным детям часто кажется, что родители совсем о них не думают

СНОБ
«Совершенно не хочу, чтоб меня повсюду узнавали, это будет мне страшно мешать» «Совершенно не хочу, чтоб меня повсюду узнавали, это будет мне страшно мешать»

Актриса Дарья Жовнер — о «Тесноте», нелюбви к тусовкам и актерах

Esquire
Закопать останки: как коллекция из 1300 черепов продвигала идею превосходства белой расы Закопать останки: как коллекция из 1300 черепов продвигала идею превосходства белой расы

Коллекция человеческих черепов Сэмюэль Дж. Мортона — наследие векового расизма

Forbes
Наши высочества Наши высочества

Интервью с высокими и талантливыми актрисами сериала «Дылды»

Maxim
Правильная прикормка Правильная прикормка

Какова роль «Роснефти» в успехе партнеров Сергея Сударикова и Романа Авдеева

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

История Джеффри Хадсона, самого маленького человека Англии

Cosmopolitan
Как внедрять в жизнь полезные навыки, полученные на тренингах Как внедрять в жизнь полезные навыки, полученные на тренингах

Что делать, чтобы не отказываться от наполеоновских планов после тренингов

Psychologies
Скажите “сыр” Скажите “сыр”

Дом с элементами японского стиля для семьи потомственных сыроторговцев

AD
«Дуров пытался создать образ мачо»: что стало известно о создателе Telegram из нового документального фильма «Дуров пытался создать образ мачо»: что стало известно о создателе Telegram из нового документального фильма

Подробности жизни Павла Дурова рассказали его знакомые в фильме «Дуров»

Forbes
Мы долгое эхо друг друга: почему разрушаются тандемы и как этого избежать Мы долгое эхо друг друга: почему разрушаются тандемы и как этого избежать

Когда следует садиться за стол переговоров, чтобы сохранить бизнес-тандем?

Forbes
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
17 блестящих деталей в диснеевских фильмах, которые ты, скорее всего, не замечал 17 блестящих деталей в диснеевских фильмах, которые ты, скорее всего, не замечал

Настоящие «пасхалки»!

Playboy
Генетики установили важность родственных связей при захоронениях в домах эпохи неолита Генетики установили важность родственных связей при захоронениях в домах эпохи неолита

Исследователи описали генетическое родство между совместными захоронениями

N+1
Новая этика стыда. Как появились сексуальные табу Новая этика стыда. Как появились сексуальные табу

Почему настолько важная тема, как секс, остается табуированной

СНОБ
Любимые женщины Владимира Ленина: Арманд, Крупская и еще три россиянки Любимые женщины Владимира Ленина: Арманд, Крупская и еще три россиянки

Владимир Ильич Ленин пользовался успехом у женщин

Cosmopolitan
Открыть в приложении