Небесные магниты. Природа и принципы космического магнетизма

Есть и другие, более специфические мысли, которые приходят в голову по поводу магнитных полей в небесных телах. Мы начали разговор об их природе с того, что происхождение эти магнитных полей никак не может быть связано с такими явлениями квантовой механики, как ферромагнетизм. Это правильное утверждение, от которого совсем не хотелось бы отказываться. Ферромагнетизм возникает из-за того, что в одном направлении выстраиваются спины, то есть своеобразные векторы внутреннего вращения отдельных атомов. Ничего подобного, разумеется, не может происходить на Солнце или в галактиках. Однако выстраивание в одном направлении спинов разве не напоминает чем-то закручивание в одном направлении вихрей жидкости? Напомним, что на этом закручивании держится альфа-эффект – основа всего процесса, приводящего к появлению космических магнитных полей.

Здесь мы сталкиваемся с очень важной чертой современной физики. Во многих ее разделах в том или ином виде перерабатываются схемы, которые ранее в совершенно другом контексте возникали в совсем других разделах физики.

Нечто подобное, но в меньшем масштабе возникает и в других частях книги – например, магнитные поля галактик измеряют примерно так же, как в сахарной промышленности измеряют содержание сахара в растворе. Мы видим столкновение практической и чуть ли не рутинной индустриальной задачи с чем-то удаленным от реальной жизни и интригующе поэтичным.

Эту черту физики XX в. можно сравнить с центонной структурой поэзии примерно того же времени. Яркие примеры такого рода не очень легко найти в отечественной литературе: мы очень трепетно относимся к нашим классикам. Пришлось бы говорить о детективных романах Бориса Акунина. Однако примеры мгновенно находятся, скажем, в немецкой поэзии: хрестоматийное стихотворение Гете, известное нам в замечательном пересказе Лермонтова «Горные вершины…», транспонировали в самые различные формальные и смысловые регистры и Кристиан Моргенштерн, и Бертольт Брехт, и др. Наши критики и читатели могли бы расценить это как германофобию.

Видимо, приходится говорить о том, что физика откликается здесь на общие духовные искания XX в. Посмотрим, что нового привнесет в эту картину XXI век.

Литература

В конце понравившейся лекции люди обычно спрашивают, что бы еще почитать на эту тему, а если лекция не понравилась, то они уходят молча. Вопрос на самом деле очень непростой. Дело в том, что каждая система изложения материала, каждый уровень его понимания довольно быстро исчерпывается. Чтобы было интересно, нужно подниматься на новый уровень сложности. Конечно, я не первый, кто попытался ответить на эти вопросы в доступной форме. В некоторых из таких работ я тоже принимал участие. Чтобы не быть голословным, приведу пример:

Elizabeth Nesme-Ribes, Sallie L. Baliunas and Dmitry Sokoloff. The Stellar Dynamo, Scientific American, N5, 1996.

Я тоже предпочитаю читать и писать популярные статьи по-русски, но что делать? Нужно обращаться и к более широкой аудитории. Лучше выучить английский, хотя, скажу честно, в университете не было для меня труднее предмета, если не говорить о черчении.

Если кто-то предпочитает немецкий язык, то можно порекомендовать и такое:

Beck R, Ehle M, Shoutenkov V, Shukurov A, Sokoloff D. Magnetfelder füttern Schwarzes Loch. Sterne und Weltraum 1999, 6–7, 534–535.

Но главное вот что: сравнивая различные популярные статьи одного уровня сложности, быстро замечаешь, что они все время обсуждают примерно одно и то же, а новые и более глубокие идеи требуют более развитого языка для их выражения.

Поэтому я тоже приведу свои обзорные статьи на эти и близкие темы, написанные на следующем уровне сложности, – для их понимания уже неплохо знать основные идеи курса математического анализа, но не все же чистые гуманитарии. Это обзорные статьи из замечательного журнала «Успехи физических наук» (УФН), который знакомит наших физиков с недавними достижениями науки в областях, смежных с узкой областью их работы. Безусловно, есть много других статей и книг подобного уровня, но свои-то я знаю лучше всего.

Зельдович Я. Б., Молчанов С. А., Рузмайкин А. А., Соколов Д. Д. Перемежаемость в случайной среде, УФН, 152 3–32 (1987).

Зельдович Я. Б., Соколов Д. Д. Фрактали, подобие, промежуточная асимптотика, УФН, 146 493–506 (1985).

Молчанов С. А., Рузмайкин А. А., Соколов Д. Д. Кинематическое динамо в случайном потоке, УФН, 145 593–628 (1985).

Соколов Д. Д. Проблемы магнитного динамо, УФН, 185 643–648 (2015).

Соколов Д. Д., Степанов Р. А., Фрик П. Г. Динамо: на пути от астрофизических моделей к лабораторному эксперименту, УФН, 184 313–335 (2014).

Степанов Р. А., Соколов Д. Д. Магнитная спиральность и перспективы ее наблюдения в межзвездной среде, УФН, 189 1285–1291 (2019).