Дмитрий Соколов - Небесные магниты. Природа и принципы космического магнетизма [litres]

Такие задачи часто встречаются в математике, они называются некорректными. На них впервые в начале прошлого века обратил внимание французский математик Адамар, который посоветовал их не решать, а заниматься другими, более простыми – корректными – задачами. Совет, конечно, хороший, но не в нашем случае.

Идея решения некорректных задач в начале 1960-х гг. пришла в голову замечательному отечественному математику А. Н. Тихонову. Она, в самом общем виде, состоит в том, что возможность разбить одно большое пятно на много маленьких компьютер должен заслужить. Возможно, А. Н. Тихонова вдохновила известная в то время и такая понятная песня А. Н. Вертинского:

Организовав нужную систему штрафных санкций, можно заставить компьютер не городить всякой чепухи, а выдавать распределение таких температурных пятен, существование которых действительно вытекает из наблюдений.

Тихонов излагал свои мысли в общей форме в виде сложных и совершенно недоступных астроному теорем. Доработать их до конкретных астрономических вопросов он поручил двоим своим аспирантам. Я знаю их всю свою научную жизнь и позволю себе назвать их так, как их называли в то уже далекое время: Саша Гончарский и Толя Ягола. Аспиранты решали сразу две задачи. Первая, про черные дыры, нам сейчас неинтересна. Это, безусловно, не значит, что она неинтересна вообще. А астроном, с которым Саша и Толя решали эту задачу, стал знаменитым академиком Анатолием Михайловичем Черепащуком, многолетним директором Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга – знаменитого ГАИШа. Но мы отклонились от темы.

Второй задачей было картирование звезд. И математики сотрудничали с замечательным астрономом Верой Львовной Хохловой. В 1983 г. Вера Львовна выступила на симпозиуме Международного астрономического союза, посвященном звездной активности. Она рассказала про работы своей группы, и, естественно, из доклада слушатели мало что поняли. Начались вопросы. К счастью, дискуссия была застенографирована и опубликована. Веру Львовну спросили, какие они делали предположения о строении пятен, и она ответила: «Да ничего мы не предполагали, нам это не нужно». И тогда слушатели поняли, о чем шла речь. В стенограмме говорится, что в аудитории установилось долгое и тяжелое молчание. Публика осознала масштабы открытия.

К сожалению, авторы метода сделали ошибку, типичную для нашей науки: они не придумали для него красивое название. Это сделали их зарубежные коллеги и конкуренты. Но так или иначе метод под названием обратных доплеровских изображений вошел в науку.

Геомагнитное поле тоже, разумеется, изучают. Даже гораздо интенсивнее и тщательнее, чем магнитные поля удаленных небесных тел, – сказывается все-таки более сильная мотивация. Про изменения магнитного поля здесь и сейчас вопрос более или менее ясен, хотя и в этом случае наука ушла далеко от хорошо знакомой нам магнитной стрелки. Магнитный диполь можно представить себе как магнитное поле маленькой магнитной стрелки. Собственно, поэтому и можно использовать магнитную стрелку компаса для правильной ориентировки в пространстве.

Конечно, у магнитного поля Земли есть много важных и интересных деталей. Одна из них – Курская магнитная аномалия, или КМА, – связана с колоссальным месторождением железной руды, которое залегает в Курской и прилегающих областях. Эта аномалия важна для народного хозяйства и дорога мне лично: когда-то много лет назад на скважине номер 7 Рыльского профиля я начал свою трудовую деятельность – помогал геологу, которая по совместительству была моей мамой, отбирать образцы. Мама изучала юрские глины КМА.

Однако это детали, пусть и важные. Оказывается, в геологической истории магнитное поле Земли много раз и очень быстро меняло свое направление на противоположное. Это выяснила еще одна наука – палеомагнитология. В самом грубом приближении работа палеомагнитолога выглядит так. Отряд палеомагнитологов выезжает, как говорят геологи, в поле, на какое-нибудь интересное обнажение, на котором, скажем на обрыве у реки, видны слои разного возраста. Палеомагнитолог выпиливает кусочек породы – образец – и указывает на нем его точную ориентацию. Потом везет его в лабораторию и определяет (в принципе, так же как магнитной стрелкой определяют направление геомагнитного поля), куда было направлено магнитное поле в момент образования породы. При этом предполагается, что порода содержит ферромагнитные частицы, которые запомнили это поле в момент образования породы. На первый взгляд это простая идея, но ее реализация требует большой и кропотливой работы.