Слушать радио
Смотреть радио
Создать радио
Программа "Ни дня без науки": как применяется магнитная гидродинамика в астрофизике, и как турбулентность объясняет жизнь космоса
Тема: теория турбулентности настолько многообразна, что проявляется как позитивно, так и негативно. С её помощью можно объяснить земные, природные и космические явления. Как применяется магнитная гидродинамика в астрофизике, и как турбулентность объясняет жизнь космоса, узнали в программе «Ни дня без науки».
Ведущий: Сергей Хакимов.
СПРАВКА:
Родион Степанов - доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физической гидродинамики Института механики сплошных сред УрО, профессор кафедры "Математическое моделирование систем и процессов" Пермского политехнического университета.
Окончив Лицей №1 при ПГТУ в 1991 году, стал студентом кафедры математического моделирования. С 1995 года начал активно заниматься научно-исследовательской работой в институте механики сплошных сред под руководством профессора Петра Фрика. В 2000 году защитил кандидатскую диссертацию по специальности механика жидкости, газа и плазмы. По окончанию аспирантуры был принят на работу в институт. В 2006 года начал преподавание на кафедре математического моделирования ПНИПУ. Докторская диссертация была подготовлена и защищена в 2009 году.
Научные интересы: теория генерации магнитных полей турбулентными потоками проводящей жидкости, построение новых моделей развитой мелкомасштабной турбулентности, модели эволюции галактических магнитных полей, разработка методов обработки и интерпретации наблюдательных и экспериментальных данных на основе вейвлет-анализа.
Приобщающее число научных работ связано с явлением турбулентности, возникающим в течениях сплошных сред различной природы. Этими средами могут быть как привычные для нас жидкости, а также менее знакомые, например, жидкие металлы, и совсем экзотические, например, межзвёздная плазма. Под понятием турбулентности понимается явление хаотизации изначально регулярного потока. При этом течение теряет устойчивость, возникает каскад вихрей все меньших и меньших масштабов. Турбулентность может играть положительную и отрицательную роль. Задача теории турбулентности состоит в том, чтобы оценить эффект в среднем и предсказать вероятность каких-либо катастрофических последствий. Значительные успехи теории турбулентности были бы невозможны без использования суперкомпьютеров.
Также изучается роль турбулентности в спиральных галактиках. Галактики являются гигантскими и, в тоже время, компактными физическими системами, в эволюции которых проявляются все известные явления природы. Среди них магнетизм занимает особое место. Магнитные поля играют важную роль в процессах образования новых звезд, а также в формировании космического климата в уже существующих планетарных системах. Свечение скоплений звезд создает яркий спиральный рисунок, хорошо знакомый по астрономическим картам. Менее известным является тот факт, что магнитные поля тоже формируют спиралевидные структуры, «разглядеть» которые можно только с помощью радиотелескопа.Численный анализ предложенной математической модели показал, что магнитные рукава действительно не «привязаны» к оптически видимым материальным рукавам. Это достаточно неожиданно, так как один из основных механизмов генерации крупномасштабного магнитного поля связан с взрывами сверхновых звезд, которые сосредоточены в материальных рукавах галактики. По последним данным моделирования выясняется, что регулярное магнитное поля выталкивается турбулентностью межзвёздной среды. Получается, что в процессе эволюции планетарные системы будут входить и выходить из магнитных рукавов. Это можно представить как "сезонное" изменение космического климата вокруг планет, происходящее за сотни миллионов лет.
Параллельные вычисления - это еще одна самостоятельная область. Если к взрывному росту вычислительных ресурсов добавить интенсивный рост телекоммуникаций, это то, что мы просто называем интернетом, то можно говорить о возникновение в последние десятилетия исключительно благотворной среды, способствующей реализации самых нереалистичных научных идей.
_____________________________________________
