Полный гид по фильму "Интерстеллар"
«Интерстеллар» - первый американский блокбастер о космосе, который претендует на научное правдоподобие. Фильм, ставший лидером проката в России и в мире (по данным портала «КиноПоиск», картина собрала около 500$ млн США), обсуждали киноманы, любители научной фантастики и даже ученые. Как совместные усилия астрофизика Кипа Торна и режиссера Кристофера Нолана заставили всех снова говорить о черных дырах?
Текст: Владислава Колодзинская
1 курс факультета журналистики МГУ имени М. В. Ломоносова, вечернее отделение
Напомним, действие фильма происходит на Земле в далеком будущем. Засуха приводит человечество к продовольственному кризису, и главному герою Куперу и группе исследователей приходиться отправиться в экспедицию на другую сторону Вселенной, чтобы найти новый дом для человечества. Однако Интерстеллар» – это не только попытка развлечь публику очередной апокалиптической сагой, но и в популярной форме рассказать о современных научных спорах. Участие Торна в создании картины сделало ее правдоподобной и превратило из голливудской жвачки в серьезную научную фантастику. То есть все, что показано в фильме, вполне может стать реальностью.
Американский астрофизик, профессор Калифорнийского технологического института (Калтех, США) [California Institute of Technology (Caltech)], член Американской академии искусств и наук, Национальной академии наук США, Ученого совета НАСА. Иностранный член Российской академии наук, почетный доктор Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. Специалист по общей теории относительности, теории гравитации, астрофизики, квантовой теории измерений. Близкий друг и коллега Стивена Хокинга.
инф. http://www.traektoriafdn.ru/

Кип Торн (Kip Thorne)
КАК ВЫГЛЯДИТ ЧЕРНАЯ ДЫРА

"Интерстеллар" – первый голливудский фильм, в котором черная дыра изображена правильно. Она искривляет лучи света, искажая вид звездного неба. Физики называют такое искажение "гравитационным линзированием", поскольку оно изменяет изображение подобно линзе.


В интервью журналу «Science» Торн так прокомментировал работу над фильмом:
" … ничто в фильме не должно идти вразрез с существующими законами физики… все дикие догадки и предположения, которые есть в фильме, должны основываться именно на научном мировоззрении, а не на воображении сценариста."
БОЛЕЗНЬ РАСТЕНИЙ

Это можно отнести и к правде, и к домыслам. С одной стороны, в истории людей не раз бывали случаи, когда культивируемые растения переживали массовые заражения. С другой - до сих пор неизвестны примеры, когда заболевание передавалось от одного вида растений к другому настолько стремительно, чтобы это угрожало жизни людей. Скорее всего, этот эпизод был придуман сценаристами для того, чтобы оправдать необходимость путешествия Купера и его команды.

ПЛАНЕТА МИЛЛЕР

Миллер – первая планета, на которую высаживаются Купер и его команда. Это своего рода предположение, как будет выглядеть планета, находящаяся рядом с черной дырой. По мнению создателей, подобное соседство вызывает гигантские волны, мощнейшее цунами и сильное замедление времени.

Итак, почему волны гигантские? Раскачиваясь под влиянием приливной гравитации черной дыры, названной «Гаргантюа» (почему явление носит имя героя романа Рабле, выяснить не удалось), планета "расплескивает" воды своих океанов. Такое происходит в некоторых устьях рек на Земле.

Похожая «история» с цунами. Раскачивая планету, приливные силы черной дыры деформируют кору с периодом в час, и эти деформации могут вызвать сильнейшие землетрясения.

Причина замедления времени объясняется еще проще. Орбита планеты Миллер – самая близкая к черной дыре из всех стабильных круговых орбит. Таким образом, это орбита с максимальным замедлением времени. Гравитационное замедление времени – это реальное явление. Оно возникает, потому что время относительно. В 1912 году Эйнштейна посетило гениальное озарение. Он понял, что черные дыры могут искривлять время, и это искривление является причиной гравитации. Торн в своей книге формулирует это так:
"Все стремится существовать там, где оно медленнее всего стареет, и гравитационное притяжение направлено именно туда".

В своей книге Торн, выдвигает версию, что наша Вселенная существует внутри многомерного гиперпространсва. Ученый предполагает, что в этом пространстве (балке) могут обитать живые существа, способные создавать "кротовые норы" между измерениями.

Изображение: Science & Technology
Короткий путь через "кротовую нору"

Про черные дыры знают многие, а про "кротовые норы" ученые начали говорить сравнительно недавно. "Кротовая нора" (или червоточина) — это туннель, позволяющий проходить сквозь пространство и время в другие части Вселенной, а другими словами, это способ срезать дорогу, попав с одной стороны Вселенной на другую. Название астрофизическим червоточинам придумал Джон Уилер, член Национальной академии наук США и научный руководитель Торна.

В своей книге "Интерстеллар: наука за кадром" Кип Торн, консультант фильма, пишет, что едва ли законы физики допускают существование проходимых червоточин, тем более возможность их естественного зарождения в астрофизической Вселенной. Единственный путь – это создание искусственной кротовой норы сверхразвитыми цивилизациями.

Именно эту идею и воплотили в фильме. По сюжету червоточину создала, сохранила открытой и разместила возле Сатурна цивилизация, которая обитает за пределами нашей Вселенной.


Иллюстрация из книги Кипа Торна "Интерстеллар: наука за кадром". По мнению Торна, наша Вселенная представляет собой мембрану (брану), за пределы которой можно попасть через "кротовую нору".
Внутри черной дыры

Возможность оказаться по ту сторону черной дыры многим может показаться абсурдной. Более того, вызывает сомнение само существование «той стороны». Еще 30 лет назад легендарный астрофизик и писатель-фантаст Карл Саган советовался с Кипом Торном по поводу некоторых аспектов своего романа «Контакт», по которому позже был снят одноимённый фильм. Саган хотел отправить героиню Джоди Фостер к звезде Вега через черную дыру, и получил в ответ решительное «Нет!». В качестве альтернативы Торн предложил коллеге червоточину. Почему? Что будет с человеком или предметом, если он попадет в черную дыру?
"В черной дыре есть поверхность, называется «горизонт». Любая материя, то есть все, что туда попадает, обратно сигнала послать не может. Горизонт – это поверхность, которая полностью отделяет "внутренность" черной дыры от того, что снаружи. Но расчеты показывают, что в черной дыре, кроме наличия там горизонта, есть сингулярность. Огромные приливные силы сингулярности достигают бесконечной величины. Это значит, что любой предмет, который попадет в черную дыру, будет разорван, вытянут приливными силами. И атомы, из которых этот предмет состоит, тоже будут разорваны приливными силами. И частицы внутри этих атомов, которых мы даже не знаем, тоже будут разорваны приливными силами. Сингулярность – это некая "поверхность смерти" внутри черной дыры, через нее ничего пройти не может (с точки зрения классической физики). Скорей всего, квантовая гравитация эту картину должна как-то модифицировать, но мы не знаем как, потому что у нас нет теории квантовой гравитации", -

поясняет Юрий Левин в ходе круглого стола "Горячие точки современной физики и астрофизики" на факульте журналистики МГУ имени М. В. Ломоносова.
Юрий Левин (Yuri Levin)
Член коллаборации LIGO, специалист по теоретической астрофизике и экспериментальному исследованию гравитационных волн, профессор Университета Монаша (Австралия). Диссертацию защитил в Калифорнийском технологическом институте (1999). Профессор Кип Торн был его наставником.
Схема устройства черной дыры. Иллюстрация из книги Кипа Торна "Интерстеллар: наука за кадром"
Тем не менее, в 2013 году к героям Нолана Торн оказался более лоялен. Что заставило ученого изменить свое мнение? Во-первых, Торн упоминает, что с момента его беседы с Саганом, ученым удалось математически просчитать еще две сингулярности, которые достаточно «мягкие», чтобы попавший в них человек мог выжить. «Я сомневаюсь, что он бы выжил, однако не могу сказать это наверняка. Так что, как я считаю теперь, для научной фантастики вариант с выживанием вполне допустим», - пишет ученый. Во-вторых, Торн в своей книге выдвигает теорию о существовании многомерного гиперпространства («балка»). Исследователь считает, что наша Вселенная находится внутри него и является своего рода мембраной (браной) и по форме напоминает чашу. Торн предположил, что в балке могут обитать живые существа, которые в последний момент могли бы спасти главного героя от сингулярности черной дыры. Такой вариант развития событий пришелся по душе Кристоферу Нолану.

Тем не менее, математические расчеты «мягких» сингулярностей еще ожидают своего экспериментального подтверждения. Кроме того, само существование балка пока под вопросом, тем более его устройство и возможность обитания там живых организмов.

В то же время, фильм смело можно считать иллюстраци того, что возможно будет открыто в ближайшие десятилетия. Это своеобразная фантазия ученого о том, как на самом деле устроен мир, основанная на математических расчетах, которые пока не нашли свое экспериментальное подтверждение. Нолан эту фантазию (теорию?) экранизировал. Торн не уточняет сколько еще времени понадобится для подтверждения или опровержения этой теории, но кто знает: возможно, это произойдет в обозримом будущем.

Фотографии и изображения: сайт www.interstellarmovie.net, если не указано иного
Made on
Tilda