«Интерстеллар»: наука или фантастика?
Перед съемками фильма «Интерстеллар» ученый-консультант Кип Торн предложил режиссеру два простых правила. Первое: ничто в кинокартине не должно противоречить общепринятым законам физики или достоверным знаниям о Вселенной. Второе: домыслы по поводу устройства Вселенной и малоизученных физических явлений должны быть научно подкреплены.
Для работы над фильмом было привлечено множество биологов, физиков, психологов, и в результате получилась настоящая научная фантастика. О том, как создавались научая основа для фильма, была написана книга «Интерстеллар. Наука за кадром», которая была выпущена на русском языке издательством Манн, Иванов и Фербер.
Помните, как черная дыра Гаргантюа искривляет лучи света, искажая вид звездного неба? Физики называют это явление «гравитационным линзированием», поскольку оно изменяет изображение подобно линзе. Теория относительности Эйнштейна однозначно предсказывает все свойства черных дыр, которые проявляются снаружи их поверхности, включая такое гравитационное линзирование. Гравитационное линзирование Гаргантюа, смоделированное командой пола Франклина в студии Double Negative, соответствует научной истине. Именно так все и выглядело бы в реальности.
Главный герой фильма Купер переживает, что больше не увидит свою дочь Мёрф, поскольку, находясь вблизи Гаргантюа, он стареет лишь на несколько часов, тогда как на Земле проходят годы. Как это объяснить? Еще в 1912 году Эйнштейн понял, что массивные тела могут искривлять время и это искривление является причиной гравитации. Чем больше замедление времени, тем сильнее гравитационное притяжение. А у поверхности черной дыры, где время почти не движется, гравитация настолько огромна, что даже свет не может ее преодолеть. Теория подтвердилась, когда Роберт Вессот из Гарварда с помощью ракеты NASA поднял атомные часы на 10 000 километров и посредством радиосигналов сравнил их ход с часами, которые остались на Земле. Оказалось, что время на Земле течет примерно на 30 микросекунд в день медленнее, чем на высоте 10 000 километров.
Волны на планете Миллер не просто сюжетный ход. Они действительно были бы огромными. Орбита этой планеты находится близко к черной дыре Гаргантюа. Именно поэтому время там замедлилось в 60 000 раз по сравнению со временем на Земле. Кроме того, на планету Миллер действуют чудовищные силы приливной гравитации. Настолько чудовищные, что они почти разрывают планету на части. Первое объяснение гигантских волн: раскачиваясь под влиянием приливной гравитации Гаргантюа, планета «расплескивает» воды своих океанов.
Второй вариант объяснения — цунами. Раскачивая планету Миллер, приливные силы Гаргантюа деформируют ее кору то так, то эдак, и эти деформации могут запросто вызвать сильнейшие землетрясения… То есть «миллеротрясения». Так вот, миллеротрясения могут порождать цунами, сила которых значительно превышает любое земное цунами.
В «Интерстеллар» много говорят о четырехмерном пространстве. И это вовсе не фантастика. Дело в том, что пространство может прогибаться. Но куда? Внутрь многомерного гиперпространства (балка), которое не принадлежит нашей Вселенной! У нашей Вселенной три измерения (назовем их «восток — запад», «север — юг» и «верх — низ»), и физики представляют ее как трехмерную мембрану (брану), которая прогибается в многомерный балк.
Хотя в фильме балк имеет лишь одно дополнительное измерение, «туда — обратно», это можно назвать большим упрощением. В 1984 году Майкл Грин из Лондонского университета и Джон Шварц из Калтеха совершили революцию в области квантовой гравитации. Их рассуждения имели смысл лишь при условии, что наша Вселенная — это брана, находящаяся в балке, у которого одно временнóе и девять пространственных измерений.
В начале фильма существованию человечества угрожает гибель из-за болезни, поразившей все растения планеты. Насколько правдоподобен такой ход событий? Эксперты-биологи предложили ряд возможных вариантов. Вот лишь один из них. Можно представить что где-то, например, в океане, развивается новый патоген, атакующий хлоропласты. Хлоропласты есть у самых разных растений, и они играют ключевую роль в фотосинтезе. Патоген уничтожит все океанские растения, а затем перекинется на сушу. Земля превратится в пустыню.
Если вы удивились отсутствию звука при взрыве корабля «Эндюранс», то абсолютно напрасно. В космосе взрывы беззвучны, поскольку там нет воздуха, в котором распространялись бы звуковые волны. Пламя от такого взрыва должно быстро погаснуть, так как в космосе нет кислорода, который бы его подпитывал. И в фильме пламя гаснет быстро. Еще один пример того, как тщательно Кристофер Нолан придерживался научной достоверности.
В 1985 году, когда Карл Саган решил отправить свою героиню Элинор Эрроуэй к звезде Вега через черную дыру, Кип Торн сказал ему: «Нет! она погибнет внутри черной дыры, безжалостная сингулярность растерзает ее хаотическим образом». Сингулярность — это крошечная область, где поверхность «бесконечно искривляется» и сходится в точку, в которой силы гравитации бесконечно велики.
А вот в 2013 году ученый поддержал Кристофера Нолана в его желании послать Купера в черную дыру Гаргантюа. Что же произошло за четверть столетия между 1985 и 2013 годом? За четверть века внутри черных дыр были открыты (математически) еще две сингулярности — две мягкие сингулярности, насколько сингулярность вообще может быть мягкой. Достаточно мягкие, чтобы Купер, угодив в одну из них, имел шанс выжить.
Хотите знать о других научных концепциях, которые содержатся в фильме «Интерстеллар»?
