Наука в «Интерстеллар»: правда или вымысел

Наука в «Интерстеллар»: правда или вымысел?

О последнем фильме Кристофера Нолана написали уже, наверное, даже кулинарные издания. Эта космическая киносимфония ещё раз ставит даже самого далёкого от науки зрителя перед вопросом: долго ли ещё нам ждать полётов в другие галактики?

Кип Торн, профессор Калифорнийского технологического института, загорелся идеей снять научно достоверный космический блокбастер ещё лет 10 тому назад. Правда, над фильмом в то время начал работать Стивен Спилберг, но уже тогда существовала некоторая связь с Кристофером Ноланом: сценарий начал писать родной брат Кристофера Джонатан Нолан. Работа над «Интерстеллар» была полностью передана Нолану после того как Спилберг рассорился с обладателями прав на фильм. К съёмкам режиссёр смог приступить не сразу: нужно было доснять текущую сагу о Бэтмене.

За эту десятилетнюю историю подготовки к съёмкам многое изменилось. Но основная концепция, в которую верил Торн — создать научно-фантастический фильм, в котором «научно» — это не просто часть названия жанра — осталась прежней. В интервью журналу sciencemag Кип Торн рассказывает о тех принципах, которым ему было важно следовать при создании фильма вместе с Ноланом:

Мы сохранили ту идею, которая зародилась в самом начале. Во-первых, ничто в фильме не должно идти вразрез с существующими законами физики. А во-вторых, все дикие догадки и предположения, которые есть в фильме, должны основываться именно на научном мировоззрении, а не на воображении сценариста.

Елена Мурчикова, физик-теоретик, участвовавшая на съёмках «Интерстеллар», тоже делится своими впечатлениями о закулисье:

Кип Торн прикладывал огромные усилия, чтобы всё в фильме было максимально по-настоящему. Поддельный геологический отчет, из которого зрители увидели лишь несколько строчек, был составлен в полном объеме и по всем правилам аспиранткой геологического факультета. Бумаги и (закрытые!) тетради были исписаны физическими вычислениями, относящимися к проблеме, решаемой героями. Кривым и подчеркнуто неаккуратным почерком профессора Бренда писал аспирант-астрофизик, а почерком взрослой Мёрф писала я.

Действительно интересно послушать мнение учёных о том, насколько путешествие «Интерстеллар» в другие галактики через кротовую нору теоретически возможно. Приведём некоторые высказывания ведущих учёных, посвятивших жизнь изучению физики теории относительности и астрофизике.

Читать еще:  Самая крупная речная рыба в мире. Какие виды пресноводных рыб крупнейшие в мире — список, характеристика и фото. Огромная Тигровая акула

«Кротовых нор» не существует

В фильме бесстрашные исследователи используют червоточину рядом с орбитой Сатурна, чтобы попасть в другую планетную систему. Зрителю показывается, что «кротовая нора» представляет собой пространственно-временной туннель, через который люди практически мгновенно могут перемещаться на огромные расстояния.

Если проткнуть лист бумаги – воображаемую Вселенную – в разных концах, а потом согнуть его, чтобы два отверстия оказались друг напротив друга, то получится та самая червоточина.
Но возможны ли мгновенные путешествия между двумя удаленными точками?

Существование кротовых нор не подтверждено

Я не думаю, что «кротовые норы» действительно существуют. Это нечто из области научной фантастики. Нет прямых доказательств существования таких вещей во Вселенной. Мы знаем, что такое черные дыры, но возможность пространственно-временного искривления только начинаем изучать.

Очень хочется надеяться, что в космосе есть червоточины, через которые можно путешествовать в пяти измерениях. Но мы понятия не имеем, существуют ли стабильные червоточины в макроскопических масштабах. Похоже, что намного проще путешествовать по старинке, не полагаясь на чудо; возможно, в этом деле помогут солнечные паруса. И не нужно никуда торопиться.

«Уравнение гравитации»

Пока Мэттью МакКонахи (вместе с роботом) летает по экзопланетам и в черную дыру, оставшийся на земле профессор в исполнении Майкла Кейна пытается решить некое «уравнение гравитации», которое позволило бы связать в одну теорию квантовую механику и ОТО и тем самым понять физику червоточины и черной дыры.

Излучение Грибова-Хокинга предполагает испарение черной дыры вследствие квантовых флуктуаций, связанных с образованием пар виртуальных частиц. Одна частица из такой пары улетает от черной дыры, а другая — с отрицательной энергией — «падает» в нее. Впервые о возможности такого явления высказывался советский физик-теоретик Владимир Грибов. А в первой половине 1970-х годов, после визита в СССР, Стивен Хокинг опубликовал работу, в которой предсказал существование излучения черных дыр (называемое излучением Хокинга в англоязычной литературе или Грибова-Хокинга в русскоязычной).

Читать еще:  Саблезубый тигр. Описание, особенности, среда обитания саблезубых тигров. Подробное описание саблезубого тигра и причины вымирания смилодона Как менялся внешний вид саблезубого тигра

И, надо сказать, герой Майкла Кейна мучается не один. Создание универсальной теории, связывающей ОТО и квантовую механику, — основная задача большинства современных математических физиков — специалистов по теории струн. Главная задача теории — объединение всех четырех известных взаимодействий: сильного, слабого, электромагнитного и гравитационного. Описанием первых трех занимается квантовая теория поля (КТП), математическая модель современной физики элементарных частиц, последним — ОТО. При этом ОТО в целом не противоречит КТП, поскольку говорит о явлениях на других масштабах длин и энергий. Но если ОТО имеет дело с космологическими объектами огромных масс, то КТП применима на субатомном уровне.

Проблема в том, что обе теории вступают в противоречие друг с другом на планковских масштабах, поскольку на них в ОТО необходим учет квантовых поправок. Так, в черной дыре квантовые эффекты приводят к ее испарению. Квантовая версия ОТО, получаемая аналогичным КТП образом, оказывается неперенормируемой, то есть наблюдаемые величины не удается сделать конечными. Решению данного вопроса и посвящена большая часть исследований в этой области. Сама же теория струн (M-теория) основана на предположении существования на планковских масштабах гипотетических одномерных объектов — струн, возбуждения которых интерпретируются как элементарные частицы и их взаимодействия.

Путешественники на планете Манна

Кадр из фильма «Интерстеллар»

Как это происходит и почему, физики не могут разобраться уже почти полвека. Так что не расстраивайтесь, если и вам вся эта статья показалась чем-то вроде китайской грамоты (непонятно, правда, зачем вы тогда дочитали ее до конца). К тому же главный вывод из всего вышеперечисленного вполне простой: помимо любимого сериала «Теория большого взрыва» у гиков всего мира теперь появился и любимый фильм.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector