Συγγραφέας: Κιπ Θορν.- Μετάφραση: Παναγιώτης Δρεπανιώτης
Επιστημονική επιμέλεια: Γρηγόρης Πανουτσόπουλος
Ένα ταξίδι στη εξώκοσμη επιστήμη πίσω από την ταινία Interstellar του Κρίστοφερ Νόλαν, γραμμένο από τον θεωρητικό φυσικό Κιπ Θορν.
Η ταινία Interstellar, από τον βραβευμένο κινηματογραφιστή Κρίστοφερ Νόλαν, μας οδηγεί σε ένα φανταστικό ταξίδι πέρα από το ηλιακό μας σύστημα. Πολλή από την επιστήμη του Interstellar βρίσκεται στα σύνορα όσων κατανοεί σήμερα ο άνθρωπος ή λίγο πιο πέρα
από αυτά.
Στο βιβλίο H επιστήμη του Interstellar, ο Κιπ Θορν (Νόμπελ Φυσικής 2017),ο φυσικός που συμβούλευσε τον Νόλαν στο επιστημονικό μέρος της ταινίας, μας δείχνει ότι τα όσα απίστευτα συμβαίνουν επί της οθόνης και τα εκθαμβωτικά οπτικά εφέ που υλοποιήθηκαν για πρώτη φορά είναι θεμελιωμένα σε αληθινή επιστήμη. Ο Θορν μοιράζεται μαζί μας τις εμπειρίες που είχε ως επιστημονικός σύμβουλος της ταινίας και, στη συνέχεια, προχωράει στο επιστημονικό κομμάτι. Με κεφάλαια για τις σκουληκότρυπες, τις μαύρες τρύπες,το διαστρικό ταξίδι, και πολλά άλλα,οι επιστημονικές γνώσεις του Θορν πολλές από τις οποίες αξιοποιήθηκαν κατά την προετοιμασία του σεναρίου και κατά το γύρισμα του Interstellar περιγράφουν τους νόμους της Φυσικής που κυβερνούν το σύμπαν μας και τα πραγματικά αξιοθαύμαστα φαινόμενα που είναι πιθανά χάρη σε αυτούς τους νόμους.
Όπως σημειώνει και ο Κιπ Νόλαν, σκηνοθέτης του Interstellar: “Ο Κιπ με δίδαξε ποιο είναι το καθοριστικό χαρακτηριστικό της επιστήμης — η ταπεινοφροσύνη της μπροστά στις εκπλήξεις της Φύσης. Η στάση αυτή του επέτρεπε να απολαμβάνει τις δυνατότητες που του πρόσφερε η φανταστική αφήγηση για την προσέγγιση των παραδόξων και των αγνώστων από μια διαφορετική οπτική γωνία —εκείνη της εξιστόρησης. Το βιβλίο που κρατάτε παρουσιάζει με αφθονία τη ζωηρή φαντασία του Κιπ και την ασταμάτητη ορμή του να κάνει κατανοητή την επιστήμη σε όσους από εμάς δεν διαθέτουμε την τεράστια ευφυΐα του ή τον θηριώδη όγκο των γνώσεών του. Θέλει να καταλαβαίνουν όλοι και να ενθουσιάζονται με τις αλήθειες του σύμπαντός”
Η επιστήμη του Interstellar απλώνεται και στα τέσσερα πλαίσια: το νευτώνειο, τη σχετικότητα, την κβαντομηχανική και την κβαντική βαρύτητα. Συνεπώς, ένα μέρος της επιστήμης αυτής είναι γνωστό ότι αποτελεί αλήθεια, ένα άλλο μέρος της αποτελείται από έγκυρες υποθέσεις και το υπόλοιπο είναι απλές εικασίες. Το στοιχείο αυτό αυξάνει τη γοητεία της ταινίας αλλά και του βιβλίου όπου ο Κιπ Θορν εξηγεί πώς ξεκινούν οι επιστήμονες με ιδέες που αρχικά είναι απλώς εικασίες και στη συνέχεια δείχνουν ότι είναι λανθασμένες ή τις προβιβάζουν σε εμπεριστατωμένες υποθέσεις ή σε καθιερωμένη επιστημονική γνώση.
Το βιβλίο αυτό αποτελεί την τελική φάση του οράματος που είχε για το Interstellar ο Κιπ Θορν: “Η φάση όπου το κοινό, ενδιαφέρεται για την επιστήμη του Interstellar και αναζητά εξηγήσεις για τα παράξενα πράγματα που συμβαίνουν στην ταινία. Οι απαντήσεις είναι εδώ. Γι’ αυτό έγραψα τούτο το βιβλίο. Απολαύστε το!”
Απόσπασμα Ι
Το 1987, χάρη στην αφορμή που μου έδωσε ο Καρλ Σέιγκαν όταν συζητήσαμε το σενάριο της ταινίας “Η Επαφή” (Κεφάλαιο 14), συνειδητοποίησα κάτι εκπληκτικό για τις σκουληκότρυπες. Αν οι σκουληκότρυπες επιτρέπονται από τους νόμους της φυσικής, τότε οι νόμοι του Αϊνστάιν επιτρέπουν τη μεταμόρφωσή τους σε μηχανές του χρόνου. Το πιο ωραίο σχετικό παράδειγμα ήταν μια έμπνευση που είχε έναν χρόνο αργότερα ένας στενός φίλος μου, ο Ιγκόρ Νοβίκοφ, στη Μόσχα, στη Ρωσία. Το παράδειγμα του Ιγκόρ (Σχήμα 30.2) δείχνει ότι η μεταμόρφωση μιας σκουληκότρυπας σε μηχανή του χρόνου μπορεί
να συμβαίνει στη φύση, χωρίς τη βοήθεια ευφυών όντων.
Στο παρακάτω Σχήμα (Σχήμα 30.2 του βιβλίου), το κάτω στόμιο της σκουληκότρυπας περιφέρεται γύρω από μια μαύρη τρύπα και το πάνω στόμιο βρίσκεται μακριά της.
Λόγω της ισχυρής βαρύτητας της μαύρης τρύπας, ο νόμος του Αϊνστάιν για τη στρέβλωση του χρόνου υπαγορεύει ότι ο χρόνος θα ρέει πιο αργά στο κάτω στόμιο από ό,τι στο πάνω στόμιο. Πιο αργά, δηλαδή, κατα μήκους της διαδρομής της ισχυρής έλξης της βαρύτητας: τη διακεκομμένη μοβ διαδρομή που διασχίζει το εξωτερικό σύμπαν. Από την άλλη δεδομένου ότι η βαρυτική έλξη μέσα στη σκουληκότρυπα είναι ελάχιστη, ο νόμος του Αϊνστάιν για την παραμόρφωση του χρόνου υπαγορεύει ότι, όπως φαίνεται μέσα από τη σκουληκότρυπα, ο χρόνος θα ρέει στο πάνω στόμιο ουσιαστικά με τον ίδιο ρυθμό όπως στο κάτω στόμιο. Επομένως, δεν υπάρχει χρονική υστέρηση όταν τα ρολόγια συγκρίνονται
Ας υποθέσουμε τώρα ότι η απόσταση μεταξύ των στομίων στο εξωτερικό σύμπαν είναι αρκετά μικρή ώστε να μπορείτε να τη διανύσετε σε πέντε λεπτά, σύμφωνα με τα ρολόγια, και ότι μπορείτε να διασχίσετε τη σκουληκότρυπα σε ένα λεπτό. Η σκουληκότρυπα θα έχει γίνει μια μηχανή του χρόνου. Εσείς φεύγετε από το πάνω στόμιο στις 2:00, όπως μετράει την ώρα το ρολόι που βρίσκεται εκεί, και ταξιδεύετε μέσα από το εξωτερικό σύμπαν προς το κάτω στόμιο, φτάνοντας στις 2:05 ώρα του πάνω ρολογιού και στη 1:05 ώρα του κάτω ρολογιού. Κατόπιν πραγματοποιείτε ένα μονόλεπτο ταξίδι μέσα από τη σκουληκότρυπα, από το κάτω στόμιο στο πάνω. Αφού τα ρολόγια είναι συγχρονισμένα όταν η κίνηση γίνεται μέσω της σκουληκότρυπας, θα φτάσετε στο πάνω στόμιο στη 1:06 όπως θα φαίνεται και από τα δύο ρολόγια. Με άλλα λόγια, θα έχετε επιστρέψει στην αφετηρία σας 54 λεπτά πριν από την αναχώρηση σας (που ήταν στις 2:00) και θα συναντήσετε τον νεότερο εαυτό σας.
Αν αυτό το κάτι που ταξιδεύει μέσα από την σκουληκότρυπα είναι ένα σωματίδιο φωτός (ένα φωτόνιο), για παράδειγμα, τότε ενώ αρχικά είχαμε στην αφετηρία ένα φωτόνιο, θα βρεθούμε με δύο φωτόνια κατά την ώρα εκκίνησης στην αφετηρία. Μόλις κάνουν το ταξίδι και αυτά τα δύο, θα έχουμε τέσσερα στον ίδιο τόπο και χρόνο, ύστερα οκτώ, ύστερα δεκαέξι…! Η ενέργεια που θα ρέει μέσα από τη σκουληκότρυπα θα διπλασιάζεται διαρκώς, ίσως μέχρι τη στιγμή κατά την οποία η ενέργεια της βαρύτητας θα καταστρέψει τη σκουληκότρυπα τη στιγμή ακριβώς που μετατρέπεται σε μηχανή του χρόνου.
Σκεφτήκαμε αρχικά ότι η έκρηξη θα ήταν πολύ ασθενική για να καταστρέψει τη σκουληκότρυπα. Νομίζαμε ότι η σκουληκότρυπα θα γινόταν μηχανή του χρόνου παρά την έκρηξη. Ο Στίβεν Χόκινγκ μας έπεισε για το αντίθετο. Μας έπεισε ότι η μοίρα της έκρηξης
ελέγχεται από τους νόμους της κβαντικής βαρύτητας. Μόνο όταν θα κατανοούμε καλά εκείνους τους νόμους θα γνωρίζουμε Ο Στίβεν, ωστόσο, ήταν τόσο βέβαιος ότι η τελική απάντηση θα είναι πως οι μηχανές του χρόνου δεν μπορούν να συμβούν, θέση που τον οδήγησε να εισάγει την .εικασία προστασίας της χρονολογίας.: οι φυσικοί νόμοι πάντα θα αποτρέπουν το ταξίδι πίσω στον χρόνο και με αυτόν τον τρόπο θα κρατούν το σύμπαν ασφαλές για τους ιστορικούς…
Τα τελευταία είκοσι χρόνια, πολλοί ερευνητές προσπάθησαν να αποδείξουν ή να διαψεύσουν την εικασία του Χόκινγκ για την προστασία της χρονολογίας. Το συμπέρασμα
σήμερα, νομίζω, ότι παραμένει το ίδιο όπως στις αρχές της δεκαετίας του 1990, όταν οι δυο μας ανταλλάσσαμε απόψεις για το θέμα: μόνο οι νόμοι της κβαντικής βαρύτητας το γνωρίζουν με βεβαιότητα και επομένως μόνο ένα ταξίδι όπως του Interstellar θα μας δώσει την απάντηση.
Απόσπασμα ΙΙ
Στην ταινία το χείλος του ηφαιστείου είναι πολύ στενό και γι’ αυτό η κρίσιμη τροχιά είναι εξαιρετικά ασταθής. Μικροσφάλματα στην πλοήγηση θα βυθίσουν το Εντούρανς είτε προς τον Γαργαντούα [την μαύρη τρύπα της ταινίας Interstellar] (προς τα κάτω, μέσα στο ηφαίστειο) είτε μακριά από τον Γαργαντούα (προς τα κάτω, μέσα στην τάφρο).
Τα σφάλματα είναι αναπόφευκτα και γι’ αυτό χρειάζονται συνεχείς διορθώσεις στην πορεία του Εντούρανς από ένα καλοσχεδιασμένο σύστημα ανάδρασης, σαν το σύστημα ελέγχου
πορείας ενός αυτοκινήτου αλλά πολύ καλύτερο. Το σύστημα ανάδρασης δεν είναι αρκετά καλό και το Εντούρανς καταλήγει επικίνδυνα χαμηλά, στην εσωτερική πλευρά του χείλους του ηφαιστείου. Το Εντούρανς πρέπει να χρησιμοποιήσει όλη την προωθητική δύναμη που διαθέτει για να βρεθεί ξανά στην κρίσιμη τροχιά.
Αυτά όλα όμως είναι πολύ λεπτά και τεχνικά θέματα για τέτοιες σκηνές, όπου η δράση περισσεύει, οπότε ο Κρίστοφερ Νόλαν επέλεξε μια απλούστερη και πιο ωμή προσέγγιση. Καμία αναφορά σε αστάθειες. Το Εντούρανς απλώς βυθίζεται υπερβολικά κοντά στον Γαργαντούα και ο Κούπερ αντιδρά με όση προώθηση μπορεί να συγκεντρώσει ώστε να σκαρφαλώσει και πάλι στην κορυφή και να ξεφύγει από τον Γαργαντούα.
Το αποτέλεσμα είναι το ίδιο: το αποβατικό 1, με πιλότο το TARS, και το Ρέιντζερ 2, με πιλότο τον Κούπερ, πυροδοτούν τους πυραύλους τους ενώ τα σκάφη είναι ακόμα συνδεδεμένα με το Εντούρανς, ωθώντας το και πάλι έξω από τη βαρυτική αγκαλιά του Γαργαντούα. Στη συνέχεια, για να αποκομίσουν και την τελευταία διαθέσιμη προώθηση, πυροδοτούν τα εκρηκτικά που ωθούν το Εντούρανς μακριά από το αποβατικό 1 και το Ρέιντζερ 2. Το αποβατικό και το Ρέιντζερ βυθίζονται προς τα κάτω, προς τον
Γαργαντούα, παίρνοντας αντίστοιχα μαζί τους το TARS και τον Κούπερ. ενώ το Εντούρανς σώζεται (Σχήμα 27.7).
Στην ταινία ακούμε τη δραματική συνομιλία του αποχωρισμού μεταξύ της Μπραντ και του Κούπερ. Η Μπραντ δεν καταλαβαίνει γιατί πρέπει ο Κούπερ και το TARS να συνοδέψουν το αποβατικό και το Ρέιντζερ στο εσωτερικό της μαύρης τρύπας.
