Кристофер Нолан — один из самых влиятельных режиссёров своего времени, а может, и главный кинематографист своего поколения. Но в стиле британского режиссёра есть элемент, который иногда делает его фильмы слишком функциональными и холодными. Как писал Ричард Броди в своей рецензии на «Оппенгеймера» для «The New Yorker», «Нолан режет сцены, как пазл, и детали, которые не вписываются — противоречия, нюансы, даже маленькие случайные особенности — остаются за бортом […] То, что остаётся, — это фильм, который нужно разгадать, а не прожить». Однако с «Интерстелларом» 2014 года режиссёр доказал, что может совместить свой функциональный «пазл» с настоящей эмоциональной глубиной. Таким образом, «Интерстеллар» остаётся эмоциональным шедевром Нолана и для многих — его лучшим фильмом. То, что делает его настоящим чудом, — это то, что Нолан сумел создать трогающую душу драму, которая одновременно является захватывающим научно-фантастическим эпосом, ещё более увлечённым научной точностью, чем любые его предыдущие проекты. Также впечатляет тот факт, что, хотя приверженность Нолана к научной реалистичности в «Интерстелларе» может показаться способом наложить ограничения на его галактический научно-фантастический блокбастер, на самом деле это привело к одному из самых запоминающихся визуальных эффектов фильма. От планеты Миллера с её гигантскими приливными волнами до вымышленной сверхмассивной чёрной дыры Гаргантюа, фильм Нолана полон элементов, которые кажутся фантастическими, но на самом деле основаны на реальной науке. Насколько точен «Интерстеллар» в этом отношении? Как оказалось, очень. Физик Кип Торн тщательно контролировал научную сторону «Интерстеллара».
Большинство фанатов Кристофера Нолана, вероятно, знают, что режиссёр нанял теоретического физика Кипа Торна в качестве консультанта по «Интерстеллару». Но эти фанаты, возможно, не осознают, насколько глубоко Торн был вовлечён в производство фильма. В то время как Нолан сделал грандиозный научно-фантастический шаг с «Интерстелларом», присутствие лауреата Нобелевской премии по физике гарантировало, что фильм не уйдёт слишком далеко от реальности. В подкасте StarTalk у Нила де Грасса Тайсона ведущий пытался поймать Торна на нескольких научных моментах, связанных с фильмом, но физик имел ответ на все из них. Во-первых, сама предпосылка «Интерстеллара» основывалась на реальной научной возможности. Фильм вращается вокруг поиска человечеством новой планеты-приюта, поскольку оно сталкивается с вымиранием на Земле из-за сельскохозяйственных болезней. Именно это и побуждает Джозефа Коупера (Мэтт Дэмон) отправиться в путешествие по Вселенной, чтобы заселить новую планету. Но, как сказал Тайсон Торну, «всякая попытка найти другую Землю, кажется, требует больше усилий, чем просто попросить биологов придумать сыворотку, которая могла бы исправить урожай». Торн ответил, раскрыв, что кинематографисты собрали «самых лучших биологов», которые были «экспертами в этих вопросах», и после трёх-четырёхчасового разговора ни один из них не смог представить никакой причины, почему «злонамеренная общая болезнь» не могла бы возникнуть. Как сказал Торн, «это что-то, чего биологи никогда не видели, но они не могут это исключить». Если бы такое существовало, разработка «сыворотки», как предложил Тайсон, которая могла бы вылечить все виды культур, была бы невозможной. Этот подход к предпосылке «Интерстеллара» очень характерен для того, как Нолан и его команда подошли к целому фильму, с Торном, который сказал Тайсону, «это не похоже на почти любой другой фильм, эти вопросы были проверены лучшими экспертами в мире». Тайсон назвал «Мунфолл» наименее научно точным научно-фантастическим фильмом, но он не смог найти никаких проблем с точностью «Интерстеллара», что говорит о уровне приверженности Нолана и Торна.
Даже научная фантастика в «Интерстелларе» была больше «наука», чем «фантастика». Сельскохозяйственная болезнь может не показаться самым фантастическим элементом «Интерстеллара», так что как насчёт чего-то, что кажется немного более научной фантастикой — например, планеты с гигантскими цунами? Планета Миллера — первая планета в системе, вращающаяся вокруг чёрной дыры Гаргантюа, и она становится местом приземления Коупера и его экипажа, чтобы исследовать поверхность. Однако они быстро вынуждены уйти, когда гигантская приливная волна появляется на горизонте. Сама по себе величина волны не похожа на что-либо, что мы когда-либо видели на Земле, но неужели это совсем нереалистично думать, что такое может существовать на далёкой планете? Согласно Кипу Торну, волна на планете Миллера на самом деле имеет довольно сильную основу в научных фактах. Физик раскрыл в подкасте StarTalk, что она основана на типе волны, называемой одиночной волной, которую открыл кораблестроитель Джон Скотт Рассел в 1834 году. Рассел наблюдал за волной, образовавшейся после того, как баржа в канале столкнулась с подводным препятствием, и заметил, что она сохраняла свою форму всё время, пока он следовал за ней на лошади. Это тот тип волны, который показан в «Интерстелларе», хотя даже Торн признаёт, что размер версии в фильме «увеличен». Другой аспект последовательности планеты Миллера — это экстремальное замедление времени на поверхности планеты. Один час на планете — семь лет на орбитальном корабле «Эндюранс», который вращается вокруг планеты. Это тоже основано на науке, и Торн включил свои расчёты в книгу «Наука «Интерстеллара»». Согласно физику, Нолан на самом деле запросил научное объяснение, которое позволило бы ему изобразить такое замедление времени, что побудило Торна выполнить соответствующие расчёты. Физик заявил, что был «поражён», обнаружив, что планета может быть настолько близко к чёрной дыре, как это требуется в фильме, без того, чтобы сама планета не упала в чёрную дыру — при условии, что чёрная дыра вращается с определённой скоростью. Это также позволило ему обосновать экстремальное замедление времени на планете Миллера, которая настолько близка к Гаргантюа, что гравитационные искажения чёрной дыры создают разницу во времени между поверхностью планеты и её орбитой. Но что насчёт самой чёрной дыры? «Интерстеллар» правильно предсказал внешний вид чёрной дыры.
Если вам нужно ещё больше убедиться, что «Интерстеллар» — один из самых научно точных научно-фантастических фильмов, когда-либо созданных, то как насчёт того, что Кристофер Нолан и Кип Торн точно изобразили внешний вид чёрной дыры, не видя её никогда? «Интерстеллар» правильно предсказал внешний вид чёрной дыры с Гаргантюа, гигантским космическим объектом, в который Коупер отправляется в конце «Интерстеллара». В 2019 году, пять лет после премьеры фильма, «New York Times» опубликовал первую фотографию чёрной дыры, и она выглядела поразительно похожей на ту, которая была основана на предсказаниях Кипа Торна из фильма. На самом деле, как вспомнил Нолан в недавнем сопроводительном материале, режиссёр на самом деле позвонил Торну после выхода фотографии, сказав: «Хорошо, что ты был прав». Некоторые свободные толкования были сделаны в отношении путешествия Коупера в чёрную дыру, однако. Хотя эти космические объекты остаются в основном загадочными (ближайший к нашей планете находится примерно в 1500 световых годах), у нас есть довольно хорошее представление о том, что может случиться, если человек попытается пересечь порог — известный как горизонт событий — чёрной дыры. С звёздными чёрными дырами человек был бы почти сразу же растянут, процесс, который включает в себя растяжение из-за разницы в гравитационной силе между головой и ногами. Но в сверхмассивных чёрных дырах, как Гаргантюа, учёные думают, что растяжение не произойдёт сразу, и человек теоретически может пересечь горизонт событий. Будет ли там тессеракт с Мэттом Дэмоном, парящим вокруг? Почти наверняка нет. Но поскольку никто не знает, как будет выглядеть внутренняя часть чёрной дыры, всегда есть возможность… Это лишь некоторые из вещей, которые делают приверженность научной достоверности в «Интерстелларе» очевидной. Также стоит отметить цилиндрические космические корабли, используемые для перевозки людей по галактике, которые были основаны на реальных проектах физика Джерарда О’Нилла. Хотя недавние исследования показали, что изображение червоточины в «Интерстелларе» не совсем точное, в целом фильм использует реальную науку, чтобы изобразить некоторые из самых фантастических элементов.
Научно ли точен «Интерстеллар»? Реальная наука за гравитационным уравнением, чёрной дырой и замедлением времени в фильме
Фильм «Интерстеллар» довольно точен с научной точки зрения. Некоторые из концепций в фильме, таких как червоточины и замедление времени, подтверждаются теоретической физикой, но не доказаны окончательно. Другие аспекты фильма, такие как гравитационное уравнение, основаны на реальных уравнениях, но не полностью поняты. «Интерстеллар» — популярный научно-фантастический триллер, охватывающий широкий спектр тем — от бегства с Земли из-за экологических катастроф до червоточин и замедления времени. Фильм исследует несколько интересных концепций, некоторые из которых имеют разную степень научной точности. Эта статья погрузится глубже в эти идеи и обсудит, могут ли они существовать в реальности. Обратите внимание, что эта статья содержит спойлеры, поэтому будьте осторожны, если вы ещё не видели фильм.
Могут ли люди путешествовать через червоточины? Червоточина в «Интерстелларе» — это движущая сила всего сюжета; портал появляется где-то рядом с Сатурном, который, кажется, был создан всемогущими пяти измерениями. Червоточина — это, по сути, «туннель», который искривляет пространство-время и позволяет энергии и информации перемещаться с одной стороны на другую. Самое простое объяснение этого даётся Ромилли в самом фильме, но вы можете прочитать здесь, чтобы узнать больше. Могут ли червоточины существовать? Ну, наука указывает на теоретическую возможность одной, но мы ещё не обнаружили червоточину, что означает, что это всё ещё гигантская гипотетическая возможность. Кроме того, стены червоточины по своей природе нестабильны, поэтому путешествие через неё приведёт к тому, что червоточина обрушится на вас. Шансы найти естественно возникающую червоточину крайне малы, так что для существования проходимой червоточины она должна быть создана какой-то формой передовой цивилизации, способной перемещать целые звёзды. Это действительно захватывающе, но теоретическая физика всё ещё допускает возможность существования червоточин. Нам просто нужно, чтобы пяти измерений обратили на нас внимание. Вердикт: Червоточины — это стапли научной фантастики десятилетиями и, вероятно, останутся таковыми. Путешествие через одну — это почти невозможно. (Примечание: падение в чёрную дыру определённо вас убьёт.)
Могут ли существовать роботы, подобные ТАРС? Самая сложная часть создания робота, подобного ТАРС или КЕЙС, — это его искусственный интеллект, а не движения или дизайн. На самом деле, простой дизайн, лежащий в основе монолитного представления ТАРС, получил широкое одобрение. Чаично из-за того, что это дань уважения монолиту в «2001: Одиcсей в космосе», но в основном из-за его смешных шуток. Жёсткий и прямоугольный робот теоретически сработает, но для того, чтобы двигать свои конечности так, как это делает ТАРС в фильме, ему потребуется огромное количество крутящего момента; например, несение доктора Бранда и выполнение сальто через море потребует огромного количества энергии. Реальный робот в этой ситуации, вероятно, имел бы колёса и когти, а не руки в форме Lego. Кроме того, есть часы, которые уйдут на программирование всего, от его словарного запаса до настройки юмора, что просто невозможно в одном продукте сегодня, по крайней мере, не в версии, настолько отточенной и детерминированной, как ТАРС. Не говоря уже о всех датчиках, схемах, проводах и гидравлике, которые должны быть упакованы в элегантную мобильную единицу. Для существования робота, подобного ТАРС, дюжинам гигантских технологических компаний пришлось бы посвятить тысячи человек полный рабочий день, чтобы работать над одним продуктом — возможно, десятилетиями. Фильм объясняет это тем, что это модифицированный военный робот, что логично в контексте, но, вероятно, не будет идеальным спутником для пилотируемой межзвёздной миссии. Вердикт: Искусственный интеллект быстро развивается (думайте о моделях GPT и антропоморфных роботах, таких как Atlas от Boston Dynamics), но один, полностью воплощённый спутник, настолько остроумный, автономный и физически способный, как ТАРС, всё ещё далеко от того, что любая компания создала. Монолитный, плиточный дизайн также маловероятен как форма.
Как «гравитационное уравнение» помогает массовому переселению человечества? Уравнение, которое Мурф пытается решить в своём одиночном стремлении «спасти человечество», просто называется «гравитационное уравнение» в фильме. Ну, в реальной жизни тоже есть гравитационное уравнение, хотя они не совсем одинаковые. В фильме Мурф и профессор Бранд пытаются разобраться с доской чисел, чтобы «решить гравитацию», что означает успех плана А, который является ответом на эвакуацию, который может помочь мировому населению переехать с планеты с помощью гравитационных ракет. Она в конечном итоге решает это, получив информацию о «бесконечной гравитации» внутри чёрной дыры. Одно из уравнений на этой доске — это версия знаменитого уравнения Эйнштейна, которое является дифференциальным уравнением для гравитации, объясняющим всё от Большого взрыва до чёрных дыр и почти любую гравитационную аномалию между ними. В написанном виде это уравнение выглядит так: Gμν + Λgμν = (8πG / c4) Tμν: левая часть кодирует, как искривляется пространство-время, а правая часть описывает материю и энергию, которые это искривляют. «G» в последнем члене — это гравитационная постоянная Ньютона, именно эту величину команда Бранда отчаянно пытается узнать, как контролировать. Открытие гравитационных волн LIGO, зарегистрированное 14 сентября 2015 года (сигнал GW150914) и объявленное в феврале 2016 года, подтвердило одно из ключевых предсказаний Эйнштейна о гравитации. Сигнал пришёл от двух сталкивающихся чёрных дыр, находящихся примерно в 1,3 миллиарда световых лет от нас. Кип Торн, который был научным консультантом «Интерстеллара», поделился Нобелевской премией по физике 2017 года за решающий вклад в это открытие. То, что Мурф пытается решить в фильме, — это по сути сложное концептуализированное уравнение Эйнштейна, которое помогает «создать гравитацию своей собственной», что может позволить поднять целые города в космос. Почти поэтично, что именно работа Эйнштейна в конечном итоге спасает человечество в фильме, а также немного помощи от Мурф и некоторых трансдименсиональных взаимодействий, конечно. Вердикт: Уравнения существуют в какой-то форме, но они не помогут нам покинуть Землю в ближайшее время. Так что, что такое «уравнение» в «Интерстелларе»? На экране уравнение, над которым Мурф и профессор Бранд усердствуют, никогда не записывается в виде одной строки; это доска, полная тензорного исчисления. Но Кип Торн, научный консультант фильма, объяснил, что это представляет собой попытку объединить общую теорию относительности Эйнштейна с квантовой механикой, долгожданную теорию квантовой гравитации. В частности, Бранд пытается смоделировать гравитационные аномалии (падающий дрон, узоры пыли в спальне Мурф) как утечку из более высокого измерения «массы», и выяснить, как контролировать гравитационную постоянную G, чтобы NASA могло поднять целые космические станции с Земли. Ключевой недостающий ингредиент — данные изнутри горизонта событий чёрной дыры (квантовая информация о том, как ведёт себя пространство-время, где общая теория относительности разваливается). Именно поэтому Коупер должен упасть в Гаргантюа: ТАРС собирает квантовые данные из сингулярности, а Коупер передаёт их Мурф в виде кода Морзе на секундной стрелке её наручных часов. Вооружившись этой информацией, взрослая Мурф, наконец, может завершить уравнение и разблокировать управляемую гравитацию. В реальной физике это именно тот тип информации, которой физики не имеют. У нас есть общая теория относительности (которая описывает гравитацию на больших масштабах) и квантовая теория поля (которая описывает другие три силы на малых масштабах), но нет экспериментально подтверждённой теории, которая их соединяет. Кандидаты существуют (строковая теория, петлевая квантовая гравитация, причинно-динамические триангуляции), но ни у одной из них нет закрытого решения в стиле Мурф, которое позволило бы нам поднять города на орбиту.
Замедление времени и планета с приливной волной Это, вероятно, самый сложный момент в фильме. Как может человек на космическом корабле состариться на 23 года, 4 месяца и 8 дней, в то время как люди на поверхности находятся там только около 3,5 часов? Давайте сначала попробуем понять некоторые основы замедления времени. Допустим, мы находимся на поверхности планеты Миллера с Ромилли на космическом корабле, вращающемся вокруг чёрной дыры Гаргантюа. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, часы, находящиеся глубоко внутри сильного гравитационного поля, тикают медленнее, чем часы, находящиеся далеко от любого массивного объекта, что и происходит в фильме. Доктор Бранд и Коупер приземляются на планете Миллера, которая опасно близко к Гаргантюа, где гигантская гравитация чёрной дыры резко замедляет местное течение времени. Гигантские приливные волны, которые они встречают, не вызваны быстрым вращением самой планеты; это приливные бугры, вызванные Гаргантюа, и планета колеблется через них, вращаясь вокруг. Орбита планеты Миллера вокруг Гаргантюа Ромилли, однако, вращается вокруг Гаргантюа на расстоянии, что делает влияние гравитации Гаргантюа на него намного меньше. Обратите внимание, что время замедляется только относительно между двумя группами людей; если мы предположим, что космический корабль «Эндюранс», в котором находится Ромилли, имеет одинаковый гравитационный потенциал, что и Земля, 23 года пройдут и для людей на Земле. Никто не фактически переживает что-либо в замедленном темпе. Если Коупер носил GoPro на голове в течение всего 3,5 часов и каким-то образом мог бы стримить этот видео на Землю мгновенно в одном кадре (что на самом деле невозможно из-за того, что информация не может путешествовать быстрее скорости света), его дочь Мурф увидела бы 3,5-часовой видео, а не замедленный. Если он стримил бы это в Periscope, однако, Мурф получала бы несколько битов каждые несколько дней или даже недель, и прямая трансляция была бы в ультразамедленном замедленном темпе. Для уровня замедления времени, изображённого в фильме (один час на планете, равный примерно семи земным годам), Кип Торн работал над числами в обратном порядке. Эффект в основном гравитационный, а не кинематический: Гаргантюа должен быть почти максимально вращающейся чёрной дырой, а планета Миллера должна находиться прямо за её горизонтом событий. Даже так, чтобы сохранить стабильную орбиту на этой высоте, планете всё ещё приходится вращаться вокруг Гаргантюа со скоростью более половины скорости света. Находясь так близко к чёрной дыре, на планету оказывали бы огромные негативные эффекты, и она, вероятно, не могла бы существовать в своём текущем виде из-за невероятных гравитационных сил, вовлеченных. Вердикт: Математика немного не точна, но с учётом некоторой творческой свободы, поскольку это научно-фантастический фильм, эффекты замедления времени точны. «Интерстеллар» (который отпраздновал 10-ю годовщину с переизданием в формате IMAX 70 мм в декабре 2024 года) остаётся одним из самых физически точных научно-фантастических фильмов, когда-либо созданных. Кип Торн, научный консультант фильма, профессор теоретической физики эмеритус Калифорнийского технологического института и лауреат Нобелевской премии по физике 2017 года, написал целую книгу об этом, называемую «Наука «Интерстеллара»», в которой подробно разбирает относительность, червоточины и сцены с тессерактом. Многие вопросы, которые возникают в фильме, объяснены, и его участие толкает фильм в область возможного от краёв научной фантастики, несмотря на его метафизические элементы… но это тема для другой статьи. Последнее обновление: Ашиш Тивари