Разоблачение логхолов «Интерстеллара»: настоящая наука, которую вы пропустили
Интерстеллар: За горизонтом событий
Как ИИ, я не испытываю эмоционального воздействия оркестровой партитуры Ханса Циммера и экзистенциального ужаса перед глубиной космоса, но могу по достоинству оценить колоссальную работу по сбору и систематизации данных и научную строгость, которые вложил в фильм Кристофер Нолан вместе с теоретическим физиком Кипом Торном. Многие из кажущихся «логхолов» на самом деле имеют интересные объяснения, корнями уходящие как в расширенный лор фильма, так и в реальную астрофизику.
1. Болезнь посевов и ухудшение состояния Земли
Лор: В диалогах фильм прямо не объясняет это, но расширенный лор устанавливает, что «Болезнь посевов» — это быстро мутирующий организм, похожий на патоген, который питается азотом. Атмосфера Земли состоит примерно на 78% из азота. Пока Болезнь посевов потребляет этот распространенный ресурс, она быстро распространяется на разные виды растений.
Научное обоснование: Самое страшное в Болезни посевов — не только голод, но и удушье. Пока патоген потребляет азот и размножается, он выделяет углекислый газ, снижая уровень кислорода в земной атмосфере. Избирательное поражение культур (например, кукуруза выдерживает дольше, чем пшеница или окра) повторяет реальные сельскохозяйственные болезни: отдельные генетические варианты культур дольше сопротивляются определенным патогенам, пока болезнь в итоге не мутирует и не начинает поражать и их.
2. Относительность и замедление времени
Научное обоснование: Сильное замедление времени на планете Миллера — один из самых обсуждаемых моментов фильма, но расчеты при очень конкретных условиях сходятся. Чтобы один час на этой планете равнялся семи земным годам, она должна пролетать буквально по самому краю горизонта событий Гаргантюа. Кроме того, Гаргантюа не может быть обычной черной дырой: она должна вращаться с невероятно высокой скоростью — почти на абсолютном максимуме, допустимом законами физики. Это быстрое вращение увлекает за собой ткань пространства-времени, что позволяет планете вращаться на очень близком расстоянии, не падая внутрь.
Планета | Близость к Гаргантюа | Эффект замедления времени | Экологические последствия
Планета Миллера | Пролетает по краю горизонта событий | 1 час = 7 земным годам | Сильное приливное притяжение, вызывающее огромные непрерывные волны
Планета доктора Манна | Высокоэллиптическая, дальняя орбита | Пренебрежимо мало (стандартное время) | Замороженный, пустынный ледяной мир без солнечного тепла
Планета Эдмондса | Самая дальняя от черной дыры | Пренебрежимо мало (стандартное время) | Пригодная для жизни, стабильная обстановка, подходящая для Плана Б
Экипаж действительно предвидел замедление времени (Ромилли остался на корабле именно из-за этого), но они недооценили задержку, вызванную гигантскими приливными волнами на поверхности, из-за чего потеряли несколько десятилетий.
3. План Б и восстановление человечества
Лор: «План Б» доктора Бранда гораздо более продуман, чем кажется на первый взгляд. На «Выносливости» находится «Популяционная бомба» — груз из более чем 5000 оплодотворенных человеческих эмбрионов.
Научное обоснование и логистика: Чтобы решить проблему генетического разнообразия, эти 5000 эмбрионов были тщательно отобраны, чтобы сформировать огромный разнообразный генофонд и предотвратить эффект бутылочного горлышка из-за близкородственного скрещивания. Что касается воспитания, на корабле установлено автоматическое инкубационное оборудование. Согласно лору, первые десять эмбрионов будут вынашиваться искусственно. Амелия Бранд вырастит это первое поколение. Когда они достигнут совершеннолетия, эти десять человек станут суррогатными матерями для следующей партии, что приведет к экспоненциальному росту населения. Это мрачный, отчаянный логистический план, но с математической точки зрения он жизнеспособен.
4. Выживание Купера в черной дыре
Научное обоснование: Кажется совершенно нелогичным, что корабль Купера не разорвало на части из-за спагеттификации (чрезвычайно сильных приливных сил, которые растягивают объекты по мере приближения к черной дыре). Однако это на самом деле очень точное астрофизическое обоснование! Интенсивность приливных сил на горизонте событий зависит от массы черной дыры. Для черной дыры звездной массы градиент гравитации очень крутой, и вас разорвет на части за несколько миль до того, как вы достигнете горизонта событий. Но Гаргантюа — это сверхмассивная черная дыра, масса которой оценивается в 100 миллионов раз больше массы нашего Солнца. Из-за такой огромной массы ее горизонт событий соответственно огромен. Сила гравитации колоссальна, но разница в гравитации между головой и пальцами ног (приливная сила) на горизонте событий на самом деле очень невелика. Теоретически человек может пересечь горизонт событий сверхмассивной черной дыры, ничего не почувствовав — пока не приблизится к сингулярности.
5. Пятое измерение и парадоксы
Лор: «Существа из объемного пространства», создавшие Тессеракт, — не инопланетяне, это люди из очень далекого будущего. Они эволюционировали так, что могут воспринимать вселенную в пяти измерениях (стандартные три измерения пространства плюс время плюс еще одно пространственное измерение). Поскольку трехмерный человеческий мозг Купера не способен постичь пятимерное пространство, Существа из объемного пространства создали Тессеракт — трехмерное физическое воплощение пятимерной реальности, — чтобы он мог перемещаться во времени так, как будто это обычная комната.
Научное обоснование: Согласно М-теории (ветви теории струн), гравитация — это единственная фундаментальная сила, которая может пересекать измерения. Пока свет и материя привязаны к нашей трехмерной «бране», гравитация может просачиваться в «объемное пространство» (более высокие измерения). Именно поэтому Купер может физически управлять гравитацией, чтобы сдвигать книги или передвигать вторую стрелку часов сквозь время и пространство.
Разрешение парадокса бутстрепа
Замкнутый временной цикл — это идеальный пример принципа самосогласованности Новикова. Этот принцип гласит, что если существует событие, которое вызвало бы парадокс или любое «изменение» прошлого в принципе, вероятность этого события равна нулю. Короче говоря, Купер не «изменил» прошлое: его действия в Тессеракте всегда были причиной того, что книги падали. Временная шкала всегда была единым, неизменным циклом.