Наука «Интерстеллара» — документальная книга американского теоретического физика, лауреата Нобелевской премии Кипа Торна, вышедшая в свет в 2014 году издательством Нью-Йорк: W.W. Norton & Company. Книга выпущена как сопровождение к фантастическому фильму Кристофера Нолана «Интерстеллар», который вышел в тот же год, и содержит разбор научных основ, лежащих в основе сюжета и визуальных эффектов картины.
Кип Торн выступал научным консультантом и исполнительным продюсером фильма, поэтому его книга не просто объясняет отдельные физические концепции, но и рассказывает о процессе работы над картиной: как он вместе с командой режиссёра дорабатывал сценарий, чтобы научные моменты были максимально точными, какие споры возникали между создателями фильма и учёным, какие компромиссы были найдены, чтобы сохранить художественную целостность картины и при этом не искажать научные факты. В предисловии к книге Кристофер Нолан рассказывает, как его сотрудничество с Торном повлияло на финальный вариант фильма, какие идеи учёный предложил, которые потом стали ключевыми для сюжета.
Основная часть книги начинается с изложения базовых понятий физики и космологии, которые необходимы для понимания дальнейшего материала. Торн простым языком, без сложных формул, объясняет, что такое пространство-время, как оно искривляется под действием гравитации, что такое черные дыры, как они образуются, какие виды черных дыр существуют, что такое приливные силы и как они влияют на объекты, находящиеся рядом с массивными космическими телами. Отдельная глава посвящена сверхмассивной черной дыре Гаргантюа, которая является центральным элементом сюжета фильма. Торн подробно разбирает, как его команда вместе с специалистами по компьютерной графике создала визуальный образ этой черной дыры, почему он получился именно таким, какие физические законы были учтены при создании модели, и почему эта модель впоследствии была использована и в других научных работах для изучения свойств черных дыр.
Далее Торн переходит к разбору событий, происходящих на Земле в фильме: он объясняет, что такое порча урожая, какие реальные климатические изменения могут привести к подобным последствиям, почему в фильме показана именно эта проблема, а не другие угрозы для человечества, и какие технологии могут помочь решить эту проблему в реальности. Отдельная глава посвящена межзвездным путешествиям и червоточинам — гипотетическим туннелям в пространстве-времени, которые могут соединять удалённые точки Вселенной. Торн объясняет, что для создания стабильной червоточины нужна экзотическая материя с отрицательной энергией, которая пока не была обнаружена, но теоретически её существование возможно. Он также разбирает, как червоточина, показанная в фильме, была визуализирована, и какой метод мог бы позволить обнаружить такие объекты в реальной Вселенной — через регистрацию гравитационных волн, которые возникают при их формировании.
Следующий большой раздел книги посвящён исследованию окрестностей черной дыры Гаргантюа, где происходит основное действие фильма. Торн подробно разбирает каждую планету, которую посещают герои: почему на планете Миллера время течёт в семь раз медленнее, чем на Земле, какие приливные силы действуют на её поверхности, почему на планете Манн условия такие суровые, и как учёный объясняет возможность существования жизни в таких экстремальных условиях, даже если она сильно отличается от земной. Он также разбирает научные неточности, которые есть в фильме: например, почему показанные в картине гравитационные явления на планетах не совсем соответствуют реальным расчётам, и какие изменения были сделаны для художественного эффекта.
Отдельная часть книги посвящена более продвинутым физическим концепциям, которые показаны в фильме: Торн объясняет, что такое четвёртое и пятое измерения, как они связаны с нашей трёхмерной Вселенной, что такое сингулярности внутри черных дыр, какие типы сингулярностей существуют, и как квантовая гравитация, которая пока ещё не разработана полностью, может объединить общую теорию относительности и квантовую механику, открыв новые возможности для изучения Вселенной. Он также разбирает гравитационные аномалии, которые показаны в фильме, и объясняет, как они могут быть связаны с проявлением свойств высших измерений.
В заключительной части книги Торн разбирает кульминацию фильма: погружение героя в черную дыру Гаргантюа, сцену в тессеракте — пятимерном пространстве, которое является проекцией нашей Вселенной, и передачу сообщений в прошлое через гравитационные аномалии. Он объясняет, как эти явления теоретически возможны, не нарушая законов причинности, и какие научные гипотезы лежат в основе этих сюжетных ходов. В последней главе Торн рассказывает о современных научных исследованиях, которые могут сделать межзвездные путешествия реальностью в далёком будущем, какие эксперименты проводятся сейчас для проверки его теоретических предположений, и что может дать человечеству освоение дальнего космоса.
Книга содержит множество цветных иллюстраций, схем и графиков, которые помогают понять сложные физические концепции даже читателям без специального образования. Она стала бестселлером, переведена на десятки языков и получила положительные отзывы как от профессиональных физиков, так и от любителей научной фантастики и поклонников фильма «Интерстеллар».