الفلك

هل يوجد أي كوكب أو ثقب أسود يمكن أن نشهد فيه تمددًا زمنيًا كما في فيلم Interstellar؟

هل يوجد أي كوكب أو ثقب أسود يمكن أن نشهد فيه تمددًا زمنيًا كما في فيلم Interstellar؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

كما رأينا في فيلم Interstellar ، يذهب النحاس إلى كوكب حيث عانى من تمدد الوقت الذي كان لمدة ساعة واحدة من البقاء على هذا الكوكب سيكلف 7 سنوات على الأرض. إذن ، هل هناك أي كوكب أو ثقب أسود يتصرف فيه الوقت تقريبًا بهذا الشكل؟ لأن الكواكب في نظامنا الشمسي ستظهر اختلافات قليلة جدًا.


يمكنك بالتأكيد خدش أي منها الكواكب، لأن مجال الجاذبية الخاص بهم لن يكون قويًا بدرجة كافية. حتى النجم النيوتروني شديد الكثافة لن يعطي تأثيرًا كبيرًا ، على حد علمي.

بالنسبة للثقوب السوداء ، حسنًا ، بشكل أساسي أي سيعطي الثقب الأسود هذا التأثير. ومع ذلك ، فإن هذه الوسائل بعيدة للغاية للوصول إليها بوسائلنا الحالية.

رحلات آمنة!


مراقبة عمر الكون عندما يدور حول ثقب أسود

تخيل حضارة تتطور على الكوكب X تدور حول ثقب أسود (أو جسم مشابه ثقيل الجاذبية). بالنظر إلى تمدد الوقت بالقرب من مثل هذا الجسم الهائل ، هل يقيس سكان الكوكب X عمر الكون بشكل غير صحيح؟ هل يظهر الكون أكبر بكثير بالنسبة لهم؟

كسؤال متابعة ، هل هناك طريقة لقياس عمر الكون بشكل مستقل عن ظروف الراصد؟ ماذا عن الحالة المتطرفة (وغير المحتملة) لكوكب ما محاط بالثقوب السوداء؟


يمكن أن تدور آلاف الكواكب حول ثقوب سوداء هائلة الحجم

  • يقول علماء الفلك اليابانيون إن الكواكب يمكن أن تتكون في قرص حول ثقب أسود
  • ويتوقعون أن ثقبًا أسود هائلاً يمكن أن يكون موطنًا لآلاف الكواكب
  • تبلغ كتلة الكواكب التي تدور حول ثقب أسود حوالي عشرة أضعاف كتلة الأرض
  • يقول الباحثون إنهم سيحتاجون إلى تشكيل حوالي 10 سنوات ضوئية من ثقب أسود

أفاد باحثون يابانيون أن آلاف الكواكب الصخرية الضخمة يمكن أن تدور حول ثقوب سوداء هائلة الحجم بنفس الطريقة التي تدور بها الأرض حول الشمس.

تشير النظريات الحالية لتكوين الكواكب إلى أنها تتكون من قطع غبار رقيق في قرص من المواد المحيطة بنجم شاب.

النجوم الفتية ليست هي الكائنات الوحيدة التي تمتلك أقراص غبار & # 8211 ، بل توجد أيضًا تحيط بالثقوب السوداء فائقة الكتلة.

ركز الباحثون على هذه الأقراص الثقيلة من المواد وتوصلوا إلى استنتاج مفاده أن الكواكب يمكن أن تتكون من الغبار الرقيق الموجود في أقراص الثقب الأسود.

& # 8216 هذه الدراسة يمكن أن تفتح مجالًا جديدًا في علم الفلك & # 8217 مع العلماء الذين يدرسون حلقات الغبار المحيطة بالثقب الأسود ، كما يقول خبراء من جامعة كاجوشيما في اليابان.

النجوم الشابة ليست هي الأشياء الوحيدة التي تمتلك أقراصًا من الغبار. ركز الباحثون على الأقراص الثقيلة حول الثقوب السوداء فائقة الكتلة وتوصلوا إلى استنتاج مفاده أنها يمكن أن تؤدي إلى تشكل كوكبي

من المحتمل أن يكون ثقب أسود هائل & # 8211 مثل القوس A * في مركز مجرة ​​درب التبانة & # 8211 قد تشكل من خلال انفجار نجم هائل للغاية خلال السنوات الأولى من الكون.

تحتوي بعض الثقوب السوداء فائقة الكتلة على كميات كبيرة من المادة حولها على شكل قرص كثيف وثقيل.

يمكن أن يحتوي أحد هذه الأقراص على قدر من الغبار يصل إلى 100000 ضعف كتلة الشمس ، أو مليار ضعف كتلة الغبار لقرص غبار حول نجم فتي.

& # 8216A قرص غبار حول الثقب الأسود كثيف للغاية بحيث يتم حظر الإشعاع المكثف من المنطقة الوسطى وتشكل مناطق درجات الحرارة المنخفضة # 8217 ، كما قال البروفيسور كايشي وادا ، الذي ترأس فريق البحث.

من المحتمل أن يكون ثقب أسود فائق الضخامة & # 8211 مثل القوس A * في مركز مجرة ​​درب التبانة & # 8211 قد تشكل من خلال انفجار نجم هائل للغاية خلال السنوات الأولى من الكون

طبق الباحثون نظرية كيفية تشكل الكواكب حول نجم عادي على أقراص الغبار العملاقة حول الثقب الأسود ووجدوا أن الكواكب يمكن أن تتشكل في مناطق درجات الحرارة المنخفضة على مدى مئات الملايين من السنين.

& # 8216 تظهر حساباتنا أن عشرات الآلاف من الكواكب التي تبلغ كتلتها 10 أضعاف كتلة الأرض يمكن أن تتشكل على بعد 10 سنوات ضوئية من ثقب أسود ، & # 8217 يقول Eiichiro Kokubo ، الأستاذ في المرصد الفلكي الوطني في اليابان.

& # 8216 حول الثقوب السوداء قد توجد أنظمة كوكبية ذات حجم مذهل. & # 8217

طبق الباحثون نظرية كيفية تشكل الكواكب حول نجم عادي على أقراص الغبار العملاقة حول الثقب الأسود ووجدوا أن الكواكب يمكن أن تتشكل في مناطق درجات الحرارة المنخفضة على مدى مئات الملايين من السنين.

قال الباحثون إن هذه كلها نظرية في الوقت الحالي حيث لا توجد طريقة لاكتشاف أنظمة الكواكب حول الثقب الأسود ولا توجد طريقة لمعرفة ما إذا كانت الكواكب قد تشكلت أم لا.

فكرة الكواكب التي تدور حول ثقب أسود ليست جديدة. في فيلم Interstellar لعام 2014 ، تحلق شخصية ماثيو ماكونهي & # 8217s عبر حفرة دودة بالقرب من زحل بحثًا عن منزل جديد يهرب إليه البشر حيث أصبحت الأرض غير صالحة للسكن.

وجد نفسه بالقرب من & # 8216Gargantuan & # 8217 ثقب أسود هائل ويفحص عددًا من الكواكب التي تدور حول النجم الميت والتي يمكن أن تكون صالحة للحياة البشرية.

فكرة الكواكب التي تدور حول ثقب أسود ليست جديدة. في فيلم Interstellar لعام 2014 ، تحلق شخصية ماثيو ماكونهي & # 8217s عبر ثقب دودة بالقرب من زحل بحثًا عن منزل جديد يهرب إليه البشر حيث أصبحت الأرض غير صالحة للسكن

يركز الفيلم بشكل كبير على تأثيرات تمدد الزمن للثقب الأسود.

عندما عاد ماكونهي إلى مجموعتنا الشمسية ، كانت ابنته ، التي كانت في العاشرة من عمرها عندما غادر ، امرأة عجوز مع عائلتها.

ومع ذلك ، لا يعتقد الباحثون أن الكوكب الذي يدور حول ثقب أسود سيعاني من تأثيرات تمدد الوقت لأنه من المحتمل أن يكون على بعد أكثر من 10 سنوات ضوئية من الجسم النجمي.

تم نشر الدراسة في مجلة الفيزياء الفلكية.

ما هو & # 8217S داخل ثقب أسود؟

الثقوب السوداء هي أجسام غريبة في الكون اشتق اسمها من حقيقة أنه لا شيء يمكن أن يفلت من جاذبيتها ، ولا حتى الضوء.

إذا قمت بالمغامرة بالقرب منك وعبرت ما يسمى بأفق الحدث ، وهي النقطة التي لا يمكن للضوء أن يفلت منها ، فستكون أيضًا محاصرًا أو مدمرًا.

بالنسبة للثقوب السوداء الصغيرة ، لن تنجو أبدًا من مثل هذا الاقتراب الوثيق على أي حال.

تكفي قوى المد والجزر القريبة من أفق الحدث لتمديد أي مادة حتى تصبح مجرد سلسلة من الذرات ، في عملية يطلق عليها علماء الفيزياء & # 8216 spaghettification & # 8217.

ولكن بالنسبة للثقوب السوداء الكبيرة ، مثل الأجسام فائقة الكتلة الموجودة في قلب المجرات مثل مجرة ​​درب التبانة ، والتي تزن عشرات الملايين إن لم يكن مليارات المرات من كتلة نجم ، فإن عبور أفق الحدث سيكون خاليًا من الأحداث.

نظرًا لأنه يجب أن يكون من الممكن النجاة من الانتقال من عالمنا إلى عالم الثقب الأسود ، فقد تساءل الفيزيائيون والرياضيون منذ فترة طويلة كيف سيبدو هذا العالم.

لقد تحولوا إلى معادلات أينشتاين للنسبية العامة للتنبؤ بالعالم داخل ثقب أسود.

تعمل هذه المعادلات بشكل جيد حتى يصل المراقب إلى المركز أو التفرد ، حيث ، في الحسابات النظرية ، يصبح انحناء الزمكان لانهائيًا.


هل هناك أي حقيقة في تمدد الزمن الفضائي الذي لا يقهر؟ العلم وراء الخيال

ما هو الوقت؟ نحن نفكر فيه كشيء ، إن لم يكن ماديًا ، فهو حقيقي على الأقل. نعلم أنه كان هناك ماضٍ لأننا نتذكره ، ونعتقد أن هناك مستقبلًا لأنه في كل لحظة مررنا بها حتى الآن ، اتبعنا آخر بعد ذلك. يقال إنه يطير عندما تستمتع أو تقف ساكناً في لحظات مهمة عاطفياً. لكنها في الغالب تتحرك للأمام بمعدل ثانية واحدة في الثانية. نحن ، كل واحد منا ، مسافرون عاديون وبطيئون الحركة عبر الزمن.

المشكلة هي أن ثانية واحدة ليست هي نفسها دائمًا. يتحرك الوقت بمعدلات مختلفة اعتمادًا على ظروف الفرد أو الكائن. إنها فكرة أن الخيال العلمي يمكن أن يقضي يومًا ميدانيًا ، كما يظهر في سلسلة الأبطال الخارقين الجديدة من أمازون لا يقهر.

المزيد من العلم وراء الخيال

** المفسدون للحلقة 2 من لا يقهر أدناه.**

في الحلقة الثانية من برنامج لا يقهراستنادًا إلى قصة روبرت كيركمان المصورة التي تحمل الاسم نفسه ، يصل الأجانب عبر بوابة لمهاجمة الأرض. تحاول مجموعة صغيرة من الأبطال صدهم لكن سرعان ما يبدو أنهم سيخسرون. تستمر الكائنات الفضائية في القدوم وتقنيتها مثيرة للإعجاب للغاية. ثم يتغير شيء ما. ينكمش الجنود الفضائيون ويضعفون كما لو كانوا تحت تأثير بعض الأسلحة الكيميائية. يتراجعون عبر بواباتهم ويختفون.

يكشف الفحص أن الفضائيين لم يهزمهم سموم ، ولم يهزمهم الغلاف الجوي للأرض ، أو الجراثيم ، أو الماء ، أو أي من المذنبين المعتادين. لقد هزموا بمرور الوقت. على وجه التحديد ، يعمل الوقت بشكل أسرع بالنسبة لهم. لقد سقطوا ببساطة في سن الشيخوخة قبل انتهاء المعركة.

هناك إشارة مرجعية إلى "التاكيونز" ، التفسير الزمني المفضل للخيال العلمي ، ولكن من المقبول خلاف ذلك في ظاهره أن الوقت يمر بمعدل مختلف أينما أتوا ، وتأثير ذلك يتبعهم.

يحب الخيال العلمي إلقاء الكلمات المصطنعة أو المصطلحات المختلطة التي تبدو علمية ، ولكن هذا ليس واحدًا منهم. في حين أن التاكيونات هي مفهوم علمي مشروع ، إلا أنها لم تتم ملاحظتها بعد.

تصر النسبية على أن المادة العادية لا يمكن أن تتجاوز سرعة الضوء في الفراغ. مع اقتراب المادة من سرعة الضوء ، يصبح التسارع أكثر صعوبة ، مما يتطلب طاقة متزايدة حتى تصبح لانهائية. يمكن للجسيمات التي ليس لها كتلة أن تسافر بسرعة الضوء ، ولكن لا تتجاوزها ، إلا في ظروف محددة للغاية. التاكيون ، إذا كانت موجودة ، تتصرف بطريقة معاكسة. إنها تتجاوز دائمًا سرعة الضوء وتتطلب طاقة غير محدودة للإبطاء. مثل هذا الجسيم سيعكس السببية ، التي تظهر قبل إنشائها ، على الأقل من وجهة نظرنا.

في حين أن سرعة الضوء في الفراغ ثابتة - نوع من الحد العام للسرعة - يتباطأ الضوء عند السفر عبر وسائط مختلفة. على سبيل المثال ، عند السفر عبر الماء ، يتباطأ الضوء إلى حوالي 75 بالمائة من سرعته المعتادة. هذا هو سبب انكسار صورة جسم في وعاء به ماء ، مثل القش المكسور في كوب. يمكن للجسيم المشحون في وعاء الماء أن ينتقل أسرع من الضوء الموجود في نفس الحاوية. عندما يحدث ذلك ، يكون الجسيم قد تجاوز سرعة الضوء. نوعا ما. إنه لا ينتهك النسبية ، لكنه يصنع بعض التفاعلات المثيرة للاهتمام.

عندما يتحرك الجسيم المشحون عبر الوسط بشكل أسرع من السرعة المحلية للضوء ، فإنه يصدر إشعاعًا في مخروط خلفي. يمكنك تخيل هذا على أنه مشابه لدوي حاجز الصوت ، إلا بالضوء. يتوهج الإشعاع الناتج ، المعروف بإشعاع شرينكوف ، بلون أزرق ناعم.

يمكن أن يعطينا هذا التفاعل دليلاً على وجود التاكيونات إذا كانت موجودة بالفعل. مثل هذا الجسيم ، الذي يسافر أسرع من سرعة الضوء ، يجب أن يسبب نفس إشعاع شرينكوف حتى في الفراغ. حتى الآن ، لم يلاحظ مثل هذا التفاعل.

إذا تم تأكيد وجود التاكيون ، فسيغير الطريقة التي نفهم بها الكون ، لكن لن يكون لها أي علاقة بتجربة الفرد الذاتية للوقت. إذا لم تؤثر التاكيون على تجربتنا الشخصية للوقت ، فماذا تفعل؟

السرعة والجاذبية

لقد اكتشفنا تمدد الوقت عن طريق السرعة من قبل ولن نعيد صياغته هنا ، لأنه ليس مناسبًا حقًا لهذا السيناريو على أي حال. يعد إعداد أعدائنا الفضائيين أحد المواقع ، ويمكن أن يتأثر ذلك بالجاذبية.

من المفيد التفكير في الوقت ليس كشيء منفصل عن الفضاء ، بل كشيء متشابك بطبيعته. الجاذبية تشوه الفضاء ، وعندما تشوه الفضاء فإنك تشوه الوقت أيضًا. كلما زاد تأثير الجاذبية ، كلما طالت مدة دقات الساعة.

على عكس حالة التاكيون ، فإن هذه الفكرة مدعومة بأكثر من مجرد الرياضيات. تعمل الساعة الموجودة أعلى مبنى مرتفع بسرعة أكبر من ساعة على مستوى الأرض. التأثير ضئيل ولكنه حقيقي. إنه ليس شيئًا ستلاحظه وأنت تتنقل خلال حياتك اليومية ، ولكن يكفي أن نضطر إلى تفسير ذلك في مواقف معينة.

الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، التي تدور حول الأرض على ارتفاع مئات الأميال فوق السطح ، تعيش وقتًا أسرع مما نفعل على الأرض (الحقيقة الكاملة أكثر تعقيدًا بعض الشيء لأنها تتحرك أيضًا بسرعات عالية). بالنظر إلى أن تلك الأقمار الصناعية تعتمد على حسابات دقيقة من أجل العمل بشكل صحيح ، فإن أي اختلاف في الوقت يسبب مشاكل ، لا سيما استقراء على فترات طويلة. من أجل مواجهة تأثير تمدد الوقت ، يجب على تلك الأقمار الصناعية تصحيح هذا التمدد.

مجالات الجاذبية متغيرة في جميع أنحاء الفضاء. كلما زاد حجم الكوكب أو النجم أو الثقب الأسود ، وكلما اقتربت منهم ، زاد تأثير الجاذبية على الأجسام القريبة. مع اقترابك ، يتباطأ الوقت. لهذا السبب كان ماثيو ماكونهي يبكي بشدة واقع بين النجوم. بينما كان يحاول إنقاذ البشرية في مكتبة الوقت ، ظلت الساعات في المنزل تدق.

بعبارات أبسط ، كلما كان مجال الجاذبية أقوى ، كان تقدم الوقت أبطأ. من الواضح أن العكس هو الصحيح أيضًا. ونتيجة لذلك ، فإن السلالة الفضائية القادمة من كوكب أقل كثافة من الأرض بشكل دراماتيكي وبدون تأثيرات جاذبية كبيرة أخرى ستختبر الوقت بسرعة أكبر مما نفعل على الأرض. وإن لم يكن بمعدل مختلف بما يكفي لحساب ما نراه على الشاشة. حتى الكوكب الصغير بشكل لا يصدق سيكون لديه تباين جاذبي كاف ليكون مهمًا.

من الممكن إذن ، أن هؤلاء الأعداء الفضائيين ، بعد عودتهم إلى ديارهم من خلال بواباتهم ، يمكن أن يمروا بوقت شخصي أكثر مما نعيشه ولكن لن يكون كثيرًا ، ولن يتبعهم هذا التأثير إلى الأرض. بمجرد وصولهم ، سيكونون عرضة لنفس تشويه الزمكان كما نحن. الجاذبية المشتركة والحركة النسبية تعنيان تجربة مشتركة للوقت.

سيتعين علينا ركل بأعقابهم الغريبة بالطريقة المعتادة. انتظارهم حتى يتقدموا في السن ليس خيارًا.


الإجابات والردود

لكن هذا الخيط مليء بالأشياء الأخرى لدرجة أنه قد يكون هناك ما يبرر موضوع آخر يعتمد على التفاصيل. كنت أفكر في موضوع حول الآفة على الأرض. هل يمكن أن يصبح التدمير البيئي سيئًا للغاية لدرجة أننا سنضطر إلى ترك الكوكب للبقاء على قيد الحياة؟

رد بوب: يبدو أن الثقب الأسود لديه إسقاط ضوئي غير متساوٍ للغاية - لذلك قد يتلقى كوكبان على نفس المسافة كميات مختلفة جدًا من الضوء من جارجانتوا. هذا بالإضافة إلى الغيوم والأيونوسفير يمكن أن يؤدي إلى ما رأيناه - ولكن لن يكون هناك ليلة في هذا العالم.

أيضًا ، نظرًا لحجم Gargantua ، فمن المحتمل أن يستغرق الأمر عدة قرون أو آلاف السنين حتى يدور كوكب حوله. سيكون مثل الشمس التي تدور حول درب التبانة.

باستثناء أي جسم له مثل هذا التمدد الزمني الكبير يمكن اعتباره (من إطار سكون غير دوار) متحركًا عند c ، وبالنظر إلى أن أفق الحدث للثقب الأسود يتساوى خطيًا مع كتلته ، يجب أن تكون فترة مدارية طويلة جدًا. على الاطلاق.

100 مليون كتلة شمسية = شيء مثل قطر 300 مليون كيلومتر ، ومن منظور خارجي ، يجب أن يستغرق إكمال مدار قريب حوله ما يشبه 3140 ثانية ، والتي من منظور الجسم الدوار ، مثل كوكب الماء مع عامل تمدد زمني 60 ألف سيكون 0،052 س؟ ربما أفسد إطارات الراحة الخاصة بي.


شرح السفر عبر الزمن في الأفلام

السفر عبر الزمن عنصر أساسي في العديد من أفلامنا المفضلة. ولكن ماذا عن كل العلوم التي تحدث وأنت تنفجر إلى الماضي؟ ما مقدار ما نراه على الشاشة الفضية ممكن بالفعل ودقيق علميًا؟

قررنا لمعرفة ذلك. جلس أستاذ الفيزياء وعلم الفلك شين لارسون معنا ، واخترنا دماغه للحصول على إجابات لأسئلة السفر عبر الزمن من الأفلام.

اولا في المقام الاول اولا قبل كل شي - هل من الممكن فعلا السفر عبر الزمن؟

يقول لارسون إن الناس يسألونه ذلك دائمًا.

قال "الجواب نعم". "لأنك وأنا وصلنا الآن من الأمس. سافرنا إلى المستقبل ".

أجل ، أجل ، نحن نعلم. لكن السفر عبر الزمن أكثر تعقيدًا ، ووفقًا لارسون ، هناك أسباب وجيهة لسبب تفكيرنا فيه في أفكارنا الاحتياطية وكذلك في الأفلام.

"هذا ما نفعله في رؤوسنا طوال الوقت. قال لارسون: "نعيد النظر في ماضينا ونقول ،" واو ، هل كان هذا أفضل ما فعلته حقًا؟ " "والتفكير في السفر عبر الزمن يتيح لك طريقة ، خاصة في سياق الأفلام ، لاستكشاف ذلك. لهذا السبب تروق لنا هذه المناقشة. إنها تناشدنا. لأننا جميعًا نحب أن نذوب أدمغتنا ".

لذلك ، بدون مزيد من اللغط ، إليك ما تعلمناه عن السفر عبر الزمن على الشاشة الفضية.

توقع بعض المفسدين للأفلام لـ واقع بين النجوم, هاري بوتر وسجين أزكابان, اتصال و المنتقمون: نهاية اللعبة!

واقع بين النجوم (2014)

نبدأ بما يعتبر مثالاً لما يدور حوله "علم الأفلام الجيد". من إنتاج عالم الفيزياء الحائز على جائزة نوبل كيب ثورن ، والذي عمل أيضًا كمستشار علمي للفيلم ، واقع بين النجوم يحصل على الكثير بشكل صحيح. كان البروفيسور لارسون باحثًا في مرحلة ما بعد الدكتوراة في مجموعة ثورن البحثية وكان سيذهب إلى عروض واقع بين النجوم للقيام بالأسئلة والأجوبة.

”بشكل عام. قال لارسون: "كل شيء في هذا الفيلم رائع ودقيق حقًا ، وليس تخمينيًا للغاية من حيث كل الوقت والجاذبية." على طول الطريق حتى النقطة التي سقطت فيها سفينة الفضاء [كوبر] في الثقب الأسود. بعد [سقوط كوبر في الثقب الأسود] ، [العلم] بطريقة مضاربة ".

انتظر ، من الدقيق أن كوبر سيقدم في العمر بضع ساعات وستتقدم ابنته لعقود عندما يذهب إلى هذا الكوكب مع موجات عالية جدًا بالقرب من الثقب الأسود؟

نعم! كل هذا بسبب تمدد الوقت وقانون النسبية العامة لأينشتاين ، الذي قضى أينشتاين عقدًا في العمل عليه ، من 1905 إلى 1915. الأجسام الضخمة ، مثل النجوم والثقوب السوداء و (حتى إلى جدا حد طفيف) ينحني البشر في نسيج الكون ، ويعرف أيضًا باسم الزمكان.

قال لارسون: "نظرًا لأن المكان والزمان جزء من الزمكان ، فعندما تنحني الأجسام الضخمة مثل الثقوب السوداء الفضاء بشدة ، يجب أيضًا أن ينحني الوقت بقوة شديدة".

هذا الانحناء للوقت نفسه يتسبب في إبطاء الوقت نسبيا للمراقبين الذين ليسوا في وجود تلك الجاذبية القوية. بالنسبة إلى كوبر ، الذي يقع بالقرب من الجاذبية الهائلة للثقب الأسود ، ستختبر ابنته مورف مرور الوقت بمعدل أسرع. وهذا بالضبط ما يحدث في الفيلم - نرى انتقال Murph إلى Cooper عندما تكون بالغة ، وتتقدم في السن لعقود في غضون ساعتين فقط بالنسبة إلى Cooper.

إذن ما الذي يحدث مع مشهد الثقب الأسود؟

من المهم أن تعرف أن الثقب الأسود يتشكل حول نقطة ذات كثافة لا نهائية ، تسمى التفرد ، مع جاذبية قوية جدًا بحيث لا يمكن لأي شيء ، ولا حتى الضوء ، الهروب. الإنسان الذي يقترب أكثر فأكثر من التفرد سيكون معكرًا ، وهو المصطلح التقني المحبب للانفصال عن طريق الجاذبية إلى خيوط طويلة من "السباغيتي" بسبب الاختلاف المذهل في الجاذبية بين قوة الجاذبية في قدميك مقابل رأسك. في الفيلم ، كوبر ليس معكرونة - لكن هذا لا ينهار العلم. وفقًا لارسون ، لن يحدث التعرق على الفور إذا كان الثقب الأسود ضخمًا بدرجة كافية ، مثل الثقب الموجود في واقع بين النجوم. في النهاية ، سيقترب كوبر من التفرد ويكون معكرًا ، لكن ليس بعد.

ومع ذلك ، هناك طريقة لتجنب التعرق والسفر نظريًا عبر الزمن - ما عليك سوى السقوط في ثقب أسود Reissner-Nordström ، الذي يحتوي على شحنة كهربائية متصلة به. مع هذه الثقوب السوداء ، عند اجتياز أفق الحدث - أو النقطة التي لا يمكن للضوء بعدها أن يفلت من جاذبية الثقب الأسود - يمكنك مناورة سفينتك الفضائية لتجنب و "التحليق بعيدًا عن التفرد" دون أن تكون معكرًا. هذا يجعل الثقب الأسود من الداخل نفقًا يخرج من مكان آخر.

هذه النهاية للنفق ستكون حفرة بيضاء. لكن ، من الناحية النظرية ، هذا ممكن. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر الثقوب السوداء الدوارة (تسمى ثقوب كير السوداء) من أكثر الثقوب السوداء شيوعًا في الطبيعة. يمكنهم أيضًا السماح بالسفر عبر "النفق" داخل الثقب الأسود. سليم العقل؟ ونحن نتفق. على الرغم من عدم وجود أي دليل حتى الآن على وجودها في الطبيعة ، إلا أن هذه الثقوب البيضاء يمكن أن تكون وسيلة قابلة للتطبيق "للهروب" من الثقب الأسود.

بقدر ما حدث بالفعل عندما سقط كوبر في الثقب الأسود؟

قال لارسون: "ما حدث في Interstellar هو هذا العمل المتعلق بالأبعاد الأعلى. وقد يكون أو لا يكون متعلقًا بالطريقة التي يكون عليها العالم."

بمعنى آخر ، قد تكون هناك أبعاد إضافية وقد لا تكون كذلك. فقط لو واقع بين النجوم قد سلك طريق الثقب الأبيض.

هاري بوتر وسجين أزكابان(2004)

في الجزء الثالث من سلسلة هاري بوتر ، السفر عبر الزمن هو الذي ينقذ الموقف في النهاية. على مدار عامها الثالث في هوجورتس ، استخدمت هيرميون جرانجر جهازًا يسمى أداة تقليب الوقت للعودة بالزمن إلى الوراء وحضور المزيد من الفصول (وهو موجود في حمضنا النووي). في نهاية الفيلم ، تأخذ هاري إلى الوراء عبر الزمن من أجل إنقاذ عراب هاري ، سيريوس بلاك ، من الذهاب إلى سجن أزكابان الساحر.

يتم عرض نفس المشهد مرتين ، مرة من خلال عيون الماضي هاري ورون وهيرميون ومرة ​​من وجهة نظر هاري وهيرميون وهم يسافرون في الزمن ويرون أنفسهم. هناك لحظة واحدة عندما يتعرض هاري للهجوم من قبل dementors ، وكان سيعاني من "قبلة dementor" (الموصوفة في الكتاب على أنها مصير أسوأ من الموت) لولا قيام شخص ما بإلقاء تعويذة الراعي على طرد المخترقين بعيدًا. يعتقد هاري أنه والده ، ولكن عندما عاد بالزمن إلى الوراء ، أدرك أن والده لم يكن هناك أبدًا. يجب عليه أن يلقي الراعي من أجل إنقاذ نفسه.

لكن هذا لا يمكن أن يكون له معنى ، أليس كذلك؟ إذا لم يكن والد هاري هناك ، فكيف نجا هاري ليعود بالزمن إلى الوراء وينقذ نفسه؟ من أنقذه في المرة الأولى؟

قال لارسون: "هذه حلقات لا نهاية لها". "ما تعتقد أنه من الماضي قد تضمن بالفعل حقيقة عودتك."

حسنًا ، لنعد نسخة احتياطية. تذكر عندما قلنا أن المكان والزمان موجودان

؟ في حين هذا صحيح ، على حد علمنا ، هناك فرق مهم بين المكان والزمان - الاتجاه. في الفضاء ، على سبيل المثال ، يمكنك المشي إلى الأمام والخلف. بينما يمكننا المضي قدمًا في الوقت المناسب ، لم يتم إثبات قدرتنا على العودة إلى الوراء.

وهذا ما يسمى تخمين حماية التسلسل الزمني - لم يتم إثباته ، ولكن لم يتم دحضه. قال لارسون إنه في هاري بوتر ، فإن التسلسل الزمني محمي لأن ذواتهم المستقبلية تعود دائمًا.

"تم إنقاذ هاري من قبل شخص يلقي راعي الأيل القوي حقًا. من كان هذا؟ قال لارسون "لقد كان هاري المستقبل". "وكان دائمًا هناك وكان دائمًا ينقذ الشاب هاري ، لأنه إذا لم يفعل ذلك ، فلن يتمكن هاري الصغير من الوصول إلى المستقبل للعودة وإنقاذ نفسه. إنها ليست مفارقة ، إنها ضرورة ".

اتصال (1997)

يحكي هذا الفيلم ، المبني على رواية كارل ساجان التي تحمل الاسم نفسه ، قصة العالم الدكتور إيلي أروواي الذي اعترض رسالة من حضارة خارج كوكب الأرض بالقرب من فيغا. في ذروة الفيلم ، تدخل Arroway في جراب في آلة ترسلها عبر سلسلة من الثقوب الدودية لزيارة حضارة ET. أثناء عودتها إلى الأرض ، تفقد الوعي وتستيقظ عندما يسقط الكبسولة في شبكة أمان أسفل الماكينة. بالنسبة للعلماء في الغرفة ، يبدو أن جراب Arroway قد سقط ببساطة من خلال الجهاز ، لكن Arroway يعتقد أن 18 ساعة قد مرت. على الرغم من أن الآخرين لم يصدقوها في البداية ، إلا أن جهاز التسجيل الخاص بها سجل 18 ساعة من السكون.

الثقب الدودي هو في الأساس نفق يربط بين مكانين مختلفين في الزمكان. بالنسبة إلى Arroway ، ربطها الثقب الدودي بالنجم Vega. إذا لم تسافر عبر ثقب دودي ، لكان قد أخذها كثير أطول - يبعد Vega حوالي 25 سنة ضوئية. وفقًا لمجلة Scientific American ، إذا سافرت Arroway بسرعة أسرع جسم من صنع الإنسان - مركبة الفضاء Voyager - فستستغرق حوالي 490.000 سنة للوصول إلى Vega.

ولكن مع وجود ثقب دودي ، يمكن أن يصل Arroway إلى هناك في جزء صغير من الوقت. تخيل نقطتين على قطعة من الورق. يمكنك الانتقال من واحدة إلى أخرى أثناء السفر خطيًا عبر الصفحة ، أو يمكنك طي الصفحة وعمل فجوة تربط بين النقطتين. وبالمثل ، إذا تخيلت كرة ، يمكنك الانتقال من نقطة إلى أخرى عبر سطح الكرة - أو يمكنك قطع نفق عبر المنتصف ، والذي سيكون مسافة أقصر بكثير. تؤدي هذه الأنفاق وظيفة الثقوب الدودية.

المنتقمون: نهاية اللعبة (2019)

السفر عبر الزمن في نهاية اللعبة هو "فوضوي" ، حسب لارسون. ومع ذلك ، من منظور علمي ، هناك إمكانية لفرضية العوالم المتعددة ، حيث يوجد على ما يبدو عدد لا حصر له من المسارات التي قد يتخذها واقعنا. لكن هل يمكننا القفز من فرع إلى آخر؟ في الفيلم ، يستطيع المنتقمون القيام بذلك ، ويستخدمون هذه الحقيقة في فيزياء عالم أفلامهم لجمع أحجار إنفينيتي من السنوات السابقة وأماكن في عالم موازٍ.

على الرغم من الفوضى التي يمر بها الوقت في لعبة نهاية اللعبة ، إلا أن لارسون ينظر إليه بتفاؤل قوي.

قال لارسون: "نحن نحب هذا النوع الغريب من الأشياء الغريبة المتناقضة". "إنه لمن الممتع التفكير فيها. إنه شيء رائع أن تفعله بعد ظهر يوم السبت حول شواء شواء ".

الحقيقة هي أننا لا نمتلك التكنولوجيا للسفر عبر الزمن حتى الآن وما زلنا نحاول فهم فيزياء ذلك. من الجنون التفكير فيه ، وربما يومًا ما سيكون كل شيء منطقيًا. ولكن في الوقت الحالي ، يمكننا الاستمرار في الذهاب إلى السينما ومشاهدة الأشخاص يسافرون عبر الوقت على الشاشة ، حتى لو كان الأمر محيرًا للغاية.

قال لارسون: "نحن في تلك المرحلة من نمو المعرفة الآن عندما نحاول فقط أن نفهم". "إنها مرحلة صعبة أن تكون فيها ، لكنها مرحلة ممتعة أن تكون فيها لأنه يمكنك التحدث عن أشياء غريبة. يذوب عقلك. وهو الشيء الذي قلناه إننا نحبه ".


هل يمكن للبشر استعمار كوكب على حافة الثقب الأسود؟

كما قد يتوقع المرء بعد إصدار أي فيلم منتظر بشدة من مخرج يحظى باحترام كبير ، كريستوفر نولانواقع بين النجوم قوبلت ببعض التعليقات الحماسية ولكن أيضًا ببعض الانتقادات القاسية. وبغض النظر عن جميع القضايا المتعلقة بالشخصيات ، كان العديد من الناس يستهدفون العلم في الفيلم. يبدو من الغريب أن يتم إجراء مثل هذا التدقيق لفيلم عندما تضمن الفيلم السابق للمخرج مليارديرًا كان يرتدي زي الخفاش لمحاربة الجريمة ، والذي تمكن أيضًا من علاج كسر في الظهر بحبل وبعض تمرينات الضغط في جحيم غير معروف- سجن مع تغذية CNN مخصصة فقط وسجين مجنون للحفاظ على رفاقه ، ولكن هناك تذهب.

في الواقع ، كل تشريح علم واقع بين النجوم دفعت عالم الفيزياء الفلكية المشاهير نيل ديجراس تايسون لتقديم دعمه للموضوعات العلمية الأساسية للفيلم. لقد استمتع بالتأكيد بالفيلم وكان على استعداد للتسامح مع عدد من قضايا الخيال العلمي ، لكن علينا أن نتذكر أن المحاورين على شبكة سي بي إس يسألون عن الفرق بين الثقب الأسود والثقب الدودي ، لذلك هناك درجة معينة من التقليل من إجاباته المطلوبة. كما يدعي تايسون اتصال ليكون فيلمه المفضل والأكثر واقعية من أفلام الخيال العلمي الذي شاهده على الإطلاق ، لذلك علينا أن نتساءل عما إذا كان يدفع فقط من أجل ماكونيز قبل كل شيء.

بدلاً من التركيز على فحص شامل للعلم ككل في واقع بين النجوم، يجب أن أتساءل عن جزء واحد ، ودعنا نعطي جزء كبير من الدهون تنبيه الكابح قبل الوصول إليها. إذا لم تكن قد رأيت واقع بين النجوم، ربما ترغب في القيام بذلك قبل قراءة هذا ، مع الأخذ في الاعتبار أنه سيكون هناك الكثير من الأشياء التي قيلت حول الحبكة وحتى نهاية الفيلم.

هذا ما أتساءل عنه: كوكب ميلر. إذا كنت تبحث عن منزل جديد لتستعمره ، فهل من الممكن تصور الذهاب مع عالم على حافة ثقب أسود. هل كانت زيارة كوكب ميلر فكرة جيدة على الإطلاق؟

الجواب: ليس للبشر أبدًا ، لكن من الممكن أن يعتقد شخص آخر ذلك.

دار كوكب ميللر حول ثقب أسود يعرف باسم Gargantua ، مما تسبب في كل أنواع المشاكل لفريق الهبوط. لم تكن فقط مسؤولة عن قوى المد والجزر الشاهقة في محيطها البالغ قدمين ، والتي خلقت موجات يبلغ ارتفاعها مئات الأقدام ، تسبب مجال الجاذبية الهائل أيضًا في تمدد الوقت. هذا في الواقع ليس مفهومًا جديدًا للخيال العلمي. Stargate SG-1 يستخدم هذا المفهوم بشكل روتيني. ومع ذلك ، فهي واحدة من المرات القليلة التي تم فيها الالتزام بشاشة الأفلام الرائجة.

ببساطة ، ستؤدي حقول الجاذبية الهائلة إلى إبطاء الوقت بالنسبة للأجسام القريبة منها ، وهو ما يحدث قدرة التحمل فريق من ذوي الخبرة. كل ساعة على الكوكب تعني مرور سبع سنوات خارج مجال الجاذبية. هذا عامل ضغط يبلغ 61،320 ، وهو ما يكفي للاحتفاظ به ماثيو ماكنوي يبحث عن الشباب إلى الأبد.

يقترح تايسون أن زيارة كوكب على حافة ثقب أسود هي فكرة مروعة ، حيث غرد قائلاً: "شخصيًا ، سأبقى بعيدًا عن الثقوب السوداء قدر الإمكان". هذا لأنه ، بالإضافة إلى تمدد الوقت ، يمكن أن يكون للثقوب السوداء أيضًا تأثير غير متوقع على الفضاء. إنها ظاهرة ليس لدينا سوى القليل جدًا من المعرفة المباشرة بها ، وعلى الرغم من أن روميلي (ديفيد جياسي) كان لديه 23 عامًا لدراسة واحدة عن قرب بينما كان ينتظر Cooper (McConaughey) و Brand (الممثلة الامريكية انا هاثاوي) بالعودة ، فهناك الكثير عنهم لن نفهمه أبدًا في المستقبل المنظور.

يتمثل أحد مصادر القلق بالنسبة لكوكب ميللر في ما إذا كان سيحافظ على مداره مستقرًا على المدى الطويل. تمتص الثقوب السوداء باستمرار المادة المحيطة ، وهو ما يتسبب في ظهور قرص التراكم اللامع حول التفرّد في الفيلم. هذه الحلقة هي آخر بؤرة استيطانية للفضاء الطبيعي قبل أن يتم امتصاص المادة بعد أفق حدث الثقب الأسود. يدور بسرعة ويمكن أن يولد إشعاعًا كهرومغناطيسيًا (بشكل أساسي في شكل أشعة سينية) قبل أن يختفي إلى الأبد. بالطبع ، يجب أن تذهب هذه المادة إلى مكان ما ، وهو الثقب الأسود نفسه ، مما يؤدي إلى زيادة الكتلة باستمرار. إلى متى سيستمر كوكب ميلر على حافة ذلك الثقب الأسود قبل أن يغرق في قرص التراكم ويرسل البشرية في حالة فرار مرة أخرى؟

قد يكون هذا تفسيرًا محتملاً لمصدر كل ضوء الشمس على كوكب ميلر ، يقترح تايسون. ومع ذلك ، فإنه يشير أيضًا إلى أن هذا لم يتم تفسيره.

بينما يمكن أن تكون هناك شمس أخرى في هذا النظام ، والتي لم يذكرها أحد لأنهم كانوا يركزون بشدة على Gargantua ، فإن هذا غير مرجح. في حين أن الكواكب التي تدور حول أنظمة النجوم الثنائية موجودة ، يجب أن تكون الشموس قريبة نسبيًا من بعضها وذات أحجام متقاربة بشكل معقول. خلاف ذلك ، ستجعل قوى الجاذبية من الصعب على كوكب ما تحقيق مدار مستقر.

ومع ذلك ، حتى لو تمكنت سفينة ميلر من الوصول إلى الكوكب ...

كيف كانوا سيتلقون حتى رسالة ميلر؟

يوضح الفيلم أنه لا يمكن إرسال البيانات المعقدة إلى الأرض من خلال الثقب الدودي. بدلاً من ذلك ، كان عليهم الاعتماد على الأصوات والإشارات البدائية. ومع ذلك ، يلعب عامل تمدد الوقت هنا أيضًا. مثلما يتباطأ الوقت بمعامل 61،320 ، ستتأثر إشارة من سطح الكوكب. وهذا من شأنه أن يجعل الأمر ping أشبه بـ piiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiing ، فقط مع بقاء الكلمة على وشك واقع بين النجوم.

لا توجد طريقة لإرسال ping عبر الفضاء. سيتم ذلك مع شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي. While the speed of light would remain constant, the gravity would dramatically increase a ping’s wavelength and decrease its frequency. Had the original ping been sent back as a 30 GHz EHF signal used in radio astronomy, it would have dropped down to the AM radio band range. Had it been sent as a visible light laser signal, it would have dropped down into radio frequency range. The question then becomes whether anyone would receive that signal? And if they did, surely someone would have noticed something was wrong.

In any case, as the astronauts contemplate the time dilation on Miller’s planet prior to landing, not one of these genius scientists take into account that Miller herself is already experiencing the phenomenon. While she had been sent there a decade before, it was pretty obvious from their own math that she would have landed only an hour or so ago. Sure, they figure this out once they encounter the tidal waves and head back to their ship, but it was pretty clear on the onset this would happen.

So if Miller’s planet was such a terrible choice, and it would have been nearly impossible to communicate even with rudimentary pings…

Who would have sent them there?

The film makes it pretty clear that humanity in its highly evolved, multidimensional future state was responsible for sending back messages and constructing a way for humanity to travel to another world. However, there’s another possibility, and it also has to do with Miller’s planet.

When the astronauts arrive on Miller’s planet – both Miller herself and the Endurance crew – they land in the ocean to face lethal tidal waves. Two astronauts are left behind, literally dead in the water: Doyle (Wes Bentley) and Miller.

However, a dead body is more than just a dead body. Human beings are a cesspool of bacteria and other microscopic organisms. When a person dies, those microbes don’t just die with it. Some of them will literally start to feed off the body itself, which is one of the reasons bodies rot so effectively. The suits of the two dead astronauts in the ocean of Miller’s planet would quickly be torn apart by the tidal waves and release trillions of microbes into the sea.

It is possible that many of those bacteria would eventually die on the barren world. However, bacteria can be persistent, and they can also be hardened and surprisingly resilient in the harsh conditions of space. Add to this the unpredictable effects of evolution so near a black hole, and it is conceivable that the dead bodies of Miller and Doyle seeded the planet with life.

Fast-forward billions of years, and it might be possible that intelligent life evolved on Miller’s planet. Perhaps this intelligent life transcended three dimensions and used its powers to bring these bald apes from Earth through a wormhole to a planet unsuitable to save humanity on the outer edge of a black hole. Unlike the future humans who would have no business luring astronauts to such a hostile world, these beings would find it implicitly necessary to have Miller and the Endurance mission land.


What واقع بين النجوم Got Right and Wrong About Science

I f you&rsquore one of the estimated 3 gajillion people who have seen or will see Chris Nolan&rsquos blockbuster movie واقع بين النجوم, one thing is already clear to you: this is not a documentary. That means it&rsquos fiction, specifically science fiction, which is how you get the sci and the fi in the sci-fi pairing. So if you go into the movie looking for a lot of scientific ‘gotcha&rsquo moments, let&rsquos stipulate up front that you&rsquore going to find some.

That said, part of واقع بين النجوم&rsquos considerable appeal is that it does go heavy on the science part of things. Nolan enlisted Caltech cosmologist Kip Thorne as the film’s technical adviser, and Thorne kept a whip hand on the production, ensuring that the storyline hewed as closely as possible to the head-crackingly complex physics that govern the universe.

So where did واقع بين النجوم play it absolutely straight and where did it take the occasional narrative liberty? Here are a few of the key plot points and the verdict from the scientists (warning, there may be spoilers ahead):

1. A worm hole could open in space, providing a short cut from one side of the universe to the other. Verdict: Mostly true

Worm holes are a pretty well-accepted part of modern cosmology and it&rsquos Thorne&rsquos theorems that have helped make them that way. The idea is that if you think of space-time less as a void than as a sort of fabric&mdashwhich it is&mdashit could, under the right circumstances fold over on itself. Punching the necessary holes in that fabric so that you could make your universe-transiting trip would be a bit more difficult. That would require what&rsquos known as negative energy&mdashan energetic state less than zero&mdashto create the portal and keep it open, says Princeton cosmologist J. Richard Gott. There have been attempts to create such conditions in the lab, which is a long way from a real wormhole but at least helps prove the theory.

One bit of license the واقع بين النجوم story did take concerns how the wormhole came to be. It takes a massive object to generate a gravity field sufficient to fold space-time in half, and the one in the movie would have to be the equivalent of 100 million of our suns, says Gott. Depending on where in the universe you placed an object with that kind of mass, it could make a real mess of the surrounding worlds&mdashbut it doesn&rsquot in the movie.

2. Getting too close to the gravity well of a massive object like a black hole causes time to move more slowly for you than it would for people on Earth. Verdict: True

For this one, stay with space-time as a fabric&mdasha stretched one, like a trampoline. Now place a 500-lb. cannon ball on it. That&rsquos your black hole with its massive gravity field. The vertical threads in the weave of the fabric are space, the horizontal ones are time, and the cannon ball can&rsquot distort one without distorting the other, too. That means that everything&mdashincluding how soon your next birthday comes&mdashwill be stretched out. Really, it&rsquos as simple as that&mdashunless you want to spend some time with the equations that prove the point, which, trust us, you don&rsquot.

3. It would be possible to communicate to Earth from within a black hole. Verdict: Maybe

The accepted truth about a black hole is that its gravitational grip is so powerful that not even light can escape&mdashwhich is how it got its name. But even physics may have loopholes, and one of them is something known as Hawking radiation, discovered by, well, guess who. When a particle falls into a black hole, the fact that it’s falling creates another form of negative energy. But nature hates when its books are unbalanced&mdasha negative without a corresponding positive is like a debit without a credit. So the black hole emits a particle to keep everything revenue- neutral. Zillions of those particles create a form of outflowing energy&mdashand energy can be encoded to carry information, which is how all forms of wireless communication work. That&rsquos hardly the same as being able to radio down to Houston from within a black hole&rsquos maw, but it takes you a big step closer.

4. It would be possible to survive the leap into the black hole from which you hope to do your communicating in the first place. Verdict: False&mdashexcept&hellip

Cosmologists vie for the best term to describe what would happen to you if you crossed over a black hole&rsquos so-called event horizon, or its light-gobbling threshold. The winner, in a linguistic landslide: spaghettification&mdashwhich does not sound good. But that nasty end may not happen immediately. &ldquoMost people would agree that a person who jumps into a black hole is doomed,&rdquo says Columbia University cosmologist and best-selling author Brian Greene, &ldquobut if the black hole is big enough, you wouldn&rsquot get spaghettified right away.&rdquo That’s small comfort, but for a good screenwriter, it’s all the wiggle room you need.

5. And finally: Anne Hathaway could move through time and space and help save all of humanity and her hair would still look fabulous. Verdict: Who cares? We wouldn&rsquot have it any other way.


واقع بين النجوم, Where No Movie Has Gone Before

T here is no reason at all you should care about the universe. For one thing, it doesn’t care a whit about you.

It’s huge, it’s cold, it’s soulless. It’s possessed of forces that would rip you to ribbons the second you dared to step off the tiny planetary beachhead it has permitted us. What’s more, it completely defies understanding, at least for anyone who’s not fluent in the language of singularities and space-time and wormholes and all the rest.

But never mind, because we believe in it all–and oh, how we love it. Big cosmology has become our secular religion, a church even atheists can join. It addresses many of the same questions religion does: Why are we here? How did it all begin? What comes next? And even if you can barely understand the answers when you get them, well, you’ve heard of a thing called faith, right?

Like religion, cosmology has its high priests: Einstein and Hawking–people who, like Muhammad and Jesus, don’t even need second names. It has lesser priests as well: Carl Sagan, Neil deGrasse Tyson–the great communicators. It has its storytellers too, none more powerful than those in Hollywood. And no moviemaker is currently more influential than Christopher Nolan, director of the coming-soon, don’t-miss, shrouded-in-secrecy Interstellar.

The premise of Interstellar is simple enough. Earth is dying from an unnamed blight, and it’s the job of a small band of astronauts (led by Matthew McConaughey and Anne Hathaway) and scientists (Jessica Chastain and Michael Caine) to look for a new world to colonize before it’s too late. So far, that could be the stuff of a Bruce Willis joy ride–a rocket-jock movie in which lots of things blow up and lots of people die.

But Interstellar has bigger ambitions–ambitions that go hard at the physics and at those cosmic questions. That’s not easy if you want to keep your movie entertaining. I watched Ron Howard successfully wrestle with the same challenges as he was making Apollo 13, a movie based on the book I co-authored with mission commander Jim Lovell. In some ways Nolan has it easier, because a sci-fi movie can take liberties a nonfiction tale like Apollo 13 couldn’t.

But in some ways he has it harder. It’s an awfully slippery slope once you start getting glib with your physics, and what starts with a Saturn V can end up with warp drive, and no one takes you seriously anymore. “[You can use] science fiction as an escape from the constraints of reality,” Nolan said during a sit-down with TIME, along with McConaughey, Chastain and Hathaway, in Los Angeles on Oct. 22. “But what we’re trying to do is observe those constraints and then move to the most extreme places we can with them.”

That opens up lots of narrative possibilities. Since time moves slower for a space traveler than it does for people on Earth, what of the commander (McConaughey) when he takes off on his humanity-saving mission? To him it’s an extended business trip, but by the time he gets home, his 10-year-old daughter could be middle-aged. If you fancy a wormhole in your film, exactly what should it look like? If you want a black hole, how does a real one behave? A deep dive into those questions isn’t typical popcorn-feature fare, but our appetite for it appears infinite.

Nolan believes our fascination is rooted in the fact that we can gaze at the universe we wonder about: it’s visible, if unreachable. “You can actually look up at the sky and see this stuff. That’s the prime thing,” says Nolan. “Looking up at the stars is the primal connection.”

That’s part of it, surely, but the other part is that unlike the millennia of humans who have previously gazed skyward, people of the modern era are actually puzzling out the cosmological physics. “The question I get more than any other when I talk about being in space is, ‘Did you see a black hole?'” says retired astronaut Marsha Ivins, a five-time shuttle veteran who served as a technical consultant on Interstellar. “Black holes are the dinosaurs of our era. If you could make a black-hole plush toy, it would be a big seller.”

So great is our hunger for a science film that can both entertain and edify that in the same week that Interstellar opens, so does David Marsh’s deeply moving film The Theory of Everything, a biopic about Stephen Hawking, which deals with much of the same science as Interstellar while telling Hawking’s personal tale. But the films are also linked in a less obvious way. Hawking’s lifetime goal, as described both in the movie and his books, has been to write a single, elegant equation that unites the large-scale universe–up at the level where stars and planets and galaxies live–with the quantum, or the province of bosons and quarks and other subatomic particles. Nolan is trying to do much the same, only in cinematic and human terms.

You could be forgiven for not liking Chris Nolan right away. Film-industry shorthand for him is that he’s cold, and his critics say his movies–which include the phantasmagoric dreamscape Inception and the Batman Dark Knight trilogy–are cold as well. It’s true that in the casual world of Hollywood, where every day on the set is dress-down day, Nolan is famously buttoned-up–rarely seen without a suit and tie. He once told London’s Sunday Telegraph that it’s a habit he adopted out of respect for the crew. That may be true, but it does nothing to make him seem more approachable. He has no cell phone and doesn’t use email either–again, either pose or preference, but hardly the behavior of a man who wants to be reached.

But the “cold” label doesn’t bear close scrutiny. He is a father of four, married to a woman he met when he was in college his wife Emma Thomas has been the co-producer of all his movies. And he can be playful with his stars, laughing easily and intimately with them, and he takes care to hand out credit whenever he can.

To keep Interstellar scientifically honest, Nolan signed on Kip Thorne, the celebrated theoretical physicist from Caltech who literally wrote the book–numerous books, actually–on much of the cosmology referenced in the movie. So central has Thorne been to cosmological science that he appears as a character in The Theory of Everything too. With such an eminence on the Interstellar set, the cast had to get up to speed on the science fast, all except Hathaway, who came to the movie already interested in and conversant with cosmology. But when she talks about that fact, she is almost apologetic, describing her understanding as “a grain of sand on Kip Thorne’s beach of knowledge.”

Nolan will have none of that. “You shouldn’t be so shy about your interest in science,” he says. “According to Kip, you know a lot about it. He’s on record.” Hathaway demurs: “I was very poor at math and science, but as I got older, it did start to make more sense.”

When it comes to the screenplay, Nolan is equally generous. One of the niftier details in the script involves the names of Hathaway’s and McConaughey’s characters–Brand and Cooper, the names of real astronauts. In McConaughey’s case the name is actually twice resonant, a hat tip to both NASA’s Gordon Cooper, whom everyone called Gordo, and to Hollywood’s Gary, whom people called Coop. The characters in Interstellar address McConaughey’s Cooper in the same abbreviated way, a little wormhole of its own that neatly links the lone commander stepping forward to save the planet in Interstellar and the lone sheriff doing the same for Hadleyville in High Noon. Sweet touch, but Nolan deflects credit to his brother Jonathan, who co-wrote the script.

The science, to hear cosmologists tell it, can be spot-on too. For all the merits of last year’s space adventure Gravity, it went soft on that part–particularly when it came to orbital mechanics, with the entire movie turning on an accident that could never happen. But for Interstellar, Thorne’s equations were even incorporated into the special effects to ensure that things look the way they should. “Kip has calculated the ray tracings going through the wormhole geometry,” says Princeton cosmologist J. Richard Gott. “What he determined is that a wormhole should look like a mirrored ball that might be sitting in your garden, except that when you looked through it you’d see a garden on Alpha Centauri.” And in Nolan’s hands, it does look like that.

It’s hard not to admire the respect Nolan has for the nonfiction history that informs this fictional film as well. At one point, the Interstellar plot calls for the spacecraft to begin spinning at 67 revolutions per minute, a speed that can lead to vertigo, and we see McConaughey’s and Chastain’s characters struggling not to black out. It’s a beautifully shot scene, and it could stand on that all by itself. But if you’re deep in NASA geekdom–which Nolan knows many of his viewers will be–the moment recalls a similar spin-up at almost exactly the same 67 r.p.m. aboard Gemini 8 in 1966, a mishap that nearly cost the lives of astronauts Neil Armstrong and Dave Scott. That parallel is no accident.

“I did add that to the script based on that Gemini story,” Nolan says. “Those are the missions we kept coming back to. That program felt the most raw and experimental.”

McConaughey’s performance plays into that too–the pilot out in here-be-dragons territory, trying whatever he can to keep his mission going. It’s similar to the way Lovell often described the Apollo 13 experience to me–turning over card after card in a mortal game of solitaire and playing each one the best way he could.

“Every hero doesn’t go do this great big hero thing,” McConaughey says. “They do the simple thing over and over and over. And they have endurance and they have persistence and they stick to it.” That hero remains necessary to human affairs whether he–or she–is a Western pioneer or a space explorer. “No matter how much technology has evolved,” says McConaughey, “it comes back to human will, human chutzpah, human resilience.”

There’s a similar authenticity to the part of Interstellar that takes place on Earth. The scourge that’s killing the planet wipes out crops and turns the world into one great dust bowl. Nolan employs the documentary trope here, with a few elderly earthlings looking into the camera and describing the wasteland their world has become. If it sounds eerily like those actors know exactly what they’re talking about, it’s because they do–and most of them aren’t actors. They’re survivors of the real 1930s Dust Bowl who were originally interviewed by Ken Burns for his 2012 documentary on those plague years.

“I was watching it for research and was so moved by it,” Nolan says. “We could not in the film make it as bad as it really was or people wouldn’t believe it.”

But the Interstellar dust bowl was bad enough, and that made the scene in which McConaughey leaves to save the world the most wrenching moment in the movie. No fool that 10-year-old daughter of his–played by Mackenzie Foy–who must stay behind on the earthly wasteland. She knows that Dad may be gone for decades. Dad, meanwhile, a frustrated rocketeer who was grounded after the blight hit and government space programs became an unaffordable luxury, suddenly sees his ticket to ride. So is it selfish to leave? (Yes.) But isn’t it selfless too, since he just might save the world–including his child? (Yes again.) Both father and daughter know all those painful truths, and call the director cold if you want, but the scene absolutely scalds.

“Cooper, in my mind, felt like he got screwed out of being what he was put here to be,” says McConaughey. “Now he has a chance to go experience his dream again, and on top of that, oh, he may save the species. But he also has to make his daughter feel safe. People will take action if it’s personal–in their house, in their kitchen.”

That dual perspective–the cosmos and the kitchen–is a big part of what sets Interstellar apart from the other movies to which it will be compared, particularly Stanley Kubrick’s 2001: A Space Odyssey. It speaks to the thematic hugeness and the emotional aridness of 2001 that the movie’s most memorable character is the HAL 9000 computer, who may have betrayed the crew but still breaks your heart when he pleads for forgiveness as astronaut Dave Bowman is shutting him down. Interstellar suffers from no such bloodlessness.

Chastain’s character spends much of the movie in a state of coiled–and sometimes uncoiled–rage. But when she’s at her blackboard, working on her equations, she relaxes–even exults. “She’s protected by the numbers,” Chastain says. “It’s an obsession for her. It’s a way not to feel, and it’s how she realizes that science and the spiritual world are the same thing.”

Nolan doesn’t hesitate to call that spirituality religion, and Hathaway, the science student in the Interstellar cast, sees things that way too. “I might botch the quote,” she says, “but I just kept thinking about Einstein saying, ‘Science without religion is lame religion without science is blind.'” For the record, she didn’t botch the quote.

Hathaway’s perfect recall of Einstein is a reminder that movies have become a real source of scientific inquiry for millions of people in an age when science itself can be too baffling and complicated to comprehend. Which is why the way Nolan treats the science is so reassuring. It wasn’t just the wormhole that was handled well it was the business of time dilation too. When the astronauts make a brief stop on a planet that is so close to the gravity well of a black hole that one hour spent on its surface is the equivalent of seven years on Earth, the device isn’t placed in the script just to create don’t-waste-a-second tension–though it does. It’s because that’s how the science would really work.

“One of the defining features of a black hole is that it imprints a gravitational field around it,” says cosmologist and best-selling author Brian Greene of Columbia University. “And gravity doesn’t just pull on matter–it pulls on time itself.” You can think of space and you can think of time, but if you think of them together as the horizontal and vertical threads in a weave, you realize that you can’t stretch one without stretching the other.

Just as true, if far trickier, is another aspect of black holes. It’s received wisdom that what happens in a black hole stays in a black hole. But suppose your plot requires information in the form of some kind of energy to come back out or the human species dies? As it happens, there’s a scientifically honest way to do that, thanks to something called Hawking radiation, which lets telltale particles break free, providing clues to what’s going on within.

“Information about whatever went into the black hole–stars, planets, Buicks, typewriters–is shredded,” says Princeton’s Gott. “But the Hawking radiation comes back out, so some of that information could come out too.” This left Nolan free to play within the mysterious world inside the black hole, and he does–to dizzying effect.

A critical part of what is likely to be the success of Interstellar is the mind-virus quality of so many of Nolan’s films. It was impossible to watch Inception and then go to bed without the mysteries of the dream world you were about to enter noodling at your thoughts. The same was true of your awareness of the fragility of memory–and the destruction of the self that can result when it’s lost–that came from watching 2000’s Memento, a mystery involving a man with anterograde amnesia.

Interstellar will unavoidably help us look at the cosmos more as cathedral than void–a place to contemplate the riddles of space and time, yes, but life, death and love too. That’s explicit in the movie. “My character is someone who tries to connect with love through science,” says Chastain. “And when she does, she blossoms.”

And it’s implicit too. It’s not for nothing that Hathaway’s astronaut character is a trained biologist and not, say, an engineer. She’s engaged with the science of life. “It sounds like, I don’t know, such a hippie thing,” she says. “But go stare at a leaf. You can draw molecular charts, you can talk about photosynthesis or decomposition. But just staring at it is such a treat.”

Both of those imponderables–the science and the treat–are things we can rarely wrestle with on our own. So we refract them through our philosophy and our faith and our equations too, trying to tease out the colors that will make them make sense. We need all the encouragement we can get to keep asking those questions, because their complexity can sometimes make us duck them entirely.

Long ago, in May 1969–more than a year before Nolan was born–the crew of Apollo 10 was orbiting the moon, preparing to take the lunar module out for a final test drive low over its jagged mountains in preparation for the first landing, which was just two months away. The night before that hair-raising ride, astronaut Gene Cernan looked out his spacecraft’s window at the clay-gray moon 60 miles below, and his thoughts and words were captured by the onboard voice recorder that operated throughout the entirety of all the Apollo missions.

“Where do you suppose a planet like this comes from?” he asked. “Do you suppose it broke away from the–away from the Earth like a lot of people say?”

“Don’t ask me, babe,” his crewmate John Young answered. “I ain’t no cosmologist. I don’t care nothing about that.”

“It sure looks different,” Cernan said, trailing off.

Cernan’s question hung unanswered in the air, and before long the men turned to other, more immediate matters. That chasm–between the machinist and the poet, the engineer and the philosopher–is one that has always existed between and within all of us. It is the job of stories like Interstellar to help us close the gap.


1 إجابة 1

You can get the time dilation factor by computing the redshift of a radial photon emitted by someone on a circular orbit, compared to the frequency measured by someone at rest at infinity. The derivation of this formula is a bit involved, but the answer is not too complicated: $ frac>=frac+a> ight)^<1/2>> $ This is for a prograde orbit, and I'm using units where $G=c=M=1$. For an extremal black hole, $a=1$ and the ISCO is at $r=1$, so you can see this factor diverges and you can get arbitrarily high redshifts coming from orbits near the horizon.

It's also interesting to consider the nearly extremal black hole, where $a=1-epsilon$. In that case the ISCO is located at (again, from a somewhat involved calculation): $r_ approx 1+(4epsilon)^<1/3>$ Using these formulas, we can compute the time dilation factor coming from the ISCO to lowest order: $frac>approxleft(frac<2>epsilon ight)^<1/3>$

So it is diverging as $epsilon ightarrow 0$, but it is doing so rather slowly. For example, say for some reason you wanted 1 hour in the orbit to correspond to 7 years at infinity, which is a factor of about $60000$. This requires an $epsilon approx 10^<-14>$, so it requires the black hole to be very close to extremal. Also if you consider Kip Thorne's bound that says astrophysical black holes can only ever reach $epsilonapprox .002$, the maximum time dilation factor you can achieve is around $10$.


شاهد الفيديو: Interstellar Docking Scene HD (شهر فبراير 2023).