Tudományos szimulációnak már jó az Interstellar

Kip Thorne nem egy átlagos asztrofizikus. A fekete lyukak és féregjáratok szakértőjeként évek óta foglalkozott egy olyan film ötletével, amely ezeknek a rejtélyes égitesteknek a tulajdonságait használná fel. A lehetőségek tárháza igen széles: a féregjáratok hipotetikus átjárók a téridő távoli pontjai között, a fekete lyukak pedig mindenféle szédítő tulajdonsággal bírnak, idődilatációtól eseményhorizontig.

Társa is volt ebben a munkában, a filmproducer Lynda Obst személyében. (Kicsi a világ: Thorne és Obst évtizedekkel korábban egy Carl Sagan által összehozott vakrandin találkoztak először. Thorne javasolta később Sagannak a féregjáratot a Jodie Foster-féle Contact alapjául szolgáló regénybe.) A fekete lyukas/féregjáratos filmötlethez hamarosan megszerezték Steven Spielberget rendezőnek és Jonah Nolant forgatókönyvírónak. Spielberg végül aztán ment, egy újabb Nolan testvér, Christopher, pedig jött, és együtt átdolgozták a forgatókönyvet. Ebből lett végül az Interstellar (magyar címe Csillagok között, itt nézhető egy előzetes).

 

Kip Thorne. Fotó: Joseph Puhy.

 

 

Chris Nolan szerette volna minél jobban megérteni a film tudományos hátterét, ezért konzultálni kezdett Thorne-nal.

Az új forgatókönyvben – spoiler alert! – az űrhajósok lakható bolygókat keresnek, ahová az emberiség elmenekülhet a lakhatatlanná váló Földről. Tekintve, hogy a filmmel a realizmusra törekedtek, „hagyományos”, filmes fénynél gyorsabb közlekedés (szubtér, hiperűr, űrugrás, stb) nem jöhetett szóba.

Maradtak a féregjáratok. Sőt, van a forgatókönyvben egy fekete lyuk is. Ami egy újabb kérdést hozott magával:

Hogyan néznek ki ezek? Mármint nem vizuáleffekt-bullshit szintjén, hanem tényleg?

Nolannek a leghalványabb fogalma sem volt róla, de tudta, kinek lehet. Felhívta Kip Thorne-t, hogy hajlandó lenne-e segíteni a Double Negative cégnek, megadni a szükséges egyenleteket a vizuális effektek kiszámításához.

A féregjárattal kezdték a munkát. Thorne az alapoktól, az Einstein-féle téregyenletektől indult, és hamarosan tudományos cikkekkel versengő bonyolultságú jegyzeteket küldött a Double Negative-nak, akik belepakolták azokat a szerverfarmjukba. Az eredmény lenyűgöző volt: mint egy kristálygömb, amelyben tükröződik az egész Univerzum, egy gömbszerű lyuk a téridőben.

Interstellar-wormhole

 

A sikeres próba után nekifogtak a fekete lyuknak. Thorne egy közel fénysebességgel forgó égitest körüli téridő egyenleteit vezette le. A számításokhoz újra kellett írni az egész renderelő szoftvert is. Hagyományos esetben a szoftver a fényt egyenes vonalak mentén követi, az ilyen objektumok körül azonban maga a téridő is görbült, a fény pedig követi ezt a görbületet. A bonyolult fizika miatt voltak olyan képkockák, amelyeket 100 órán át számoltak a gépek, és összesen 800 terabájt adatot gyártottak le a filmhez.

 

Így torzítja el a fekete lyuk a fényt maga körül. Forrás: Kip Thorne.

 

De nem volt elég csak a fekete lyukat modellezni. Önmagában a fekete lyuk csak egy sötét korongnak tűnne, amely körül furcsán torzul az égi háttér, de Nolan szerette volna hangsúlyozni, hogy ez valójában egy gömbszerű égitest. Szerencsére a fekete lyukak nem csak a fényt térítik el. (Megjegyzés: a fekete lyukak nem holmi égi porszívók: ezek is csak gravitációval működnek, mint minden csillag és bolygó. Csak azt szippantják be magukba, ami túl közel kerül az eseményhorizonthoz.) Ha van anyag, vagyis gáz és por a fekete lyuk körül, és tulajdonképpen miért ne lenne, akkor az egy forró, forgó korongba rendeződik. Ilyen akkréciós korongokat sokfelé látunk csillagok körül is. Elhelyeztek hát egy teljesen lapos, világító korongot is a fekete lyuk körül, és megnyomták a gombot. Az eredmény pedig ismét lenyűgöző lett.

 

A korong elhajló fénye egy glóriát rajzolt ki a fekete lyuk körül.

interstellar.black_.hole

 

A Double Negative emberei egészen addig valamilyen bugra gyanakodtak a kódban, amíg Thorne meg nem látta a végeredményt. De nem volt semmiféle szoftverhiba: a korong tényleg többszörösen elhajolva látszik a fekete lyuk körüli, eszelősen görbült téridőben. A fényudvar természetes következménye volt a beadott matematikának, csak épp senki nem ismerte fel, amíg ténylegesen le nem modellezték. Így lett a sima CGI-ből tudományos szimuláció.

A végén Nolan megkapta, amit akart, egy esztétikus, mozivászonra való feketelyuk-ábrázolást. De Kip Thorne sem panaszkodhat: úgy véli, legalább két tudományos publikációt ki tud hozni a szimuláció eredményeiből.

Még nem tudjuk, tényleg olyan jó film lesz-e az Interstellar, ahogy azt az előzetesek és Nolan eddigi munkái sejtetni engedik (és ez a téma különben is a Geekz asztala). A látványra nem lesz panasz, a képek alapján fantasztikusan fognak kinézni az űrbéli jelenetek. De itt valójában többről van szó, mint puszta szépségről. Nolan és Thorne olyasmit mutat majd nekünk a fekete lyukakról, ami – a ami tudásunk alapján, legalábbis – ténylegesen igaz.

Forrás: Wired. Az alábbi videón Thorne, Nolanék és a Double Negative munkatársai beszélnek a közös munkáról, illetve pár render is feltűnik.

Népszerű
Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok vannak 2016. január 21-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.