Научный консультант фильма «Интерстеллар» о загадках Вселенной

Кип Торн, физик-теоретик и консультант фильма «Интерстеллар», написал книгу о научных теориях, в которых искали вдохновение сценаристы. Оказывается, ни один сюжетный поворот в кинокартине не противоречит науке. Что известно ученым о черных дырах, червоточинах, другой Вселенной и путешествиях во времени? Обо всем этом — в книге «Интерстеллар. Наука за кадром». Несколько фактов из нее:

Искривление пространства и другая Вселенная

В фильме «Интерстеллар» космический корабль попадает в другую галактику благодаря червоточине. Только так герои могут преодолеть столь огромное расстояние за небольшой отрезок времени.

Существование червоточин действительно возможно, потому что наше трехмерное пространство имеет способность прогибаться. К такому выводу пришел еще Эйнштейн. Другой любопытный вопрос: куда же оно прогибается? По мнению физиков, внутрь многомерного гиперпространства, принадлежащего другой Вселенной!

Если представить, что мы живем не в трехмерной, а в двухмерной Вселенной, то примерно так выглядели бы искривленное пространство, червоточины и черные дыры. Иллюстрация из книги

Герои фильма говорят лишь об одном дополнительном измерении гиперпространства, однако все гораздо сложнее. По вычислениям ученых Майкла Грина и Джона Шварца, у иной Вселенной десять измерений: одно временнóе и девять пространственных.

Еще немного о червоточинах

По законам теории относительности, любая сферическая червоточина непременно схлопнется, как только возникнет. Однако Кипу Торну не давал покоя вопрос: можно ли сделать что-то, чтобы червоточина осталась открытой и стала порталом, как в фильме?

И он решил эту задачу! Червоточина должна быть наполнена веществом, обладающим отрицательной энергией (иначе говоря, «экзотической материей»). И экзотическая материя — это не просто фантазия. Она может существовать в реальности. Небольшое количество такого вещества ученые способны добыть в лабораторных условиях.

Представьте, что на нашей планете появилась червоточина от Графтон-стрит в Дублине до пустыни в Южной Калифорнии. Пройти через нее можно было бы за несколько секунд. Иллюстрация из книги.

Проблема в том, что пока ученые не знают, как получить столько экзотической материи, сколько необходимо для создания прохода, и каким способом поместить ее в червоточину.

Искривление времени

В фильме способность времени искривляться играет важную роль. Вблизи черной дыры Гаргантюа время для главного героя Купера замедлилось настолько, что он совершенно не состарился, а его дочь, оставшаяся на Земле, стала ровесницей собственного отца.

Удивительно, но все это нисколько не противоречит науке. В 1912 году Эйнштейн догадался, что тела с большой массой, например планеты или черные дыры, искривляют время. И чем сильнее замедляется время, тем больше гравитация. У черной дыры оно почти останавливается, поэтому и гравитация там огромная.

Эту теорию подтвердили многочисленные эксперименты. В ходе одного из них ученые Боб Паунд и Глен Ребка сравнивали скорость течения времени в подвале 22-метровой башни Гарвардского университета со скоростью его течения на вершине этой башни. На триллионные доли секунды вверху время шло быстрее.

Много ли черных дыр во Вселенной

В центре почти каждой галактики есть огромные черные дыры. Самая тяжелая черная дыра из тех, что известны, находится в галактике NGC1277. Ее масса в 17 млрд раз больше массы Солнца, и она находится в 250 млн. световых лет от Земли.

Кроме массивных, в нашей галактике существует около ста миллионов сравнительно небольших черных дыр, масса которых от трех до тридцати солнечных масс.

Черная дыра. Иллюстрация из книги

В Солнечной системе черных дыр нет, и это хорошая новость. Огромная гравитация черной дыры изменила бы земную орбиту и привела к катастрофе. Земля оказалась бы рядом с Солнцем и сгорела или, напротив, сместилась очень далеко и замерзла. Возможно, наша планета покинула бы Солнечную систему или ее засосала бы черная дыра. Но, к счастью, чтобы добраться до самой близкой черной дыры, нам нужно преодолеть примерно три сотни световых лет.

Еще больше любопытных фактов — в книге «Интерстеллар. Наука за кадром»