¿Qué piensan los físicos sobre la reciente representación de agujeros negros / agujeros de gusano en la película ‘Interestelar’? ¿En qué se diferencia de otras representaciones (NASA, EHT, etc.)? ¿Es realmente un descubrimiento significativo en términos de comprensión de la astrofísica?

No soy un físico (amante de la ciencia, sin embargo), pero creo que la representación del enorme agujero negro “Gargantua” en la película interestelar es más precisa de lo que pensábamos.

Antes de ver la película, mi imagen de un agujero negro se ve así:


Esta es una representación artística de un agujero negro. Bastante hermoso e impresionante, pero inexacto en varios aspectos, por ejemplo, el haz de rayos X en el poste no debe ser visible (al menos no en espiral como este), y no muestra la extrema distorsión de la luz a su alrededor. Casi todos los libros de texto y revistas científicas usan este tipo de imagen.

En contraste, la visualización CG de Gargantua en Interestelar se ve así:


Es tan diferente de la imagen popular anterior que me pregunté “¿debería ser esta la que no es realista y exagerada para lograr un efecto dramático?”

Después de buscar en Google, descubrí que utiliza las ecuaciones de vanguardia proporcionadas por el físico de CalTech Kip Throne basadas en la relatividad general de Einstein. Debería ser auténtico, ¿verdad? También,

– El disco de acreción parece ser demasiado pequeño en comparación con la representación artística anterior, pero siempre que Gargantúa sea ENORME (su horizonte de eventos está cerca de la órbita de la Tierra si se coloca en la posición de nuestro Sol, vea esta infografía), el disco de acreción es Realmente realista con un tamaño comparable.

– Incluso considerando la distorsión extrema del espacio-tiempo, la luz distorsionada (anillos verticales detrás de Gargantua) parece ser demasiado dramática, pero nuevamente, considere que Gargantua es MASIVA (100 millones de veces la de nuestro Sol, vea la infografía anterior) crearía tal Un efecto dramático.

Para verificar dos veces, encontré otra simulación por computadora realizada hace unos 10 años, que coincide bien con la simulación en Interestelar .


de este documento: http://iopscience.iop.org/1367-2…

¡Bien hecho, Chris Nolan y Kip Throne!

Reseña de la película del POV de un físico

Sin spoilers 🙂

Finalmente, puedo hacer lo mejor que puedo hacer con mi conocimiento en Física. Una crítica de cine. ¡Y por qué no, es Nolan quien se lo merece todo!

Sí, soy muy infantil cuando se trata de películas como The Prestige, Inception, Memento y The Dark Knight trilogy.

La película tiene un comienzo lento con Cooper (Matthew McConnaughey) vagando en sus granjas con sus hijos Tom y Murph. Siendo piloto e ingeniero, la idea de la agricultura lo aburre más. Murph siempre está buscando algo inusual y misterioso y sigue haciendo preguntas a Cooper sobre Ciencia y fantasmas y la semejanza de su nombre con la Ley de Murphy (Cualquier cosa que pueda salir mal, lo hará) a lo que él da una respuesta muy optimista.
Viven en un mundo de sequía y hambruna donde el ejército no existe. A medida que la humanidad se enfrenta a la extinción, encuentran un misterioso agujero de gusano cerca de Saturno desde donde necesitan explorar las posibilidades de supervivencia humana en otros sistemas solares.

La trama se desarrolla desde este punto en adelante y Coop está listo para una odisea del espacio-tiempo hacia lo desconocido, donde está constantemente en guerra con las ideas de regresar con sus hijos como lo prometieron o seguir buscando sistemas que puedan albergar humanos.

¡Agujeros negros, agujeros de gusano, relatividad! Bueno, la película los describe teórica y físicamente de una manera mucho más bella de lo que podría expresar o incluso el gran Stephen Hawking podría mencionar en su libro “Una breve historia del tiempo”. El hecho mismo de que el equipo Interestelar haya hecho todo lo posible para publicar artículos científicos en busca de una descripción física de un agujero de gusano y un agujero negro es asombroso. ¡Uno puede imaginar la dedicación y sinceridad de Christopher Nolan al escribir y dirigir una película de ciencia ficción cuando el famoso teórico y astrofísico mundial Kip Thorne es visto como un productor ejecutivo y consultor científico de la película! Inicialmente, el guión fue escrito por Jonathan Nolan y se suponía que Steven Spielberg lo dirigiría, pero se retiró, solo para divertirnos al encontrar la película en la canasta de Chris. No había vuelta atrás desde entonces.

El conjunto de actores favoritos de Nolan se debe ver, como siempre, en su mejor momento, por supuesto. El ingenio y las anotaciones del excéntrico Michael Caine (como profesor Brand) complementan perfectamente la partitura de fondo del ingenioso Hans Zimmer (que proporcionó música para la trilogía de Dark Knight, Inception, Rush, etc.). El diablo viste con la famosa actriz de Prada , Anne Hathaway, no decepciona en absoluto por su primera película de ciencia ficción y Matthew McConnaughey con toda su brillantez justifica totalmente su anterior Premio de la Academia sobre Leonardo DiCaprio para el club de compradores de Dallas con su papel inmaculado y excepcional como hijo , un padre, un astronauta en la película. Las emociones humanas y el conocimiento del pragmatismo siempre están en guerra, separados por una delgada línea sin que uno opaque al otro.

Nolan utiliza a la perfección los conceptos de agujeros de gusano (deformación del espacio-tiempo), viajes espaciales (dilatación del tiempo debido a la relatividad) sin comprometer ninguna ley de la física y explota el misterio detrás de los agujeros negros para dar un giro dramático a la trama, abriendo un puerta de debate y cinismo. Algunas agencias de noticias en línea y numbnuts pueden argumentar que es una posibilidad remota para la raza humana y un simple anuncio de 3 horas para la NASA para quien tengo simplemente dos palabras, “FY”.

En pocas palabras, la película de 169 minutos de duración tiene mucho más que ofrecer que los tres trailers que le mostraron y vale cada centavo que gastaría en dólares, euros o rupias. ¡Corre a un teatro Dolby-Digital cerca de ti lo antes posible y toma el paquete completo de un viaje salvaje en el espacio con creatividad y emociones desbocadas! ¡Y definitivamente esta no es una película donde las parejas deberían ir para satisfacer sus necesidades físicas, porque los entusiastas de Nolan y Física no tolerarían eso!

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Algunas notas y videos básicos para aquellos ajenos a los términos como singularidad, relatividad, agujeros de gusano, agujeros negros y dimensiones superiores:

La singularidad es un concepto teórico donde las leyes generales de la naturaleza (las leyes de Newton y la relatividad) y la materia dejan de existir. Lo que sucede adentro aún se desconoce.

Además de las tres dimensiones físicas que el cerebro humano puede percibir, el tiempo se considera una cuarta dimensión donde los objetos tridimensionales como nosotros se mueven linealmente. La curva de la cuarta dimensión o el movimiento no lineal en el tiempo se toma como la quinta dimensión, que es el concepto de un agujero de gusano, donde el espacio-tiempo es curvo. O simplemente imagine un cable 1-D que se dobla para formar un anillo 2-D. Eso es solo agregar una dimensión. Los agujeros de gusano son en realidad agujeros tridimensionales (esferas) que conectan diferentes puntos en el espacio-tiempo. (¡Análogo a cruzar un túnel hecho en una montaña, que sirve como atajo, en lugar de dar la vuelta a la montaña o sobre ella!) Es difícil para nosotros digerir este hecho porque nuestro cerebro está limitado para ver y percibir tres dimensiones. Pero el hecho de que una hormiga no pueda volar o moverse en más de 2 dimensiones al mismo tiempo, no significa que las aves no puedan volar y moverse en 3 dimensiones.

El agujero negro es una región en el espacio-tiempo de la que nada puede escapar, ¡incluso la luz! Por eso el nombre. Es la etapa final en la vida de una estrella que tiene una enorme masa y fuerzas gravitacionales. Varios científicos han dado pruebas teóricas de singularidad en los agujeros negros, pero después de todo, todo está en el papel. Como no se puede ver, la única forma de detectar un agujero negro en el espacio es por sus efectos gravitacionales. Las estrellas que giran alrededor de un punto misteriosamente se consideran que giran alrededor de un agujero negro.

Otro hecho no trivial que uno necesitaría para comprender el viaje espacial es la dilatación del tiempo. El tiempo no funciona al mismo ritmo para diferentes puntos en el espacio simultáneamente. El tiempo es relativo después de todo. Esto puede entenderse mediante una ecuación de la teoría especial de la relatividad como tiempo en un marco de referencia que se mueve a cierta velocidad ‘v’ con respecto a un marco fijo. En palabras simples, el paso del tiempo para un objeto en movimiento se ralentiza a medida que se acerca a la velocidad de la luz.

A continuación, agregué un video para comprender las dimensiones superiores y el segundo es sobre la investigación científica que se realizó en la realización de la película. ¡Disfrutar!

Si bien lograron tratar los agujeros negros y la relatividad con bastante rigor (¡bravo!), Parecen haber olvidado por completo algunas otras cosas básicas de física.

[ALERTA DE SPOILER]

Por ejemplo, las enormes olas en el planeta acuoso son imposibles de formar, ya que la altura de la cresta de una ola siempre debe ser igual a la profundidad de su valle. Están parados en el agua que parece tener aproximadamente 1 m de profundidad si recuerdo correctamente, aunque las crestas de las olas son mucho, mucho más altas. Esto no es posible .

Otro ejemplo (algo obvio) es solo la violación de la lógica básica, después de que el personaje principal ha entrado en el agujero negro. No puedo entender cómo sería posible empujar los libros en el estante de su hija, pero no pasar por el estante. Claro, un agujero negro puede ser extraño y ‘quién sabe qué sucede una vez que lo ingresas’, pero si puedes dejar que tu dedo haga contacto con un libro, también podrías llegar más allá de ese libro. Estoy menos preocupado por la parte de viajar en el tiempo que por la parte de tocar libros.

Hubo algunas otras cosas menores (que no puedo recordar en este momento) pero debo decir que cometieron una cantidad muy pequeña de errores si piensas en cuántos podrían haber hecho al intentar hacer una película tan compleja físicamente.

“¡Bien hecho!” Es mi veredicto personal.

Es bueno ver que Hollywood se está interesando mucho más en intentar que las películas se ajusten a la ciencia del mundo real. Estamos viendo más y más científicos que realmente colaboran con Hollywood (aunque la compensación (monetaria o de reconocimiento) que reciben es pequeña o nula). Pero a medida que esto se vuelva más común, comenzarán a recibir más compensación. Pero, en general, es un buen movimiento de ambas partes colaborar.

¿Puede ser que Hollywood pueda comenzar a financiar la ciencia pronto?

No soy fisico. Kip Thorne, el consultor científico de la película, es un experto mundial en agujeros negros. Recuerdo haber leído artículos del Dr. Thorne en Scientific American hace unos 40 años cuando era un fanático de la ciencia ficción adolescente. Más recientemente, el Dr. Thorne ha escrito un libro titulado The Science of Interstellar que puede comprar a su vendedor de libros en línea favorito.

También hay este artículo en una revista científica que cita trabajos anteriores y detalla cómo fueron más allá del trabajo anterior. ¡Incluso incluyeron una simulación física de cómo la lente de una cámara IMAX respondería a los rayos de luz del disco de acreción!
Lentes gravitacionales girando agujeros negros en astrofísica, y en la película Interestelar

Muy genial. La parte realmente genial fue la parte en que el tiempo se ralentizó para los astronautas porque estaban cerca del agujero negro. Eso fue genial porque parte de mi doctorado. disertación implicó trabajar con código que “ralentizó el tiempo” en una simulación de supernova, y me preguntaron sobre eso cuando me entrevisté para un gran banco de inversión.

Así es como investigaron extensamente sobre el tema y lo lograron

Creo que es genial. Es cierto que no es mi área, pero la luz del disco de acreción que se dobla alrededor del horizonte de eventos tiene sentido. Lástima que no tenemos observaciones para confirmarlo.

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