Наука наносит ответный удар: проверка фактов в кинофильмах - Андреас Мюллер
Конечно, возле черной дыры, такой как Гаргантюа, замедление времени куда сильнее. В фильме планета Миллер расположена так близко к дыре, что за один час там на Земле проходило семь лет! Эта цифра абсолютно верна, ведь научным консультантом на съемках «Интерстеллара» выступал лауреат Нобелевской премии Кип Торн. Он самый известный в мире эксперт по теории относительности и признанный специалист в области теории Эйнштейна. (Стивен Хокинг, который, безусловно, более известен, увы, умер в марте 2018 года.) Кстати говоря, всем, кто интересуется научной стороной «Интерстеллара» — ракетными двигателями для межзвездных полетов, замедлением времени, характеристиками черной дыры Гаргантюа, аккреционным диском, «хрустальным шаром» червоточины и многим, многим другим, — советую прочитать научно-популярную книгу Кипа Торна «Интерстеллар. Наука за кадром», которая в 2014 году вышла одновременно с фильмом на английском языке.
Эффект замедления времени объясняет, почему Мёрфи, дочь Купера, значительно постарела, а ее отец спустя десятилетия вернулся на Землю таким молодым, свежим и подтянутым. Замедление времени, которое происходит из-за движения корабля, тоже необходимо учитывать, но оно значительно меньше. «Эндюранс», конечно, оснащен инновационным двигателем, однако он позволяет кораблю развивать скорость всего 20 км/с, или 72 000 км/ч. Грубо округлим и получим лишь 0,01 % скорости света — при такой скорости специальные релятивистские эффекты не имеют значения. Довольно низкая крейсерская скорость «Эндюранса» объясняет, почему полет от Земли до Сатурна занял почти два года. Максимально сближаясь с Землей, Сатурн оказывается от нас на расстоянии восьми астрономических единиц. Благодаря эффекту замедления времени в фильме появился такой сюжетный поворот, как погружение астронавтов в анабиоз. Помните? Пока герои были на планете Миллер, Ромилли терпеливо ждал на «Эндюрансе». В ожидании он провел 23 года! Из-за этого ему пришлось погрузиться в стазис.
Меня очень удивила показанная в фильме возможность общения через червоточину. Центр управления полетом, находящийся на Земле, всегда поддерживал контакт с «Эндюрансом», они постоянно обменивались видеосообщениями. Одна из частей червоточины — это черная дыра. Любое сообщение, оказавшееся за горизонтом событий, навсегда оказывается как бы в плену у черной дыры — до адресата, находящегося за ее пределами, оно никогда не дойдет. Физики в таких случаях говорят о бесконечном гравитационном красном смещении горизонта. В принципе, происходящее аналогично гравитационному замедлению времени: можно представить, что сообщение, отправленное на горизонте, не доходит до нас, потому что по отношению к нам оно находится в бесконечном будущем. Торн и его коллеги, конечно, знают об этом. Авторы специальной литературы действительно ведут дискуссию о червоточинах, позволяющих обмениваться сообщениями. На это мы, научно подкованные и обладающие критическим взглядом зрители, должны закрыть глаза.
Однако есть в сценарии слабые места, на которые закрывать глаза я не собираюсь. Структура фильма местами вызывает вопросы, особенно несоответствия в сюжете и совсем уж неправдоподобные повороты. Например, превращение пилота НАСА Купера в фермера! Также весьма чудно, что профессор Брэнд, научный руководитель миссии, — единственный эксперт, работающий над объединением квантовой физики с теорией относительности. Ну и конечно, нам, любопытным кинолюбителям, вовсе не стоит удивляться, что США и НАСА в одиночку работают над таким крупным научным проектом. А где остальной мир? Где русские, пионеры космоса? Где немцы, прирожденные инженеры? Где англичане, специалисты по гравитационной теории? С ними вышла осечка. Такие фильмы, как «Гравитация» или «Прибытие», в этом отношении куда лучше.
Самый спекулятивный и сумасбродный эпизод «Интерстеллара» — пребывание Купера в черной дыре. Первая реакция зрителей: ах, он герой, пожертвовал собой! А вот и нет… Он не только пережил падение в черную дыру, но и испытал там нечто удивительное — это уже слишком! В своей научно-популярной книге Торн признал, что этот эпизод чрезвычайно умозрителен. Но не будем возмущаться, а лучше разберем эту часть фильма как следует.
Наверняка вы знаете, что произойдет, если, поддавшись безумному порыву, прыгнуть в черную дыру ногами вперед. Для аргументации достаточно гравитационной физики Ньютона: согласно его закону сила притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния. То есть, уменьшив расстояние при падении в два раза, вы испытаете усиление гравитации в 22 = 4 раза. Но вблизи от черной дыры этот эффект ощутим даже на расстоянии от головы до пят: она будет притягивать ваши ноги гораздо сильнее, чем голову. Нетрудно догадаться, что при этом происходит. Или мне продолжить? Неудачливого прыгуна гравитация будет мучительно растягивать в длину. Однако эти приливные силы не влияют на объем, то есть размеры тела при этом не изменятся. Так что, становясь длиннее, вы в то же время будете… Ну? Правильно! Худеть. Способ стать стройнее, конечно, классный, хотя не без лишений, да и успех, увы, лишь краткосрочный. Хокинг очень точно описал этот процесс как «спагеттификация», ведь человек правда становится похожим на спагетти. Астрономы не раз наблюдали, как звезды, приблизившиеся к сверхмассивной черной дыре в центре их галактики, «худеют» таким образом. Вблизи дыры действие приливных сил оказывается больше, чем действие сил, удерживающих все частички звезды вместе. В Баварии бы сказали: «Черт возьми! Меня разорвало!» Ну а после черная дыра либо по частям, либо одним махом поглощает кусочки звезды. Наконец-то есть чем поживиться! Эта скромная трапеза видна на огромном расстоянии: в ультрафиолетовом и/или рентгеновском диапазоне спектра возникает кратковременный всплеск яркости — так называемая вспышка. Однако под действием приливных сил звезды разрывает относительно редко, в среднем раз в 10 000 лет в каждой галактике.
Но вернемся к Куперу, который под конец фильма совершает грандиозный прыжок в черную дыру. Несмотря на это, история продолжается. Сначала он чудом переживет «спагеттификацию» — ну хорошо, парень признан самым сексуальным мужчиной в мире, наверняка он умеет готовить и припас еще пару тузов в рукаве. Однако, оказавшись в центре черной дыры, он обнаруживает то, что в фильме получило название «пятимерный куб». Перемещаясь между книжными полками, Купер получает доступ к различным моментам времени в прошлом, настоящем и будущем. В самом сердце черной дыры он видит свою десятилетнюю дочь Мёрфи в детской комнате. Купер не может обратиться к ней напрямую, а может лишь с помощью гравитации сбрасывать
