La ciencia de la pelicula Interstellar

Traducido y ampliado por Infobservador de Science AAAS

Interestelar, que ya se estrenó este mes (noviembre de 2014), parece que va a ser un éxito, no sólo debido a su atractiva historia y deslumbrantes efectos especiales, sino también por el hecho de que se apega muy cerca a la ciencia establecida y cualquier especulación permanece en el reino de lo posible.

La simulación del agujero negro Gargantúa, hecho con las ecuaciones de Kip Thorne.
El hombre que inspiró la película y mantuvo una estrecha vigilancia sobre su fidelidad científica es Kip Thorne, un reconocido físico teórico del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, y uno de los astrofisicos expertos en el mundo en las predicciones de la Relatividad General sobre los agujeros negros.
Puedes ver algo sobre la Relatividad Especial y el viaje a los exoplanetas, en el enlace, pero resumidamente, la Relatividad Especial explica lo que sucede cuando viajas muy rápido, fundamentalmente cerca de la velocidad de la luz, en cambio la Relatividad General, lo que sucede cuando la gravedad es muy grande (como en el caso de los agujeros negros).

Además puedes hacerte tu propio parche impreso y personalizado de Interestelar…. pones el pais y apellido y lo arma… (Sí: piensan en todo!) Eso si… mas vale que no tengas un apellido muy largo!!!

En 2006, Thorne y Lynda Obst, productora de cine y amigos de toda la vida, escribieron resumen de ocho páginas para una película que surgió de la astrofísica de los agujeros negros, agujeros de gusano, y la dilatación del tiempo. Finalmente se tansformó en una película, que dirigieron los hermanos Jonathan y Cristopher Nolan.

La película está ambientada en un futuro no muy lejano, cuando diversas plagas en los cultivos han llevado a la humanidad al borde de la inanición y en contra de la ciencia. Un esfuerzo secreto está en marcha para hacer un último intento de encontrar un planeta habitable, que los humanos podrían colonizar.

De más está decir que en nuestro Sistema Solar ninguno cumple las condiciones de habitabilidad requeridos. Aun Marte requeriría miles de años de “terraformación”, y sin duda en las condiciones de la película, ese tiempo no existe.

Hay igual algunos puntos discutibles. como por ejemplo, El agujero negro Gargantúa tiene planetas girando a su alrededor, lo cual es bastante improbable, y que haya uno habitable es mas improbable aun, dado el nivel de radiación de alta energía que tendrían…… Aun con el disco de acrecion “dormido”, no es factible que este así siempre. Lo mas probable es que Gargantúa “trague” materia de vez en cuando, que forme el anillo de acrecion, y de ahí a un planeta estéril estamos a un paso…..

Kip Thorne

Thorne concedió una breve entrevista a principios de semana, hablando de Interestelar. Esta entrevista ha sido editada para mayor claridad y brevedad.


P: ¿Qué parte de su resumen original permanece en la película final?

R: El trabajo original se ha cambiado tanto que no es reconocible como la misma película, a excepción de la visión científica y el lugar.

La historia cambió por completo, excepto que tenemos exploradores que salen de la Tierra, viajando a un agujero de gusano en las partes exteriores del Sistema Solar, cerca de Saturno, y viajando a través de él, visitando planetas lejanos (exoplanetas). 

Más allá de eso, la historia realmente es de los Nolan. 
Lo que se conservó fue la visión científica de la película, que era lo mas importante para Lynda y para mí. Se ha conservado la ciencia real, y está incrustada profundamente en la película desde el principio.

También se conservaron directrices que fueron establecidas desde el principio. En primer lugar, que nada violaría lo establecido por las leyes físicas. En segundo lugar, que todas las especulaciones salvajes, y ciertamente hay algunas aquí, saltarían de la ciencia y no de la mente fértil de un guionista. 

Cuando hablé de esas directrices con Christopher Nolan en nuestra primera reunión en 2013, me dijo que le gustaban, en la medida en que no estuvieran en el camino de hacer una gran película. Me gusta lo que hizo con la ciencia. Estoy muy contento con la forma en que salió.

Diagrama simple de un agujero negro. A diferencia del de la pelicula, este tiene un disco de acreción. (material que cae al agujero negro, un poco más allá del horizonte de eventos. El disco de acreción genera una emisión enorme de energía, que haría que estar cerca de él sea mortal.

P: ¿Hay algún punto donde los cineastas se desviaron de sus directrices?

R: No mucho. El único lugar donde no estoy muy cómodo es en el planeta que tiene nubes de hielo. Estas estructuras van más allá de lo que creo que la resistencia del material de hielo sería capaz de soportar. 

Pero diría que si esa es la violación más flagrante de las leyes físicas, lo han hecho muy, muy bien. Hay un poco de licencia artística allí. Cada vez que veo la película, es el único momento donde me estremezco. Creo que nunca he contado a nadie eso.

P: En su libro, usted dice que Christopher Nolan introdujo elementos de la ciencia en su propio escrito. ¿A que se refriere?

R: La que tiene el mayor impacto, y que me ha gusta mucho, es el hipercubo o teseracto (el análogo de un cubo en 4 dimensiones). Cuando me dijo en nuestra primera reunión que estaba pensando en usar un hipercubo, no entró en mas detalles. Pero yo estaba muy contento porque cuando tenía 13 años leí un libro, Uno, dos, tres … Infinito de George Gamow, en el que había un dibujo de un hipercubo. 

Se parece a dos cubos, uno dentro de otro, y me pasaba horas mirándolo, tratando de interpretarlo. Me pareció tan fascinante que ha sido una de las influencias más importantes para convertirme en físico teórico.

Un hipercubo, también conocido como teseracto. Como no podemos ver en cuatro dimensiones, el teseracto es la proyección en 3D de un cubo de 4 dimensiones. Es como la sombra del cubo cuadridimensional.

Así que cuando él me dijo que quería usar un hipercubo, pensé que era genial.

Inmediatamente hablamos sobre como llevar a su héroe a la quinta dimensión, y viajar rápidamente de una región de nuestro universo a otro, debido a las distancias en la quinta dimensión son mucho menores que en nuestra realidad tridimensional.

P: ¿Cómo surgió la idea de la plaga que azota la Tierra?

R: Esto se debió a Jonathan Nolan. Cuando se introdujo la idea, decidimos que debíamos encontrar algún tipo de catástrofe biológica.

Creamos una plaga con el asesoramiento de expertos y lo hemos discutido en detalle, tratando de identificar qué cosas podrían ir mal con la biología de la Tierra.

P: Usted trabajó con el equipo de efectos visuales de la compañía Double Negative en Londres, y le brindó sus ecuaciones para simular un agujero negro. ¿Cómo fue ver que esas ecuaciones se convertían en la representación visual de un agujero negro?

R: Fue maravilloso ver la resolución que consiguieron. En la práctica yo siempre tuve una idea de lo que se vería por simulaciones y cálculos simples, pero es increíble lo que lograron con esa resolución y dinámica.

Como un agujero negro distorsiona los recuadros de colores de arriba. Diagrama de Kip Thorne.

P: Usted ha dicho que ha aprendido algo nuevo de las simulaciones ¿Que fue?

R: Hemos visto que cuando se tiene un agujero negro de giro rápido, sin ningún disco de acreción, y se ve una estrella distante, se forma una fantástica estructura luminosa que es algo así como una huella digital, pero mucho más compleja.

Hemos sabido durante mucho tiempo que se formarían imágenes extrañas como estas, dadas las múltiples imágenes de cada estrella alrededor de un agujero negro, (debido a la combinación de los rayos de luz que vienen más o menos directamente al observador, con los rayos que entran y circulan alrededor del agujero negro y luego van al observador).

Pero lo que encontramos algunas cosas nuevas sobre estas hermosas estructuras de luz, que fueron completamente inesperadas.

Fue fantástico ver como campos estelares de fondo parecían a veces en reposo, a veces las estrellas parecen estar girando alrededor en pequeños vórtices.

Para mí es un tipo descubrimiento único que surge por la colaboración de científicos y un grupo de artistas de la computación.

Estamos presentando un paper sobre esto y sobre el método particular que utiliza Double Negative para la revista Gravedad Clásica y Cuántica.

El trailer técnico, con varias vistas de Gargantúa (en inglés).

El trailer oficial de la película en subtitulado en castellano.