Творчество и наука не так далеки друг от друга, как кажется на первый взгляд. Наука способна расширять сознание, волновать воображение и вдохновлять. Спросите у писателя, художника-фантаста или, к примеру, у режиссера фильма «Интерстеллар». В этой кинокартине симбиоз научных теорий и фантазии оказался весьма удачным благодаря ученому Кипу Торну, который был консультантом на съемках.
Кип решил объяснить, что же именно происходит на экране с точки зрения физика-теоретика, и написал целую книгу — «Интерстеллар. Наука за кадром». Путешествия во времени, черные дыры, многомерное пространство — все это действительно может стать толчком к новым творческим идеям.
Актер, полюбивший науку
Истинно творческого человека не могут оставить равнодушным загадки Вселенной. Яркий пример — Мэтью Макконахи, исполнивший в фильме главную роль. За две недели до съемок, актер отправил письмо Кипу Торну. «Я хотел бы, — писал он, — задать вам кое-какие вопросы насчет “Интерстеллар”… Хорошо бы лично».
Кип Торн предполагает, что образ профессора Брэнда из фильма отчасти списан с него, — источник.
Спустя шесть дней они встретились. Мэтью старался разобраться в научных основах «Интерстеллар», чтобы лучше вжиться в роль Купера. В его номере на столике и на полу валялись листы бумаги, на каждом — разрозненные заметки, написанные вкривь и вкось. Он брал листок, вчитывался и задавал вопрос. Как правило, вопросы были довольно глубокими и требовали от консультанта обстоятельных разъяснений, по ходу которых Макконахи делал новые заметки.
Вот как рассказывает о встрече сам Кип Торн: «Для меня это была одна из самых интересных бесед за долгое время! От законов физики (в особенности квантовой физики) мы переходили к религии и мистицизму, к научным аспектам «Интерстеллар», к нашим семьям, к нашим взглядам на жизнь, к тому, откуда мы черпаем вдохновение, Я ушел через два часа в состоянии эйфории».
Вы все еще думаете, что наш мир трехмерный?
Сюжет фильма «Интерстеллар» построен на том, что герои отправляются в далекую галактику через червоточину. А еще они много говорят о четырехмерном пространстве, существование которого делает такие путешествия возможными. Поразительно, но это не просто фантазия сценариста. Эйнштейн выяснил, что пространство способно прогибаться. Вопрос: куда? Физики полагают, что наше трехмерное пространство (брана) прогибается внутрь многомерного гиперпространства (балка), которое не принадлежит нашей Вселенной!
Так изобразила черные дыры и червоточины, проникающие из нашей браны в балк, художница Лия Хэллоран. Иллюстрация из книги.
В фильме у балка есть всего одно дополнительное измерение, «туда — обратно». Но это большое упрощение. В 1984 году ученые Майкл Грин и Джон Шварц совершили революцию в области квантовой гравитации. Их рассуждения имели смысл лишь при условии, что наша Вселенная — это брана, находящаяся в балке, у которого одно временнóе и девять (!) пространственных измерений.
Искривление времени
Помните, как переживал главный герой фильма, что больше не увидит свою дочь Мёрф? Находясь рядом с черной дырой Гаргантюа, он старел лишь на несколько часов, тогда как для Мёрф на Земле проходили годы. Этому тоже есть научное объяснение. Эйнштейн понял, что массивные тела, такие как планеты, звезды и черные дыры, могут искривлять не только пространство, но и время. И чем сильнее гравитация, тем медленнее ход времени. А у поверхности черной дыры время и вовсе почти не движется.
Купер, главный герой фильма, смотрит видеосообщение от повзрослевшей дочери, — источник.
Теория подтвердилась многими экспериментами. В ходе одного из них Роберт Вессот из Гарварда с помощью ракеты NASA поднял атомные часы на 10 000 километров и посредством радиосигналов сравнил их ход с часами, которые остались на Земле. Оказалось, что время на Земле течет примерно на 30 микросекунд в день медленнее, чем на высоте 10 000 километров.
Вперед в прошлое
Сколько книг написано о путешествии во времени, сколько фильмов снято на эту тему — не пересчитать! Возможны ли такие путешествия? Способен ли человек что-то изменить в прошлом или заглянуть в будущее? Эти вопросы всегда подогревали воображение творческих людей.
Кип Торн не отвечает на них однозначно, но дает пищу для размышлений: «В 1987 году я понял кое-что потрясающее о червоточинах. Если законы физики допускают существование червоточин, тогда теория относительности допускает их преобразование в машины времени. Отличный пример этого был открыт год спустя моим близким другом Игорем Новиковым из Москвы».
Иллюстрация из книги.
Представьте, что нижнее устье червоточины находится на орбите вокруг черной дыры, а верхнее — вдалеке от нее. Следовательно, у нижнего устья червоточины время течет медленнее, чем у верхнего. Вы покидаете верхнее устье по показаниям верхних часов в 2:00 и через внешнюю Вселенную движетесь к нижнему устью, прибыв туда в 2:05 по верхним часам и в 1:05 по нижним. Затем за одну минуту добираетесь обратно.
Вы прибудете к верхнему устью в 1:06, то есть окажетесь в начальной точке своего путешествия на 54 минуты раньше своего же отбытия в 2:00 и встретите младшую версию себя.
Как выглядит черная дыра?
Визуальные эффекты в фильме «Интерстеллар» не просто поразительно красивы, но и соответствуют научной истине. По мнению Кипа Торна, это первый голливудский фильм, в котором черная дыра изображена правильно: так, как воспринимали бы ее люди на самом деле.
Иллюстрация из книги.
Обратите внимание, как черная дыра Гаргантюа искажает вид звездного неба. Физики называют такое искажение «гравитационным линзированием», поскольку оно изменяет изображение подобно линзе. Теория относительности Эйнштейна однозначно предсказывает все свойства черных дыр, которые проявляются снаружи их поверхности, включая гравитационное линзирование. Для фильма этот эффект был смоделирован командой пола Франклина в студии Double Negative при помощи уравнений, составленных Кипом Торном.
Они сошлись: волна и камень…
Любопытство и богатое воображение — отличительные черты любого художника. Именно это и делает возможным плодотворный союз науки с искусством.
Иллюстрация из книги.
Вот как в своей книге Кип Торн рассказывает о работе со сценаристом фильма Джонатаном Ноланом:
— Джона не очень разбирался в науке, зато был прекрасным человеком, любопытным и жадным до знаний. Он наседал на меня: а почему так? а что если?.. Я шел домой и ложился в кровать, все еще размышляя над его вопросами. Посреди ночи, когда организм расслаблен, я часто находил подходящее обоснование для сценарного хода, который предложил Джона. В конце концов мы приходили к согласию. Например, так мы договорились до гравитационных аномалий. Мне удалось найти способ сделать эти аномалии научно допустимыми.
Создатели фильма Интерстеллар уверяют: наука может значительно обогатить творческий процесс и стать источником вдохновения. А как считаете вы?
По материалам книги «Интерстеллар. Наука за кадром».
P.S. Если хотите получать еженедельную рассылку о творчестве, подписывайтесь здесь.
