Kip Thorne elméleti asztrofizikus Jessica Chastain-nel dolgozik az Interstellar forgatásán(Hitel: Kip Thorne a vezetékes magazinon keresztül)
Azóta, hogy Albert Einstein először közzétette úttörő általános relativitáselméletét, a világ legfőbb elméje megpróbálta kideríteni, hogy az elméletéből fakadó jóslatok igazak-e. Ezen elmék egyike, Kip Thorne, karrierjét azzal töltötte, hogy Einstein azon állítását vizsgálta, miszerint gravitációs hullámok léteznek, és őt tartják a világ vezető szakértőjének ebben a témában. Thorne most a modern emberi történelem egyik legmegdöbbentőbb tudományos áttörésén áll: ezen hullámok detektálása .
A Kaliforniai Műszaki Intézet elméleti fizika professzoraként Thorne számos könyvet és cikket publikált a gravitációs elméletről. 1984-ben Thorne társalapítója volt a LIGO (Lézer Interferométer Gravitációs Hullám Megfigyelő Intézet) projektnek, amely lézerekkel mérik a tér-idő szövetének apró torzulásait - a gravitációs hullámok által okozott torzításokat.
1994-ben ő írta a díjazottat Fekete lyukak és időhúzások: Einstein felháborító öröksége, egy könyv, amely összekapcsolja a mainstream közönséget összetett tanulmányi területével. Egy évtizeddel később Thorne lett a tudományos tanácsadó Csillagközi és biztosította a matematikát, amely a film látványvilágának pontos biztosításához szükséges. Ő is publikált A csillagközi tudomány Christopher Nolan csatárával.
2015. szeptember 14-én a két LIGO detektor telephelyén dolgozó tudósok Livingstonban, Louisianában és a washingtoni Hanfordban esküt tettek az eskütételre, miután a kezdeti adatok egy régen bekövetkezett erőszakos kozmikus esemény észlelését jelezték. Hónapokig tartó adatok ellenőrzése és újbóli ellenőrzése után, a hírek nyilvánosságra kerülésének kezdete után a CalTech és az MIT által működtetett LIGO laboratóriumok kutatói bejelentették a gravitációs hullámok rendkívüli észlelését. A világegyetem új ablakaként a hullámok csaknem 1,3 milliárd évvel ezelőtt két fekete lyuk összeolvadását tárták fel.
A Figyelő leült Kip Thornéval az övé elé multimédiás együttműködés Paul Franklin VFX-mesterrel és Hans Zimmer Oscar-díjas zeneszerzővel Az univerzum megvetemedett oldala , hogy megvitassák Einsteint, a gravitációs hullámokat és munkáját Csillagközi .
Mi az Einstein általános relativitáselmélete?
Ez egy keret a fizika minden törvényéhez, kivéve a kvantumtörvényeket. Az emberek általában jól mondják, ez az ő gravitációs elmélete, de messze túlmutat ezen. Ezt az elméletet a gravitáció magyarázata érdekében építette fel, de valójában az elmélet ennél sokkal többet tesz. Megmondja, hogy a természet összes többi törvénye hogyan illeszkedik a térbe és az időbe.
A legpontosabb módja annak, hogy leírjuk a természetet úgy, ahogyan azt klasszikus tartománynak neveznénk, ami minden, kivéve, ha nagyon apró dolgokhoz jutunk - például atomokhoz és molekulákhoz.
Hogyan kapcsolódik Einstein elmélete gravitációs hullámok ?
Einstein általános relativitáselméletét nagyon intenzív erőfeszítésekkel fogalmazta meg, amely 1905 és 1915 között tartott, és ezt az elméletet 1915 novemberében fejezte be - alig több mint száz évvel ezelőtt. Ezután az általa kidolgozott elméletet vagy ezeket a törvényeket jóslatok készítésére használta. Az egyik legfontosabb jóslat és az utolsó jelentősebb jóslat az volt, hogy gravitációs hullámoknak kell létezniük. Megjósolta, hogy 1916 júniusában, tehát most a gravitációs hullám előrejelzésének századik évfordulójától számított két hónapon belül beszélünk.
Megnézte az előrejelzéseket, megnézte a nap technológiáját és olyan dolgokat, amelyek gravitációs hullámokat okozhatnak az univerzumban, és arra a következtetésre jutott, hogy reménytelen, hogy valaha is látni fogjuk őket. Soha nem lenne elég pontos technológiánk.
Tévedett. Tavaly szeptemberben láttuk őket először.
Az Einstein előrejelzéseitől a gravitációs hullámok legutóbbi felfedezéséig tartó ütemtervben mi volt a fordulópont, amely áttöréshez vezetett?
Nos, volt néhány fordulópont. A két legfontosabb fordulópont két konkrét embertől származott. Joseph Weber 1960 körül olyan megközelítést dolgozott ki, amely látszólag képes volt gravitációs hullámok meglátására, és megkezdte erőfeszítéseiket, hogy megtalálják őket. Ő volt az első, aki megkérdőjelezte Einstein diktumát, miszerint nem lesz rá technológiaunk. Weber nem látott gravitációs hullámokat. Azt hitte, egy ideig megtette, de valójában nem látta őket. A hullámok gyengébbek, mint remélte, de megtörte az emberek logját, akik azt gondolták, hogy egyszerűen nem lehet megtenni, és másokat inspirált. Beleértve engem is.
A második fordulópont a Ray Weiss az MIT-nél de ennek az ötletnek a magvaival, amelyeket korábban Mihail Gertsenshtein és Vladislav Pustovoit kaptak Moszkvából, Oroszországból. Ray Weiss találta ki ezt a technikát, amelyet most használunk, és különbözött Weber technikájától. Interferométernek nevezzük gravitációs hullámérzékelésnek, és a tükröket előre-hátra toló gravitációs hullámokon alapul. A tükrök nagy részét lézersugárral mérik.
Weiss kitalálta ezt, majd elemezte az összes fő zajforrást, amellyel szembe kell néznie, és leírta, hogyan kell kezelni őket. 1972-ben tervrajzot adott a továbbjutáshoz az ilyen jellegű kialakítással. Ez egy olyan terv volt, amelyet sokféleképpen módosítottak, de nem túlságosan. Ez valóban egy olyan terv volt, amely évtizedekig kiállta az idő próbáját, mint útmutató erre. Ez volt a legnagyobb fordulópont.
Nagyon érdekes, mert Ray szerény srác, és az volt az ötlete, hogy ezt nem szabad közzétennie a rendszeres irodalomban, amíg nem fedezi fel a gravitációs hullámokat. Tehát ezt a cikket írta, amely szerintem a legerősebb műszaki cikk, amit valaha olvastam. Ő írta és közzétette egy belső MIT jelentéssorozatban. Könnyen elérhető volt a hozzám hasonló emberek számára, akiket érdekelt a téma. Keresni kellett, mert nem volt elérhető a szakirodalomban.
Mi következik ezen a területen most, amikor gravitációs hullámokat észleltek?
Nos, ez valójában csak a kezdet. Amikor Galilei először oktatta optikai távcsövét az égen, és megnyitotta a modern optikai csillagászatot, ez volt az első a világegyetemből érkező elektromágneses ablakok közül: a fény. Az „ablak” kifejezéssel bizonyos technológiákat értünk, amelyeket bizonyos hullámhosszúságú sugárzás keresésére használunk. Az 1940-es években megszületett a rádiócsillagászat - fény helyett rádióhullámokkal nézett. Az 1960-as években megszületett a röntgencsillagászat. Az 1970-es években gamma-csillagászat született. Az 1960-as években megszületett az infravörös csillagászat is.
Hamarosan megvoltak ezek a különböző ablakok, amelyek mindegyike elektromágneses hullámokkal, de különböző hullámhosszúsággal nézett ki. A világegyetem rádióteleszkópon és röntgenteleszkópon keresztül egészen másképp néz ki, mint a fénnyel. Ugyanez történik a gravitációs hullámcsillagászattal is.
Gravitációs hullámokat fognak használni az univerzum felfedezéséhez?
Ezt csináljuk most. Most a LIGO-nál csináljuk. Bejelentettük két ütköző fekete lyuk felfedezését. Lesz még, és sok másfajta jelenséget fogunk látni, de csak olyan gravitációs hullámokkal látjuk őket, amelyeknek bizonyos oszcillációs periódusa van. Néhány milliszekundum periódus. A következő 20 évben a gravitációs hullámokat látjuk, amelyek órákon át vannak. 
A LIGO laboratóriumot Livingstonban, Louisiana államban (bal oldalon) két fekete lyuk ütközéséből kibocsátott gravitációs hullámok detektálására használták (jobbra szemléltetve).Kredit: LIGO
A LIGO-hoz hasonló detektorokkal, amelyek az űrben repülnek, valószínűleg az elkövetkező 5 évben gravitációs hullámokat fogunk látni, amelyek évekig terjednek a rádiócsillagászat technikájának felhasználásával, amely magában foglalja az úgynevezett Pulsars követését.
Valószínűleg a következő 5 évben - biztosan a következő 10 évben - látni fogunk gravitációs hullámokat, amelyek időtartama majdnem olyan hosszú, mint az univerzum kora. Az égen készített minták révén, amelyeket kozmikus mikrohullámú háttérnek nevezünk.
A következő 20 évben négy különböző gravitációs hullámablak nyílik meg, és mindegyikük mást fog látni. Ezzel fogjuk vizsgálni az univerzum születését. Az univerzum úgynevezett „inflációs korszaka”. Megvizsgáljuk az alapvető erők születését és azok létrejöttét. Meg fogjuk figyelni, hogy a világegyetem legkorábbi pillanataiban születnek-e gravitációs hullámok segítségével. Figyelni fogjuk a fekete lyukak ütközését, amit most csinálunk, de hatalmas fekete lyukak ütköznek. Meg fogjuk nézni, hogy a csillagokat fekete lyukak tépik szét.
Olyan dolgok fantasztikus skáláját fogjuk látni, amelyeket még soha nem láttunk, és ez évszázadokig fog tartani, mivel az optikai csillagászat évszázadok óta zajlik. Ez csak a kezdet.
Dolgoztál Christopher Nolannal és Paul Franklin a tudomány és a látványterv elkészítéséhez mögött Csillagközi. Mennyire volt pontos a filmben a fekete lyuk, Gargantua?
Ez a legpontosabb ábrázolás, amely egy hollywoodi filmben megjelent. Oliver James, aki a Paul Franklin Társasága Kettős negatív , némi ragaszkodásomkal feltalált egy teljesen új módszert a képalkotás elvégzésére. Ilyen értelemben sima és pontosabb képeket készít. Erre van szüksége egy IMAX-filmhez.
Új technikákat használtunk, de egy régebbi technikák segítségével az asztrofizikus olyan képeket épített, mint Gargantua 1980-ig visszanyúló képe. Először Jean-Pierre Luminet csinálta Franciaországban. A fekete lyukak képei, amelyek hasonlítanak a Gargantua-ra, ott vannak, de ritkán látta őket az asztrofizikai irodalomban. A csillagászok ezt valójában nem látják teleszkópjaikkal. 
Gargantua, az Interstellar filmben ábrázolt kitalált fekete lyuk.(Hitel: Warner Bros.)
Ez a legmagasabb felbontású, a legvonzóbb és a leginkább magával ragadó változat. De az asztrofizikusok korábban pontos ábrázolásokat végeztek.
A filmben Brand professzor elmagyarázza, hogy mire Cooper visszatér csillagközi útjáról, megoldotta volna a gravitáció problémáját. Mi volt ez a probléma?
A filmben a Föld biológiailag haldoklik, és csak néhány millió ember maradt. Brand professzor és a vele dolgozó emberek feladata az, hogy kiderítsék, lehetséges-e ezeket a megmaradt embereket az űrkolóniákban levenni a Földről. Ehhez nem volt rakétájuk. Hatalmuk volt arra, hogy űrkolóniákat építsenek a Földön, de nem voltak rakétájuk ahhoz, hogy felemeljék őket.
A filmben vannak gravitációs anomáliák, amelyek meglehetősen hirtelen jelentkeztek, és ez a gravitációval kapcsolatos furcsaság, amely elkezdődött, azt sugallta Brand professzornak, hogy lehetséges lehet a gravitáció irányítása vagy viselkedésének megváltoztatása.
Amit meg akart tenni, az volt, hogy elég hosszú ideig elfordítsa a föld gravitációs vonzerejét, hogy kis rakétaerővel felemelhessen minket. A kérdés ekkor az volt, hogy megtanulják ezeket a rendellenességeket kihasználni. Példát lát Murph hálószobájának rendellenességére - a hulló por mintázatára. Kihasználhatja ezeket az anomáliákat, és valóban visszautasíthatja a Föld gravitációját?
Milyen messze van az emberiség a csillagközi utazástól?
Azt hiszem, valószínű, de nem kevesebb, mint körülbelül három évszázad alatt. Nagyon nagyon nehéz.
Vannak ötletek, hogyan lehetne megtenni, általában azzal járva, hogy embereket helyeznek űrkolóniákba, amelyek nemzedékeken át tartanak. Vannak olyan meghajtási elképzelések, amelyek az embereknek voltak, és amelyek arra késztetnek bennem, hogy azt gondoljam, ezt az emberek négy évszázadban három alatt elérik.
Olvassa el interjúnkat az Oscar-díjas vizuális effektusok művészével Csillagközi , Paul Franklin.
Robin Seemangal a NASA-val és az űrkutatás érdekképviseletével foglalkozik. Brooklynban született és nőtt fel, ahol jelenleg lakik. Keresse meg Instagram további, az űrhöz kapcsolódó tartalmakért: @not_gatsby.
