Kuriant filmą netikėtai nustatė, kaip atrodo juodoji bedugnė (Video) (0)

2014-11-11

Užtarnauto poilsio išėjęs mokslininkas Kipas Thorne`as žvelgia į juodąją bedugnę, kurią padėjo sukurti, ir galvoja: „Žinoma, kodėl gi ne. Būtent taip ji funkcionuotų“. Jo sugalvota juodoji bedugnė yra beprecedenčio tikslumo simuliacija. Ji sukasi beveik šviesos greičiu, įtraukdama Visatos daleles.

Pagal teoriją, kadaise tai buvo žvaigždė, tačiau užuot išblėsusi ar susprogusi, ji, tarsi nepavykusi suflė, subliūško į mažytį kolapsaro tašką. Švytintis žiedas aplink sferoidinį sūkurį vienu metu eina ir per jo viršų, ir apačią, rašo wired.com.

Visa tai yra natūralu, nes prie juodųjų bedugnių vyksta keisti dalykai. Pavyzdžiui, gravitacija tokia stipri, kad ji išlenkia Visatos struktūrą. Tai paaiškino Albertas Einsteinas: kuo kūnas masyvesnis, tuo didesnė jo gravitacija. Tokie objektai kaip žvaigždės ir juodosios bedugnės aplinką veikia taip galingai, kad net iškreipia šviesą ir įtraukia į save erdvę bei laiką.

Ką K. Thorne`as ten įžvelgia? Jis yra astrofizikas. Jo matematinės žinios padėjo jam sukurti šį hipnotizuojantį vizualinį efektą – tiksliausią visų laikų simuliaciją, kaip galėtų atrodyti juodoji bedugnė. Tai yra 30 žmonių ir tūkstančių kompiuterių metus trukusio darbo rezultatas. Kartu su nedidele Holivudo žvaigždžių - Matthew McConaughey, Anne Hathaway, Jessicos Chastain, Billo Irwino, Casey Afflecko, Johno Lithgow – galaktika ši simuliacija atlieka pagrindinį vaidmenį filme „Interstellar“ („Tarp žvaigždžių“) – kosminės kelionės epe, kurį režisavo Christopheris Nolanas ir kurio premjera vyko lapkričio 7 dieną. K. Thorne`as regi tiesą. Ch. Nolanas, įgudęs vaizdo kūrėjas, regi grožį. Juodosios bedugnės, netgi pramanytos, gali deformuoti suvokimą.

K. Thorne`as nėra eilinis astrofizikas. Žinoma, jis yra garsus teoretikas, tačiau net prieš palikdamas Kalifornijos technologijos institutą (Caltech) ir 2009 metais išeidamas į pensiją, jis itin stengėsi paaiškinti plačiajai visuomenei svaiginančias reliatyvumo idėjas. Visai prieš pat pensiją K. Thorne`as ir kino prodiuserė Lynda Obst, kurią jis pažinojo dar nuo tada, kai Carlas Saganas prieš tris dešimtmečius suvedė juos į aklą pasimatymą, audė mintį sukurti filmą, kuriame būtų pasitelktos paslaptingos juodosios bedugnės ir kirmgraužų savybės.

Iš pradžių filmą pasiryžo režisuoti Stevenas Spielbergas. Scenarijų kūrėjas Jonathanas Nolanas pradėjo rašyti scenarijų. Tačiau galiausiai S. Spielbergas pasitraukė iš šio projekto. Prie jo prisijungė Jonathano brolis Chrisas, režisavęs tokius sunkiai suprantamus filmus kaip „Memento“ ir „Inception“ („Pradžia“). Nors Chrisas Nolanas perrašė savo brolio scenarijų, jis troško įsigilinti į mokslinius šios istorijos aspektus ir pradėjo bendradarbiauti su K. Thorne`u.

2013 metų pradžioje K. Thorne`as ir Ch. Nolanas pora mėnesių knaisiojosi po fizikų vadinamą „iškreiptąją Visatos pusę“ – išlinkusį erdvėlaikį, skyles realybės audinyje ir kaip gravitacija iškraipo šviesą. „Dabar tai tik Chriso ir Jonathano istorija, bet jos dvasia, tikslas sukurti filmą, kuris nuo pat pradžių būtų paremtas mokslu, buvo išsaugoti“, - sako K. Thorne`as.

Filmo veiksmas plėtojasi distopinėje ateityje, kai neužderėjus pasėliams, žmonija atsidūrė ties išnykimo riba. Buvęs astronautas (M. McConaughey) ryžtasi paskutiniam skrydžiui – desperatiškam bandymui pasiekti kitas žvaigždžių sistemas, kur žmonija galėtų gyvuoti toliau.

Štai čia glūdi problema. Kitos žvaigždės yra tikrai labai toli. Norint pasiekti bent artimiausią žvaigždę, skrendant tokiu greičiu, kurio žmonės dar neišvystė, prireiktų dešimtmečių. 1983 metais, kai filmą „Contact“ kūrusiam C. Saganui reikėjo įtikinamo šios problemos sprendimo, K. Thorne`as pasiūlė kirmgraužą – hipotetinį tunelį Visatoje, kuris jungia du tolimus taškus per dimensijas, peržengiančias mūsų keturmatį erdvės ir laiko supratimą. Kirmgrauža tapo natūralia išeitimi ir filme „Tarp žvaigždžių“. Kol K. Thorne`as diskutavo apie filmą su Ch. Nolanu, jo pokalbiai apie fizines kirmgraužų savybes režisieriui kėlė neišvengiamą klausimą: kaip tai pavaizduoti ekrane?

Tai nebuvo vienintelis galvos skausmą keliantis fizikos klausimas, kurį teko spręsti specialiųjų efektų komandai. Ch. Nolano istorija rėmėsi laiko reliatyvumu: skirtinga laiko tėkme skirtingiems personažams. Kad tai atrodytų moksliškai pagrįsta. K. Thorne`as režisieriui patarė pasitelkti didžiulę juodąją bedugnę, besisukančią beveik šviesos greičiu. Ch. Nolanas, kaip filmų kūrėjas, neįsivaizdavo, kaip padaryti, kad ji atrodytų tikroviškai. Tačiau jis žinojo, kaip tai įgyvendinti. „Chrisas man paskambino ir pranešė, kad nori atsiųsti į mano namus vieną vyruką, kuris pasikalbės apie vizualinius efektus, - pasakojo K. Thorne`as. – Atsakiau: „Žinoma, siųsk jį čionai“. Netrukus prie astrofiziko durų pasirodė Paulas Franklinas.

P. Franklinas žinojo, kad jo kompiuteriai padarys viską, ką jis palieps. Tai buvo ir problema, ir pagunda. „Patekti į tikrovės taisyklių laužymo spąstus labai lengva, - sako P. Franklinas, dirbantis vyriausiuoju ekspertu Kino meno ir mokslo akademijos apdovanojimu įvertintoje efektų studijoje „Double Negative“. – Šios taisyklės, tiesą sakant, yra gana griežtos“.

Jis paprašė K. Thorne`o surašyti lygtis, kuriomis vadovautųsi jų specialiųjų efektų kompiuterinės programos, panašiai kaip fizika valdo realųjį pasaulį. Jie pradėjo nuo kirmgraužų. Jeigu šviesa aplink kirmgraužą nesklinda klasikiniu būdu, t.y. nekeliauja tiesia linija, ką ji tuomet daro? Kaip tai būtų galima išreikšti matematiškai?

K. Thorne`as nusiuntė savo atsakymą P. Franklinui kruopščiai tyrinėtų užrašų forma. Ilgi puslapiai lygčių su daugybe šaltinių priminė mokslinių žurnalų straipsnius. P. Franklino komanda, remdamasi šiomis lygtimis, perrašė programą ir sukūrė kirmgraužą. Rezultatas buvo nepaprastas. Ji priminė krištolo rutulį, atspindintį Visatą, sferinę skylę erdvėlaikyje. „Mokslinė fantastika visuomet nori apvilkti reiškinius, tarsi jos niekada netenkintų įprasta Visata, - sakė jis. – Tai, ką gavome iš programos, mus pakerėjo“.

Sėkmė su kirmgrauža padrąsino specialiųjų efektų komandą tą patį metodą išbandyti su juodąja bedugne. Tačiau juodosios bedugnės, kaip nusako pats terminas, žudo šviesą. Filmų kūrėjai, norėdami perteikti šviesą ir atspindžius, dažnai naudoja techniką, vadinamą spindulių sekimu. „Tačiau spindulių sekimo programos grindžiamos prielaida, kad šviesa sklinda tiesiomis trajektorijomis“, - sakė programavimo ekspertė Eugenie von Tunzelmann iš studijos „Double Negative“. Tai buvo visiškai kita fizikos rūšis. „Turėjome sukurti visiškai naują vaizdavimo būdą“, - sakė ji.

Norint pavaizduoti kai kuriuos atskirus kadrus, prireikė iki 100 valandų darbo. Skaičiavimai buvo pernelyg apkrauti vingiuotų iškraipymų, kuriuos kėlė A. Einšteino efektas, vadinamas gravitaciniu lęšiu. Galiausiai kuriant filmą susidarė 800 terabaitų duomenų. „Maniau, kad su šiuo filmu peržengsime petabaito slenkstį“, - sakė E. von Tunzelmann.

„Chrisas tikrai norėjo įpiršti mums idėją, kad juodoji bedugnė yra sferinė, - sakė P. Franklinas. – Tariau jam: „Žinai, ji atrodys kaip diskas“. Mes matysime tik tai, kaip ji iškreipia žvaigždžių šviesą“. Tuomet P. Franklinas pradėjo domėtis akreciniais diskais – materijos sankaupomis, kurios sukasi aplink kai kurias juodąsias bedugnes. P. Franklinas nusprendė, kad jis gali panaudoti šį skriejančių nuolaužų žiedą, atvaizduojant sferą.

E. von Tunzelmann išbandė sudėtingą bandomąją versiją. Ji sukūrė plokščią, daugiaspalvį žiedą – akrecinio disko pakaitalą – ir apjuosė juo besisukančią juodąją bedugnę. Nutiko kai kas labai, labai keista. „Pamatėme, kad iškreipta erdvė aplink juodąją bedugnę iškreipia ir akrecinį diską, - sakė P. Franklinas. – Taigi vietoj to, kad viskas atrodytų tarsi Saturno žiedai aplink juodą sferą, šviesa sukūrė šį neįprastą ratilą“.

Būtent tai paskatino K. Thorne`ą ištarti savo žodžius „Žinoma, kodėl gi ne“, kai jis pirmą kartą pamatė galutinį rezultatą. „Double Negative“ komanda netgi manė, kad jų programą pažeidė virusas. Tačiau K. Thorne`as suprato, kad jie teisingai sumodeliavo reiškinį, kurį mokslininkas buvo aprašęs matematinėmis lygtimis.

Iki šiol niekas tiksliai nežinojo, kaip turėtų atrodyti juodoji bedugnė, kol jie jos nesukūrė. Šviesa, trumpam pagauta aplink juodąją bedugnę, prie jos šešėlio skleidė netikėtai sudėtingą specifinį raštą, o švytintis akrecinis diskas pasirodė virš juodosios bedugnės, po juodąja bedugne ir priešais ją. „Niekada to nesitikėjau, - sakė K. Thorne`as. - Eugenie tiesiog atliko simuliacijas ir tarė: „Štai ką gavau“. Tai buvo nuostabu“.

Galiausiai Ch. Nolanas gavo elegantiškus vaizdus, kurie iliustruoja istoriją. K. Thorne`as gavo filmą, kuris supažindina žiūrovą su tikru ir kruopščiu mokslu. Tačiau jo laukė ir tai, ko jis nesitikėjo – mokslinis atradimas. „Tai mūsų stebėjimo duomenys, - sakė jis apie filmo vizualizacijas. – Būtent taip elgiasi gamta. Taškas“. K. Thorne`as tvirtina, kad iš šios medžiagos gali parengti mažiausiai du straipsnius.

K. Thorne`as, diskutuodamas apie savo mėgstamiausias astrofizikos sritis – susiduriančias juodąsias bedugnes, erdvę, kurią išjudina besisukanti žvaigždė, laiko iškraipymus – naudoja daug analogijų. Jis kalba apie du tornadus, kurie lekia vienas į kitą, ar šviesos spindulius, kurie vėtomi tarsi šiaudeliai vėjyje. Tačiau metaforos gali klaidinti. Jos skatina žmones manyti, kad jie kažką supranta, kai iš tikrųjų jie tik įsivaizduoja, kad žino kaip tai atrodo. Tačiau K. Thorne`o besisukanti juodoji bedugnė su ratilais ir per galaktiką besidriekianti kirmgrauža nėra tik metaforos. Dauguma filmo „Tarp žvaigždžių“ žiūrovų matys šiuos vaizdus ir galvos: „O, kaip gražu“. Tačiau K. Thorne`as žiūrės į juos ir galvos: „O, tai tiesa“. Iš tam tikros perspektyvos tai irgi yra gražu.

Aut. teisės: delfi.lt

(46)
(0)
(46)

Komentarai (0)

Visi šio ciklo įrašai