14-11-2014
Baanbrekende fysica: 'Interstellar' zet theorie van zwarte gaten voor het eerst om in beeld![media_xll_7278310.jpg]()
De theorie der zwarte gaten voor het eerst in beeld gegoten door Kip Thorne en Christopher Nolan. © kos.
In Hollywood halen de wetten van het spektakel het meestal van de fysica. Niet zo in Interstellar, de nieuwe scifi-film van Christopher Nolan. Om geen fouten tegen de natuur te maken nam Nolan een fysicus onder de arm. Speciaal voor de 'Interstellar' ontwikkelde niemand minder dan Kip Thorne een zwart gat in de computer. Wat hij daarin ontdekte, verblufte iedereen, ook de wetenschap.
![media_l_7278315.jpg]()
Interstellar, de nieuwe film van Christopher Nolan. © kos.
'Interstellar', de nieuwe film van regisseur Christopher Nolan ( cf. Memento, Inception) speelt zich af in de toekomst. De aarde is volledig uitgeput en het menselijk ras moet op zoek naar een nieuwe uitvalsbasis. Die vindt het in een nieuw zonnestelsel. De manier om daar te geraken is via een wormgat: een gat in de ruimte dat het - hypothetisch gezien - toelaat een afstand van lichtjaren af te leggen in een mum van tijd.
Om die theorie van zwarte gaten en wormgaten realistisch in beeld te brengen, riep Nolan de hulp in van Kip Thorne, de fysicus die samen met Stephen Hawking de wormgattheorie binnen die van de relativiteitstheorie uitwerkte.
Wiskunde
Om de zwarte gaten in de film zo realistisch mogelijk in beeld te brengen, sloeg Thorne aan het rekenen: hij werkte een aantal vergelijkingen uit die het theoretische pad beschrijven van lichtstralen die op een wormgat of zwart gat invallen.
Volgens de relativiteitstheorie is de massa in een zwart gat onder invloed van de verbogen tijd en zwaartekracht zo compact dat alles wat in haar buurt komt onverbiddelijk wordt opgeslorpt. Niets, ook licht niet, kan daarna nog opnieuw uit het zwarte gat ontsnappen. Het licht dat rakelings langs de oppervlakte van het zwarte gat scheert, buigt door de kracht van de zwaartekracht af, zodat het rond het gat heen loopt, als een soort van lichtgevende schijf.
Lichtvervorming
Om de exacte fysische opslorping en afbuiging van die lichtstralen filmisch in beeld te brengen, schakelde Thorne niet alleen de hulp van algebra in, maar liet de filmcrew op basis van zijn berekeningen ook de exacte omstandigheden voor hun filmisch plot berekenen.
"Op bepaalde frames van 24 seconden in filmtijd, hebben wetenschappers en informatici honderd uur gerekend, maar het resultaat is verbluffend", liet fysicus Lieven Scheire enthousiast horen in 'Café Corsari'. "Wat je ziet in beeld is natuurkundig volledig juist, heel de lichtvervorming rond het zwarte gat klopt."
Wetenschap en film
De beelden van Interstellar zijn dus expliciet gebaseerd op Einsteins relativiteitstheorie. Dat in combinatie met de juiste input van gegevens en berekeningen is uniek. Die expliciete verbeelding van de theoretisch bestaande wormgaten bleek zelfs zo uniek, dat Thorne ook zichzelf en de wetenschap verbaasde met de resultaten. Uit de mooie filmische resultaten volgt binnenkort dan ook een wetenschappelijk publicatie. Compleet met beelden uit de film als 'stichtend' voorbeeld.
"Terwijl fysici zich normaliter alleen bezig houden met de theorie en de wiskundige berekeningen achter natuurkundige verschijnsels, is dit de eerste keer dat er ook echt tastbaar getoond wordt wat je echt zou zien wanneer je een zwart gat zou tegenkomen", zegt Scheire.
Wetenschap en film verbroederen in Interestellar en de resultaten van die samenwerking bleken werkelijk 'buitenaards'.
(HLN)