Теориялық астрофизик Кип Торн Джессика Частейнмен Интерстеллар түсірілімінде жұмыс істейді(Несие: Сымды журнал арқылы Kip Thorne)
Альберт Эйнштейн алғаш рет өзінің алғашқы салыстырмалы теориясын жариялағаннан бері бір ғасыр ішінде әлемнің жоғарғы ақыл-ойлары оның теориясынан туындаған болжамдар шындыққа жанасатынын анықтауға тырысты. Осы ойлардың бірі Кип Торн өзінің мансабын Эйнштейннің гравитациялық толқындар бар және бұл мәселе бойынша әлемнің жетекші маманы деп санайды. Торн қазіргі адамзат тарихындағы ең таңқаларлық ғылыми жетістіктердің бірі болып табылады: осы толқындарды анықтау .
Калифорния технологиялық институтының теориялық физика профессоры ретінде Торн гравитациялық теория туралы көптеген кітаптар мен мақалалар шығарды. 1984 жылы Торн LIGO (Лазерлік интерферометрлік гравитациялық толқын обсерваториясы) жобасын құрды, ол лазерлерді пайдаланып, кеңістік-уақыт матасындағы кішігірім бұрмалауларды - гравитациялық толқындар тудыруы мүмкін бұрмалануларды өлшейді.
1994 жылы ол марапатты жазды Қара саңылаулар мен уақыт кескіндері: Эйнштейннің шексіз мұрасы, негізгі аудиторияны оның күрделі зерттеу саласымен байланыстыратын кітап. Он жылдан кейін Торн ғылыми кеңесші болды Жұлдызаралық және фильмнің көрнекіліктерін дәл беру үшін қажетті математиканы ұсынды. Ол сонымен бірге жариялады Жұлдызаралық ғылым шабуылшы Кристофер Ноланмен.
2015 жылғы 14 қыркүйекте Ливингстон, Луизиана және Ханфорд, Вашингтондағы егіз LIGO детекторлық учаскелерінде жұмыс істейтін ғалымдар алғашқы мәліметтерде бұрыннан болған зорлық-зомбылық оқиғаны анықтағаннан кейін құпия болуға ант берді. Бірнеше ай бойы деректерді тексеріп, тексеріп, жаңалықтар көпшілікке тарала бастағаннан кейін CalTech және MIT басқаратын LIGO зертханаларының зерттеушілері гравитациялық толқындарды кезектен тыс анықтау туралы жариялады. Ғаламға жаңа терезе ретінде толқындар шамамен 1,3 миллиард жыл бұрын екі қара саңылаудың қосылуын анықтады.
Бақылаушы өзінен бұрын Кип Торнмен бірге отырды VFX шебері Пол Франклинмен және «Оскар» сыйлығын алған композитор Ханс Циммермен мультимедиялық ынтымақтастық Ғаламның бұралған жағы , Эйнштейнді, гравитациялық толқындарды және оның жұмысын талқылау Жұлдызаралық .
Эйнштейннің жалпы салыстырмалылық теориясы дегеніміз не?
Бұл кванттық заңдардан басқа барлық физика заңдарының негізі. Адамдар әдетте жақсы дейді, бұл оның ауырлық күшінің теориясы, бірақ бұл оның шегінен тыс. Ол бұл теорияны гравитацияны түсіндіру үшін салған, бірақ іс жүзінде теория одан гөрі көп нәрсе жасайды. Онда табиғаттың барлық басқа заңдары кеңістік пен уақытқа қалай сәйкес келетіндігі туралы айтылады.
Бұл біз табиғатты классикалық домен деп атайтын нәрсені сипаттайтын ең дәл әдіс, ол тек кішкене нәрсеге - атомдар мен молекулаларға - түскен кезде ғана.
Эйнштейннің теориясы қалай байланысады? гравитациялық толқындар ?
Эйнштейн өзінің салыстырмалық жалпы теориясын 1905 жылдан 1915 жылға дейін созылған өте қарқынды күшпен тұжырымдады және ол теорияны 1915 жылдың қараша айында - жүз жыл бұрын сәл ғана аяқтады. Содан кейін ол теорияны немесе осы заңдарды болжау жасау үшін қолдана бастады. Оның ең маңызды болжамдарының бірі және гравитациялық толқындар болуы керек деген соңғы үлкен болжам болды. Ол 1916 жылдың маусымында біз гравитациялық толқынның болжауының жүз жылдығынан екі ай ғана өтіп жатқанымызды болжадық.
Ол болжамдарға қарап, сол кездегі технологияға және ғаламда гравитациялық толқындар тудыруы мүмкін нәрселерге назар аударды және біз оларды ешқашан көре алмаймыз деген үмітсіз деп қорытындылады. Бізде дәл ешқашан дәл технология болмас еді.
Ол қателесті. Біз оларды алғаш рет өткен қыркүйекте көрдік.
Эйнштейннің болжауларынан гравитациялық толқындардың жақында ашылуына дейінгі уақыт шкаласында қандай серпіліс болды?
Бірнеше бұрылыс болды. Екі шешуші бетбұрыс екі нақты адамнан келді. Джозеф Вебер, шамамен 1960 жылы, гравитациялық толқындарды көруге қабілетті болатындай тәсіл ойлап тапты және оларды табуға күш салды. Ол Эйнштейннің бізде оны жасау технологиясы болмайды деген нұсқауына күмән келтірген бірінші адам болды. Вебер гравитациялық толқындарды көрмеді. Ол біраз уақыт жасадым деп ойлады, бірақ іс жүзінде оларды көрмеді. Толқындар ол күткеннен әлсіз, бірақ ол сіз жасай алмаймын деп ойлаған адамдардың логинасын бұзды және ол басқаларға шабыт берді. Мені қоса.
Екінші бұрылыс нүктесі - бұл өнертабыс болды Рэй Вайсс MIT-те бірақ бұл идеяның тұқымымен Ресейдің Мәскеу қаласындағы Михаил Герценштейн мен Владислав Пустовойт ертерек келеді. Рэй Вайсс қазір қолданып жүрген бұл әдісті ойлап тапты және бұл Вебердің техникасынан өзгеше болды. Біз мұны интерферометрлік гравитациялық толқынды анықтау деп атаймыз және ол гравитациялық толқындарға негізделген, айналарды алға және артқа итереді. Сіз айналардың көп бөлігін лазерлік сәулелермен өлшейсіз.
Вайсс мұны ойлап тапты, содан кейін ол сізге қажет болатын барлық шу көздерін талдап, олармен қалай күресуге болатындығын сипаттады. 1972 жылы ол осы типтегі дизайнмен алдағы жоспардың жобасын ұсынды. Бұл әртүрлі тәсілдермен өзгертілген, бірақ үлкен емес жоспар болды. Бұл шынымен де мұны жасаудың нұсқаулығы ретінде ондаған жылдар бойы уақыт сынынан өткен дизайн болды. Бұл ең үлкен бетбұрыс болды.
Бұл өте қызықты, өйткені Рэй қарапайым жігіт және ол гравитациялық толқындарды тапқанға дейін оны әдеттегі әдебиеттерде жарияламау керек деген ойға келді. Сондықтан ол менің ойымша, мен оқыған ең қуатты техникалық құжат деп жазды бұл қағазды. Ол оны жазып, ішкі MIT есептер сериясында жариялады. Бұл мен сияқты тақырыпқа қызығушылық танытқан адамдар үшін қол жетімді болды. Сіз оны іздеуге баруыңыз керек еді, себебі бұл қарапайым әдебиетте жоқ еді.
Енді гравитациялық толқындар анықталғаннан кейін осы өрісте не бар?
Бұл шынымен бастамасы ғана. Галилей алғаш рет өзінің оптикалық телескопын аспанға үйретіп, заманауи оптикалық астрономияны ашқанда, бұл ғаламнан шыққан электромагниттік терезелердің алғашқысы болды: жарық. Біз «терезе» тіркесін белгілі бір толқын ұзындығымен радиацияны іздейтін белгілі бір технологияларды қолдану үшін қолданамыз. 1940 жылдары радио астрономия дүниеге келді - жарық орнына радиотолқындар пайда болды. 1960 жылдары рентген астрономиясы дүниеге келді. 1970 жылдары гамма-сәулелік астрономия дүниеге келді. Инфрақызыл астрономия да 1960 жылдары дүниеге келді.
Көп ұзамай бізде әр түрлі электромагниттік толқындармен көрінетін, бірақ толқындардың әр түрлі ұзындықтарымен көрінетін әртүрлі терезелер пайда болды. Ғалам радиотелескоп пен рентгендік телескоп арқылы жарыққа қарағанда мүлдем өзгеше көрінеді. Дәл осы нәрсе гравитациялық толқын астрономиясында орын алуда.
Әлемді зерттеу үшін гравитациялық толқындар пайдаланыла ма?
Біз қазір осылай істеп жатырмыз. Біз қазір LIGO-да істеп жатырмыз. Біз соқтығысатын екі қара тесіктің табылғандығы туралы хабарладық. Бұдан да көп болады және біз көптеген басқа құбылыстарды көреміз, бірақ біз оларды тек белгілі бір тербеліс кезеңі болатын гравитациялық толқындармен көреміз. Бірнеше миллисекундтық кезең. Алдағы 20 жыл ішінде біз бірнеше сағатқа созылатын гравитациялық толқындарды көреміз. 
Ливиана штатындағы Ливингстон қаласындағы LIGO зертханасы (сол жақта) екі қара тесіктің соқтығысуынан шыққан гравитациялық толқындарды анықтау үшін пайдаланылды (суретте оң жақта).Несиелер: LIGO
Ғарышта ұшатын LIGO-ға ұқсас детекторлармен біз, мүмкін, алдағы 5 жылда, біз пульсарлар деп атайтын нәрсені бақылауды қамтитын радиастрономия техникасын қолданып, жылдарды қамтитын гравитациялық толқындарды көреміз.
Біз, мүмкін, алдағы 5 жыл ішінде, әрине, алдағы 10 жыл ішінде, бүкіл әлемнің жасына дейінгі кезеңдермен тартылатын толқындарды көреміз. Олар біз ғарыштық микротолқынды фон деп атайды.
Алдағы 20 жыл ішінде бізде төрт түрлі гравитациялық толқын терезелері ашылады және олардың әрқайсысы өзгеше нәрсені көреді. Біз ғаламның дүниеге келуін осымен зерттейміз. Әлемнің «инфляциялық дәуірі» деп аталады. Біз фундаменталды күштердің қалай пайда болғанын және олардың қалай пайда болғанын зерттейтін боламыз. Біз олардың әлемнің алғашқы сәттерінде гравитациялық толқындардың көмегімен дүниеге келуін бақылайтын боламыз. Біз қазір істеп жатқан қара тесіктердің соқтығысқанын көреміз, бірақ үлкен қара тесіктер соқтығысады. Біз жұлдыздардың қара тесіктермен бөлініп жатқанын көреміз.
Біз бұрын-соңды көрмеген фантастикалық диапазонды көреміз және бұл ғасырлар бойы оптикалық астрономия ғасырлар бойы жалғасады. Бұл тек бастамасы.
Сіз Кристофер Ноланмен жұмыс істедіңіз және Пол Франклин ғылым мен көрнекілікті құру үшін артында Жұлдызаралық. Гаргантуа фильміндегі қара тесік қаншалықты дәл болды?
Бұл голливудтық фильмде пайда болған ең дәл көрініс. Оливер Джеймс, бас ғалым Пол Франклин Компаниясы Қос теріс , менің біраз талап етуіммен бейнелеудің жаңа әдісін ойлап таптым. Ол сол мағынада неғұрлым тегіс және дәлірек кескіндер шығарады. IMAX фильмі үшін сізге қажет нәрсе.
Біз техниканың жаңа жиынтығын қолдандық, бірақ ескі техниканы қолдана отырып, астрофизик Гаргантуаның 1980 жылдардағы бейнесі сияқты бейнелер жасады. Мұны алғаш Жан-Пьер Люминет Францияда жасаған. Гаргантуаға ұқсайтын қара саңылаулардың суреттері бар, бірақ сіз оларды астрофизика әдебиетінде сирек кездестірдіңіз. Бұл астрономдар өз телескоптарымен көретін нәрсе емес. 
Гаргантуа, Интерстеллар фильмінде бейнеленген ойдан шығарылған қара тесік.(Несие: Warner Bros.)
Бұл ең жоғары ажыратымдылық нұсқасы, ең тартымды және ең тартымды нұсқа. Бірақ дәл бейнелеуді астрофизиктер бұрын жасаған.
Фильмде профессор Бранд Купердің жұлдыз аралық сапарынан оралғанда жердің тартылыс күшін шешетіндігін түсіндіреді. Бұл қандай проблема болды?
Фильмде Жер биологиялық тұрғыдан өліп жатыр, ал бірнеше миллион адам ғана қалды. Профессор Брэндтің және онымен жұмыс істейтін адамдардың ізденісі - ғарыш колонияларында Жерден қалған адамдарды көтеріп шығаруға болатынын анықтау. Мұны істеу үшін олардың зымыран күші болған жоқ. Олардың Жерде ғарыштық колониялар құруға күші болды, бірақ оларды алып тастайтын зымыран күші болмады.
Фильмде кенеттен пайда болған гравитациялық ауытқулар бар және пайда бола бастаған ауырлық күші туралы профессор Брандқа гравитацияны бақылауға немесе оның мінез-құлқын өзгертуге болады деп ұсынды.
Оның ойы - жердің тартылыс күшінен ұзақ уақытқа бас тарту, бізді алып қашу үшін шағын зымыран күшін пайдалану. Мәселе осы ауытқуларды қалай қолдануға болатындығын білуге қатысты болды. Сіз Мурфтың жатын бөлмесіндегі ауытқулардың мысалын көресіз - шаңның құлдырауы. Сіз бұл ауытқуларды қолдана аласыз және Жердің ауырлық күшін төмендете аласыз ба?
Адамзат жұлдызаралық саяхаттан қаншалықты алыс?
Менің ойымша, біз шамамен үш ғасырда жасаймыз. Бұл өте қиын.
Мұны қалай жасауға болатындығы туралы идеялар бар, бұл адамдарды ғарыштық колонияларға бірнеше ғасырлар бойы орналастыруды қамтиды. Адамдар мені төрт ғасырдың үшінде жетеді деп ойлайтын қозғаушы идеялар бар.
Оскардың визуалды эффект суретшісімен болған сұхбатымызды оқыңыз Жұлдызаралық , Пол Франклин.
Робин Симангал НАСА мен ғарышты игеру үгітіне көп көңіл бөледі. Ол қазіргі уақытта тұратын Бруклинде туып-өскен. Оны табыңыз Instagram кеңістікке қатысты көбірек мазмұн үшін: @not_gatsby.
