Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Fyzika na druhém místě. O kolik Interstellar upravil černou díru

aktualizováno 
Film Interstellar byl podle svých tvůrců jeden z mála, který využíval k zobrazení vesmírných objektů, především černých děr, poznatků současné fyziky. Ale ne úplně, protože tvůrci vzhled, která hraje ve filmu důležitou roli, přece jen upravili. Podívejte se, o kolik.

Zatímco slavný fyzik Stephen Hawking před časem zapochyboval, zda černé díry vlastně vůbec existují, tvůrci „ufňukaného“ filmu Interstellar je považují nejen za prokazatelně existující, ale také působivé. A souhlasí s nimi i většina dnešních astronomů, kteří pozorují vesmír obřími moderními dalekohledy. Působivá vizualizace černé díry, ve filmu nazývané Gargantua podle jedné obžerské postavy středověkého francouzského románu, je hlavní obrazovou dominantou snímku.

Spolutvůrcem její podoby byl i známý fyzik Kip Thorne (podílel se i na tvorbě samotného námětu), který se stejnou otázkou zabývá už více než třicet let, a to primárně ne pro filmaře. Otázka, jak černé díry mohou vypadat, je totiž zajímavá i pro astronomy a fyziky, kteří projevy těchto objektů hledají přímo na obloze. Interstellar tak měl být ve filmařské branži výjimkou a držet se známých faktů (podívejte se na propagační video připojené k článku).

Ve filmu použitá podoba černé díry s výrazně zesvětleným diskem, bez změn...

Ve filmu použitá podoba černé díry s výrazně zesvětleným diskem, bez změn jasnosti a posunu barevnosti v důsledku Dopplerova efektu

Ale i ve filmu platí, že pravdou se musí šetřit, jak dokazuje nedávno zveřejněný pohled do zákulisí filmu - vědecká práce, kterou Thorne s kolegy zveřejnil v časopise Classical and Quantum Gravity a ve které popisují, jak vizualizace objektu probíhala a jaké změny si filmaři vyžádali (práce v angličtině je zdarma dostupná odsud).

Práce pro film vycházela z poznatků o podobě černých děr pro vědecké potřeby z přelomu 70. a 80. let minulého století. Postupy jsou v obou případech v podstatě stejné, jen filmaře na rozdíl od vědců více zajímalo, jak černé díry vypadají opravdu zblízka a v detailu, v lepším rozlišení, než jakého dosáhnou i ty nejlepší soudobé teleskopy.

Různě realistické vizualizace černé díry ve filmu Interstellar. Nahoře je...

Různě realistické vizualizace černé díry ve filmu Interstellar. Nahoře je podoba černé díry se zpomalenou rotací. Pod ní je stejná černá díra se zahrnutým Dopplerovým efektem a gravitačním posunem světla. Úplně dole je pak v podobě, v jaké by se skutečně jevila pozorovateli, včetně změn jasnosti (podle tzv. Liouvillova theorému).

Astronomy zajímala jejich podoba spíše na velké vzdálenosti, jak bychom je mohli reálně pozorovat (i když vznikly i ryze vědecké simulace pádu do černé díry, příklad dostupný zde). Vědci také postupně přidávali do simulací další detaily, jak se zlepšovala technika a zvyšovaly se šance na možné pozorování projevů černé díry. Existují tak i vizualizace oblaku prachu kolem černých děr, které by měly být viditelné díky tomu, jak se plyn zahřívá během pádu do černé díry (videopříklad zde).

Thorne a spol. tyto realistické modely ještě trochu poupravili. Především přidali i simulaci světelných paprsků, ne jen jednotlivých fotonů, aby vznikl obraz vhodný pro film (astronomové nenatáčejí filmy, dělají jednotlivé snímky). Pak své výsledky předali filmařům.

Ti s nimi nebyli úplně spokojení a rozhodli se pro pár změn. Především určili, že disk plynu kolem černé díry bude podstatně „chudší“, než tomu obvykle bývá podle pozorování a astrofyzikálních modelů. Menší množství plynu znamená, že v okolí Gargantuy by bylo méně rentgenového záření, které se uvolňuje při zrychlování plynu během pádu do černé díry, a na rozdíl od skutečnosti by lidé mohli v její blízkosti alespoň nějakou dobu přežít.

Takto by se černá díra nejspíše (tedy na základě dnešních fyzikálních znalosti)...

Zhruba takto by se černá díra na základě dnešních fyzikálních poznatků jevila pozorovateli ve skutečnosti (jde tedy o černou díru s pomalejší rotací, než by měl filmový Gargantua, jak si můžete všimnout podle pravidelného tvaru středového kruhu).

Poté se režisér Nolan zbavil i Dopplerova efektu, tedy posunu vlnové délky světla kvůli rotaci černé díry. Podle něj by se vlnová délka světla přicházející ke kameře měla zkracovat, či naopak prodlužovat podle relativního pohybu zdroje světla vůči kameře, a tím měnit i jeho barva. Prakticky by to znamenalo, že půlka plynného disku kolem černé díry by se jevila modřejší.

Disk rotuje z pohledu kamery zleva doprava, modrá by měla být především levá strana disku, která se pohybuje (až rychlostí kolem poloviny rychlosti světla) směrem k divákovi. Pravá strana by měla být naopak „červenější“, protože plyn se pohybuje od kamery a vlnová délka světla se prodlužuje až mimo viditelnou část spektra.

Gargantua je také zpomalený. Scénář vyžaduje, aby v jeho blízkosti docházelo k masivnímu „zpomalení“ (dilataci) času, ale to vyžaduje velmi rychle rotující objekt. Ten ovšem zase na kameře nevypadal dostatečně zřetelně: černá díra by se musela točit tak rychle, že by rotace ovlivňovala i světlo v jejím okolí a zdála by se „zmáčknutá“ doprava.

Ovšem majestátní a podivně zakroucený disk kolem černé díry je zobrazený přesně. Původně ho tvoří jednoduchý úzký prstenec kolem „rovníku“ černé díry. Jeho zdánlivý ohyb je daný tím, že gravitace Gargantuy ohýbá světlo z prstence za dírou směrem k pozorovateli. U „horní části“ černé díry tedy vidíme horní stranu disku na odvrácené straně, u dolní pak obraz jeho spodní části.

Vizualizace podoby plynového disku kolem černé díry ve filmu Interstellar....

Vizualizace podoby plynového disku kolem černé díry ve filmu Interstellar. Gravitací nezkreslený obraz disku je nahoře, hlavní obrázek ukazuje, jak by se jevil kolem rychle rotující černé díry. Obraz je několikanásobný a díky ohybu světla v gravitaci černé díry je vidět i část disku, která by byla normálně skrytá za objektem.

Specialisty film ani přes tyto drobné prohřešky nijak nepobouřil, spíše naopak. „Není to ovšem nic zcela nového, opravdu to vychází z prací starých několik desítek let,“ říká český odborník na tuto oblast astronomie Vladimír Karas, ředitel Astronomického ústavu v Ondřejově. Zajímavější jsou podle něj další fyzikální otázky kolem filmu: jak by vypadala interakce s jinými dimenzemi či co se skrývá za horizontem černé díry. Na rozdíl od vyobrazení černé díry nejde ovšem o otázky, na kterých by se fyzikové všeobecně shodli. „V tomto a dalších ohledech je možností celá řada a všechny jsou dosud otevřené,“ říká Vladimír Karas.

Autor:


Témata: fyzika, Kip Thorne

Nejčtenější

Vdechl život zapomenuté technologii, na jeho hodiny je pořadník

Moderní digitrony jsou nádherným designovým prvkem.

Historická technologie ve zcela moderním precizním provedení. Digitronové hodiny „Nixie Clock“ Dalibora Farného slaví...

Byl to nejbohatší šlechtic své doby, teď archeologové objevili jeho hrobku

Díváte se na takzvaný radarogram. To je výstup z měření georadarem na profilu...

V následujících dnech se dozvíme, zda tušení týmu českých archeologů, že objevili dosud neznámou hrobku nejbohatšího...



Fascinující paradox: český kutil vyrábí funkční parní stroje ze skla

Skleněné parní stroje z dílny Michala Zahradníka

Michal Zahradník je český sklář osmé generace. Od roku 1991 kromě obvyklých sklářských výrobků ve své dílně vyrábí i...

Eurotank bude německo-francouzský hybrid. Demonstrátor už jezdí a střílí

EMBT je hybrid mezi tanky Leopard 2 a Leclerc

Až 5000 tanků v hodnotě 75 miliard eur by měly dle německých prognóz nakoupit v příštích 20 až 30 letech evropské...

YouTube jako továrna na peníze. Jak na tomto portálu funguje reklama?

YouTube jako továrna na peníze

Vše se točí kolem peněz a na YouTube to není jinak. Jenže když se do reklamního kolotoče zamotají morálka a etika, může...

Další z rubriky

Zrušte placení za vědecké články, vyzvali výzkumníci umělé inteligence

Výzkumníci nechtějí další „closed access“ časopis

Vydavatel jednoho z nejprestižnějších vědeckých časopisů přišel s novým titulem. Vědci z oboru strojového učení ovšem...

Stěna ohně a kyselý déšť. Výbuch islandské sopky Laki změnil klima na Zemi

Pohled do středu jednoho ze sopečných kuželů vzniklých na přibližně 27...

Výbuch islandské sopky Laki před 235 lety byl tak silný, že na mnoho let změnil klima na celé Zemi. Nad Evropu poslal...

Umělá inteligence odhadne, kdy zemřete. Lékaři ji začínají používat

Ilustrační fotografie

Chytré algoritmy se zavádějí i do medicíny. Specializovaná umělá inteligence rychle zanalyzuje anamnézu pacienta a...

5 mýtů o nakažení klíšťatech: Pozor si dejte i na zahradě
5 mýtů o nakažení klíšťatech: Pozor si dejte i na zahradě

Klíšťová encefalitida nás neohrožuje pouze v lese nebo na louce. Klíšťata se totiž běžně vyskytují v městských parcích, na zahradách nebo zatravněných hřištích. O klíšťové encefalitidě bohužel koluje dalších několik mýtů. Znáte je?

Najdete na iDNES.cz