Фильм "Интерстеллар" изменил суть черных дыр

Программа, использовавшаяся для создания спецэффектов в научно-фантастическом фильме Кристофера Нолана "Интерстеллар", нашла неожиданное применение в реальной науке. Как утверждают физики и аниматоры, принимавшие участие в съемках фильма "Интерстеллар", человек, оказавшийся у окрестностей вращающейся черной дыры, будет видеть огромное количество звезд. Гравитационные эффекты, создаваемые черной дырой, породят множество копий звезд и всей галактики. Свои выводы они опубликовали в журнале Classical and Quantum Gravity. В ноябре 2014 года состоялась премьера новой научно-фантастической картины Кристофера Нолана "Интерстеллар". Картина рассказывает о путешествии группы астронавтов через "червоточину" к планетам, вращающимся вокруг черной дыры. По мнению создателей картины, одной из особенностей фильма, выгодно отличающей его от большинства других фантастических фильмов, является его строгая научная достоверность, что ставит картину в один ряд с признанным эталоном твердой НФ – фильмом Стэнли Кубрика "Космическая одиссея 2001". Черная дыра "Гаргантюа" и другие космические объекты в картине "Интерстеллар" появились благодаря математическим выкладкам научного консультанта картины физика-теоретика Кипа Торна и специалистам лондонской фирмы "Double Negative", которые смогли реализовать идеи ученого в компьютерной программе-симуляторе. Такой необычный союз серьезной науки и кинематографа привел к неожиданному последствию. Пожалуй, впервые в истории кинематографа художественный фильм помог ученым раскрыть одно ранее неизвестное свойство черной дыры. По словам аниматоров из "Double Negative", они изначально пробовали "нарисовать" черную дыру с помощью моделей, которыми пользуются астрофизики. В этих моделях тень черной дыры, диск аккреции и ближайшие окрестности рисуются бесконечно тонкими лучами света со своим источником для каждого пикселя. Эти модели вполне устраивали физиков, но не аниматоров. Картинка, созданная такой моделью, неприятно мерцала из-за перемещений источников света. "Чтобы устранить мерцание и сделать картинку для фильма гладкой, мы изменили алгоритмы так, как никто до этого не делал",– объясняет ведущий специалист фирмы Оливер Джеймс.– "Вместо отслеживания движений каждого луча в отдельности, используя уравнения Эйнштейна, мы начали отслеживать пути и искажения форм для целых пучков. Когда мы создали эту модель, то поняли, что ее можно применять и в научных целях". Наблюдения за виртуальной черной дырой позволили выявить необычный эффект, который можно было бы заметить лишь при приближении к черной дыре из кинофильма или ее реальным сородичам. Ученые объясняют, что вращение черной дыры будет сопровождаться сложными гравитационными возмущениями, которые будут особым образом искривлять световые лучи, проходящие через ближайшие окрестности. В некоторых точках, которые физики назвали "каустиками", свет будет концентрироваться, создавая отражение звезды или иного объекта. По расчетам Кипа Торна, человек, попавший к горизонту событий, смог бы видеть до 13 копий отдельных звезд и даже целой галактики. Торн говорит, что эту программу-симулятор можно применять и для исследования других процессов, которые происходят около вращающихся черных дыр. Как считает ученый, возможно "Интерстеллар" поможет раскрыть и другие загадки этих экзотических объектов, которые нельзя увидеть с помощью традиционных моделей.