мой сон длиннее ночи!..

Крупная кинопремьера осени 2014 года – фантастическая драма Кристофера Нолана «Интерстеллар» – уже успела стать практически культовой: этот фильм называют одним из лучших в своем жанре со времен Стэнли Кубрика и его «Космической одиссеи»!..

Два этих шедевра роднит не только сюжет, но и высокая научная достоверность – они оба были созданы в тесном сотрудничестве с учеными: Кубрик, в свое время, консультировался со знаменитым астрофизиком Карлом Саганом, а братья Ноланы – с физиком-теоретиком Кипом Торном, одним из крупнейших экспертов по теории относительности.

Замысел подобного фильма, как некой наглядной иллюстрации к идеям Эйнштейна, принадлежит именно Кипу Торну – выйдя на пенсию, ученый решил сосредоточиться на популяризации современной физики и астрономии.

Казалось бы, абсолютно нереальная задача – особенно в наш приземленный век, когда космическими путешествиями уже никого не удивить!..

Но вдруг пришел неожиданный успех: эта научно-фантастическая притча, в лучших традициях Артура Кларка, сложная для восприятия неспециалистами, не оставила равнодушными даже тех зрителей, которые ожидали очередной боевик о каком-нибудь вторжении пришельцев...

Как и любая хорошая фантастика, «Интерстеллар» посвящен вечным философским вопросам о взаимоотношениях человека и Вселенной – весь фильм построен на контрасте между чувствами людей и холодной пустотой космоса. В каком-то смысле, это фильм о любви: ведь любовь, по словам героев – это единственное, что способно противостоять пространству и времени...

Название картины буквально переводится как «межзвездный»: в недалеком будущем, стоя на пороге гибели от биологической катастрофы, человечество посылает на поиски нового дома исследовательские экспедиции в другую галактику.

Это стало возможным благодаря так называемой «червоточине» – гиперпространственному туннелю, соединяющему две точки трехмерного пространства через измерения высших порядков. И это не просто выдумка фантастов – существование подобных туннелей допускается общей теорией относительности.

Существуют две разновидности «червоточин» – проходимые и непроходимые: проходимая теоретически позволяет объектам пройти сквозь себя. Для этого необходимо, чтобы она была заполнена особой «фантомной материей» с отрицательной плотностью энергии, создающей сильное гравитационное отталкивание и удерживающей тоннель в стабильном состоянии.

Один из кандидатов на эту загадочную субстанцию – это «темная энергия», вакуума с отрицательным давлением, существование которого было доказано с целью объяснить ускоряющееся расширение Вселенной – в принципе, «кротовые норы» могут формироваться из скоплений «темной энергии».

Одно из предполагаемых мест, где можно встретить такие скопления – это центр нашей Галактики, расположенный в направлении созвездия Стрельца. Видимое излучение центра полностью скрыто от нас мощными слоями поглощающей материи, поэтому его изучение началось сравнительно недавно – после изобретения радиотелескопов...

Итак, попав через гиперпространство в чужой мир, герои фильма оказываются возле «черной дыры», вокруг которой вращаются несколько пригодных для жизни планет. Но возможно ли такое?..

Все убеждены, что «черные дыры» всасывают в себя окружающую материю – однако это не совсем так. Они поглощают материю, которая находится на определенном расстоянии – а в остальном ведут себя так же, как и обычные массивные звезды.

Поэтому, если какая-то звезда станет «черной дырой», планеты будут и дальше вращаться вокруг нее по своим орбитам. Запредельной гравитации «черной дыры» жители планеты не почувствуют, поскольку фактически будут находиться в состоянии свободного падения.

Ученые предполагают, что пространство «прогибается» под массивными объектами – то есть, чем больше масса объекта, тем больше искривление. Масса «черной дыры» настолько огромна, что пространство образует вокруг нее своеобразную «воронку», в которую «падают» планеты – но из-за того, что они двигаются с постоянной скоростью, они не могут окончательно «упасть» туда.

И на этих планетах вполне можно жить!.. Эти планеты даже способны получать энергию из центральной области сингулярности благодаря особому квантовому эффекту – так называемому «излучению Хокинга».

Дело в том, что понятие о «черной дыре» как объекте, который ничего не излучает, а может лишь поглощать материю, справедливо до тех пор, пока не учитываются квантовые эффекты. В квантовой же механике существует феномен туннелирования, позволяющий частицам проходить сквозь «непреодолимые барьеры» – этот эффект ведет к тому, что, на самом деле, «черная дыра» должна непрерывно излучать энергию!..

Экспедиция высаживается на планете, где один час равен... 7 годам на Земле – это один из релятивистских эффектов, предсказанных Эйнштейном: гравитация вблизи сверхмассивных объектов искажает не только пространство, но и время.

Внешний вид самой «черной дыры», показанной в фильме, на первый взгляд, необычен и мало похож на то, что мы привыкли видеть в фантастических фильмах. Однако именно эта модель и является наиболее научно достоверной. Художники работали бок о бок с учеными – большая часть потрясающих компьютерных спецэффектов в фильме основана на точных вычислениях и симуляциях!..

«Черная дыра», на самом деле, не совсем черная: она всегда обернута облаком искривленного света от звезд. Причем, прежде чем попасть к наблюдателю, электромагнитное излучение может совершить не один оборот вокруг «черной дыры», разогревая при этом газ, притянутый ее гравитационным полем. Светящийся газ собирается в так называемый аккреционный диск – получается что-то вроде «огненной радуги», что и было показано в фильме...

Но больше всего дискуссий вызвала сцена падения главного героя за горизонт событий «черной дыры». Принято считать, что любое тело, падающее в нее, будет, в конечном счете, разорвано приливными силами – эти силы возникают в веществе под действием неоднородного гравитационного поля.

Но и тут есть возможное объяснение: в случае со сверхмассивной «черной дырой», приливные силы около «горизонта событий» значительно слабее – из-за того, что центральная сингулярность расположена очень далеко от горизонта. Гипотетический космонавт, пересекающий горизонт, ничего не почувствует, пока не приблизится к центру.

Однако на вопрос – что именно находится за краем этой гравитационной бездны, ученые пока не в состоянии дать точный ответ: в условиях сингулярности неприменимы все наши представления об устройстве мира...

Тут авторы фильма дают волю фантазии: герой не только выживает, но и попадает в загадочный пространственно-временной континуум за пределами нашей реальности, где оказывается способен видеть любые события в прошлом – и даже воздействовать на них при помощи все той же гравитации!..

В нашем привычном представлении, все, что засасывает «черная дыра», пропадает бесследно. Но какова ситуация на самом деле?.. Недавно российский физик-теоретик Вячеслав Докучаев произвел ряд расчетов, которые доказали – «черная дыра», при определенных условиях, может иметь невероятно сложную внутреннюю структуру, в которой могут существовать макроскопические тела.

Дело в том, что у сверхмассивных «черных дыр», кроме внешнего горизонта, есть и внутренний – так называемый «горизонт Коши», за пределами которого пространственно-временные показатели приобретают привычные для нас свойства. Феномен «горизонта Коши» еще не изучен наукой.

Теоретически, любой объект, пересекший внешний «горизонт событий», может попасть на стабильную орбиту и вращаться вокруг центральной сингулярности. При этом он будет двигаться по сложной орбите, форма которой не похожа на привычный эллипс, а скорее напоминает венок из лепестков.

Этими объектами могут быть даже планеты, на которых возможно формирование сложных химических веществ и зарождение жизни. И кто знает, насколько она может быть развита?..

Центры сверхмассивных «черных дыр» могут скрывать от внешнего наблюдателя высокоразвитые цивилизации, которые комфортно существуют в экзотических условиях искаженного пространства-времени и нарушенных причинно-следственных связей. Мы можем только догадываться, как выглядят подобные миры и их обитатели...

Пожалуй, единственное, что в фильме откровенно противоречит науке – это «ледяные облака», парящие в атмосфере одной из планет: они были введены чисто из художественных соображений, и это признают сами создатели фильма.

Кстати, эти фантастические ледяные ландшафты – отнюдь не только заслуга художников по спецэффектам: некоторые сцены «Интерстеллар» были сняты... на леднике Снайфедльсйекюдль на юге Исландии!..

Один из самых необычных фантастических объектов, показанных в фильме «Интерстеллар» – это цилиндрическая космическая станция с собственной гравитацией: на внутренних стенках этой огромной «трубы» живут люди, есть города, леса и озера. Что это – фантазия режиссера или реальность отдаленного будущего?..

Научную модель подобной станции изначально предложил американский физик Джерард О'Нил еще в 1976 году, и ее так и назвали – «цилиндр О'Нила». Это система из двух соединенных цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях – благодаря центробежной силе, внутри них возникнет искусственная гравитация.

Этот же эффект был показан в фильме на примере вращающегося космического корабля, на котором путешествуют персонажи. Похожий способ перемещения в космосе, кстати, был описан в романе Карла Сагана «Контакт»...

Гелий Забродов
«Пришелец» №30 – 2014 г.