Per entendre la magnitud de Gargantua, ens cal submergir-nos en les equacions d’Albert Einstein i en el treball conjunt de Kip Thorne amb l’estudi d’efectes visuals Double Negative. El que veiem a la pantalla no és la invenció d’un artista digital, sinó la representació visual més precisa de la realitat que ens permet la física teòrica actual.
Un forat negre de Kerr: massa i gir Extrem
Gargantua no és un forat negre estàtic (conegut com a forat negre de Schwarzschild), sinó un forat negre de Kerr, la qual cosa significa que té rotació. I no una rotació qualsevol:
Massa gegantina: Té una massa equivalent a 100 milions de Sols. Això el classifica com un forat negre supermassiu, similar al que trobem al centre de moltes galàxies.
Velocitat de vertigen: Gira a un 99,8% de la velocitat de la llum. Aquest límit no és casual; és el màxim teòric permès abans que l’horitzó d’esdeveniments es trenqui i reveli una singularitat nua, cosa que les lleis de la física semblen prohibir.
L’efecte d’arrossegament (Frame-Dragging)
Quan un objecte tan massiu gira a aquesta velocitat, no només gira ell, sinó que arrossega el propi teixit de l’espai-temps al seu voltant, com si fos un remolí de melassa. Aquest fenomen és el que permet que el planeta de Miller orbiti increïblement a prop de l’horitzó d’esdeveniments de manera estable, sense ser engolit immediatament.
La lent gravitatòria i la il·lusió de la creu
Quan mirem a Gargantua, veiem una mena d’anell brillant que l’envolta verticalment i horitzontalment. Això és el resultat de la lent gravitatòria.
Si ens imaginem el disc d’acreció com un anell pla (com els anells de Saturn), hem d’entendre que la gravetat de Gargantua és tan extrema que desvia els raigs de llum que surten de la part del darrere:
La llum que surt de la part superior del darrere del disc es doblega cap amunt i viatja cap a nosaltres, creant la il·lusió d’un arc superior, i la llum que surt de la part inferior del darrere es doblega cap avall, creant un arc inferior.
El que veiem horitzontalment és simplement la part davantera del disc que passa directament per davant de la foscor del forat.
Del codi de Hollywood a la ciència real
Per aconseguir aquest realisme, Kip Thorne va escriure pàgines de fórmules matemàtiques basades en la Relativitat General que descrivien la trajectòria dels raigs de llum (ray-tracing). L’equip de programadors de la pel·lícula va haver d’escriure un programari de renderitzat completament nou basat en aquestes equacions físiques.
Quan van córrer el programa per primer cop, es van adonar que els algorismes comercials de Hollywood fallaven perquè assumien que la llum viatjava en línia recta. En solucionar-ho, van descobrir detalls visuals que mai s’havien simulat amb tanta resolució. Aquesta col·laboració va donar lloc a la publicació d’articles científics reals a revistes de prestigi com Classical and Quantum Gravity.
El que la pel·lícula va ometre: l’efecte Doppler
Tot i que Gargantua és hiperrealista, Christopher Nolan es va prendre una petita llicència artística per no confondre l’espectador.
A causa del gir gairebé lumínic de Gargantua, el gas del disc d’acreció es mou cap a nosaltres per un costat i s’allunya per l’altre. Segons la física de l’efecte Doppler relativista el costat que s’apropa hauria de ser molt més brillant i de color blau, i el costat que s’allunya hauria de ser molt més fosc i de color vermellós.
A la pel·lícula, Nolan va decidir fer que els dos costats tinguessin una brillantor similar perquè el públic general pogués apreciar la forma geomètrica simètrica de la lent gravitatòria sense distreure’s de la trama narrativa.
Enfilall
Deixa un comentari…