Экзамен Зачет Учебный год 2023 / Семинар3. Космология

Пронина Полина Дмитриевна

Юридический факультет, 205 группа

Тема 3. Современная научная космология

06.04.17

Эссе на тему: «Причины внимания человечества к проблемам освоения космоса на основе анализа фильма «Интерстеллар».

Показанные события в фильме «Интерстеллар» — космические полеты через гиперпространство, падения в черные дыры и путешествия во времени — вызвали бурные дискуссии как среди любителей фантастики, так и в околонаучных кругах. Консультантом фильма выступил знаменитый физик-теоретик Кип Торн, который в последствии написал книгу, посвященную этому фильму¹. Именно Кипу Торну принадлежала идея создать фильм, который полностью бы опирался на научные теории. «Что было бы, если человеку были бы доступны все чудеса космоса», - размышлял он. Гравитация – одна из фундаментальных сил, формирующих пространство. С помощью гравитации можно отправиться, например, в прошлое, в теории.

1. Червоточина. Воспользовавшись удачно подвернувшейся кротовой норой, NASA снаряжает межзвездную экспедицию на корабле «Эндюранс» в поисках нового дома для человечества. Хорошо, что возле Сатурна есть нора! Ведь в мире Купера путешествия со скоростью света невозможны, и к звёздам пришлось бы лететь тысячи лет. Но разве кротовые норы реальны? Неужели физики зарегистрировали хотя бы одну?

Нет, но наука допускает их существование или, по крайней мере, не отрицает его. В последнее время не без участия мистера Торна в космологии набирает популярность идея, что пространство — это не бескрайняя пустота, а своего рода материал, который поддается изменению, были бы нужные инструменты.

Возражение: Кротовая нора – это такая же черная дыра, но которая в силу каких-то причин, попав под горизонт, позволяет выйти в другую вселенную, не встретив сингулярности. Чтобы пройти через горизонт и не быть уничтоженным приливными силами, масса черной дыры должна быть колоссальная. Такие объекты в пределах солнечной системы существовать не может. Если бы существовал объект, имеющий массу в миллионы раз больше солнца, то гравитационное поле такого объекта определяло бы поведение всей солнечной системы, что привело бы хаосу.

Кроме того, даже если бы кротовая нора появилась — например, из-за влияния Гаргантюа — то была бы дорогой с односторонним движением. Для обратного путешествия потребовался бы аналогичный источник гравитации с другой стороны.

Само появление норы — это необходимая вольность. В фильме герои предполагали, что кротовая нора была создана существами, живущими в пятимерном пространстве, чтобы указать нам путь к спасению.²

2. «Эндюранс». Чтобы добраться от Земли до Сатурна за два года, «Эндюранс» должен преодолевать в среднем 20 километров в секунду. Кип Торн считает, что с помощью маневров и увеличения эффективности ракетного топлива к концу XXI века человечеству будет под силу достичь скорости в 300 километров в секунду. Так что долететь до Сатурна за такое время вполне реально.

Возражение: Но как они затормозили на орбите Сатурна и не улетели дальше? Мощи корабельных носовых двигателей тут явно бы не хватило.

3. Гаргантюа. Главные герои оказались в другой системе, где вместо солнце черная дыра. Подобное возможно и даже объяснимо. Аккреционный диск газа во круг черной дыры способен обогревать и освещать планеты. А Гаргантюа – это сверхмассивная, вращающая черная дыра, именно поэтому миры не засасывает в нее.³ Наука допускает существование возле гигантских черных дыр зон обычного времени и пространства, даже целых планетных систем, которые вращаются вокруг центральной сингулярости по сложным, но замкнутым орбитам.

Возражение: Выходит, жить на этих планетах нельзя из-за высоких температур и радиации. Как же экипаж «Эндюранс» не поджарился, просто пролетая мимо?

4. Планета Миллер. В поисках планеты пригодной для жизни, главные герои высаживаются на планете Миллер, где 1 час равен 7 земным годам. Она была настолько близка к Гаргантюа, что время там замедлялось.

Физически это маловероятно, а чем физик Кип Торн сам говорил во время создания фильма. Однако Торн допустит, что вращение Гаргантюа очень близко к максимуму, а планета Миллер находится на самой близкой орбите из возможных.

Возражение: Чтобы время на поверхности этой планеты было замедленным по сравнению для земного наблюдателя, надо чтобы эта планета оказалась очень близко к горизонту черной дыры. А планету с размером Земли просто бы разорвало приливными силами.⁴

Кроме того, на планете мы наблюдаем колоссальные волны, которые, вероятнее всего, являются приливными волнами, созданными полем черной дыры. Однако тогда глубина бы «океана» должна была огромной глубина, а герои фильма там просто ходят по дну.

Еще один факт. Когда герои находясь на планете Миллер, потеряв 32 года, на большом космическом корабле время шло как надо. Корабль должен был находится от планеты на огромном расстоянии, возможно, в несколько световых лет, ведь около черной дыры должна быть чудовищная гравитация.⁵

5. Квантовые данные. Теория относительности никак не согласуется с квантовой механикой. Из-за этого уравнение для управления гравитацией невозможно придумать. Переселение людей на другую планету невозможно. Для решения задачи не хватает неких квантовых данных из черной дыры, которые на самом деле не имеют никакого смысла, это звучит так словно они придумали сюжетный ход, никак не подкрепленный физикой.

Из-под горизонта черной дыры никакая информация не может выйти, что в этом фильме нарушается. Чтобы фильм получился, было придуман пятимерный куб, в котором главному герою удавалось передавать информацию в прошлое. В рамках современной науки такое описать невозможно.⁶

6. Падение в черную дыру. Верно, что под горизонтом пространство и время меняются местами. Временную координату можно менять в отличии от нашего мира, где мы движемся не минуемо от рождения к смерти. Под горизонтом наблюдатель неизбежно попадает в сингулярность, при этом приливные сил в близи сингулярности настолько большие, что не только макроскопические объекты, но даже атомы и элементарные частицы, не могут там существовать.

Даже если черная дыра имеет массу порядка 10 миллионов масс солнца, то и то этому наблюдателю останется жить не более 10 секунд. Это время соответствует свободному падению, а если включить двигатели и пытаться выбраться из черной дыры, то время падения на сингулярность только уменьшиться. Все попытки препятствовать этому падению приводят к ускорению падения.

Необходимость производства фильмов о космосе носит актуальный характер. Можно выделить несколько причин:

• Сегодня существует большое число вопросов, на которые ученые затрудняются дать определенный ответ, и стечением времени количество вопросов ростет, а ответов не становиться больше.

• Каждый выход в открытый космос дает возможность получить невероятные виды происходящего, что с помощью компьютерной графики позволит придать превосходную визуализацию и распространить для общества;

• Каждое новое полученное сведение (изображение, данные и т.п.) относительно космоса позволяет на основании проведенных анализов и исследований выдвинуть новые теории и гипотезы;

Интерес к данной проблематике в массовой культуре будет возрастать с каждым годом все больше и больше. Это связано с техническим прогрессом, с каждым годом у человечества появляется больше возможностей познать мир, самих себя и наше место в этом мире. Скорее всего, достичь полного исследования открытого космоса мало вероятно

Разумеется, любой фильм требует, чтобы принести в жертву зрелищности, научную достоверность. Однако в подобных фильмах о космосе здесь еще затрагиваются вопросы, которые для большинства людей являются не знакомыми, а такие вопросы способны в целом пробудить интерес человека к науке.

Список источников:

1. https://lenta.ru/articles/2014/11/18/interstellar/

2. https://www.mirf.ru/kino/interstellar-nauchny-film

3. https://www.youtube.com/watch?v=U2plR5ydEKo

4. https://www.youtube.com/watch?v=e8MGg7Sf2KM

5. http://yablor.ru/blogs/interstellar-i-fizika/4778539

1 https://lenta.ru/articles/2014/11/18/interstellar/

2 https://www.mirf.ru/kino/interstellar-nauchny-film

3 https://www.youtube.com/watch?v=U2plR5ydEKo

4 https://www.youtube.com/watch?v=e8MGg7Sf2KM

5 http://yablor.ru/blogs/interstellar-i-fizika/4778539

6 https://www.youtube.com/watch?v=e8MGg7Sf2KM