Семинар 3. Тема 3. Современная научная космология

Поляков Сергей Владимирович Юридический факультет МГУ, 219 28 марта 2019

Задание 3. На основании произведения массовой культуры опишите особенности восприятия обществом проблем освоения космоса

Проанализируйте фильм «Интестеллар» (2014 год). Сформулируйте причины, которые, по Вашему мнению, делают актуальным существование фильмов, посвященных освоению космоса, в современной массовой культуре.

Опишите не менее 5 законов современной физики, которые могут быть корректно проиллюстрированы с помощью эпизодов выбранного вами фильма; Опишите закон и соответствующий фрагмент фильма.

Опишите не менее 5 эпизодов (кадров) фильма, некорректных с точки зрения современных научных знаний. Опишите закон и соответствующий фрагмент фильма. Опишите, какие изменения должны быть внесены в фильм, чтобы данный эпизод (кадр) был бы корректен с точки зрения современных научных знаний.

С Вашей точки зрения, интерес к данной проблематике в массовой культуре будет ослабевать или возрастать? Насколько строго подобные фильмы должны соответствовать научным знаниям? Аргументируйте свою позицию.

В работе обязательны ссылки на использованные источники и нормативные акты. Задание в письменном виде сдается в день семинара.

Письменный ответ

Сегодняшний кинематограф тратит значительные ресурсы на удовлетворение потребительского спроса на космическую тематику – это и космооперы, подобные Звездным войнам, и научная фантастика вроде Марсианина, это и историческое кино (Человек на Луне). С одной стороны, мы живем в эпоху постоянной технологической революции, когда освоение космоса стало реальностью. С другой космическая «эра героев» тоже по всей видимости закончилась – во всяком случае, пока что. Спрос на героические достижения и «превозмогание» раньше удовлетворялся в реальной жизни. Опасности, которые ждали космонавтов и астронавтов за пределами атмосферы, сама невероятность событий, произошедших с конца 50-ых годов XX века захватывали человека. Надо понимать, что поколение, которое в молодости осваивало Дикий запад США и вело борьбу с индейцами, в зрелости увидело по телевизору первые шаги человека на Луне. То же поколение, которое участвовало в русской Гражданской войне, сражаясь в коннице, услышало «Поехали!» спустя полвека.

Потом космонавтика изменилась. Из отрасли исчезла мания погони за «эпохальными» событиями. К дальним рубежам Солнечной системы отправились межпланетные автоматические аппараты, человек освоил геостационарную орбиту – геройство закончилось, началось развитие. Но спрос на героев не исчез. Удовлетворить его и призвана киноиндустрия.

Однако, курс на развитие космоса меняется. Очередные перестановки приоритетов НАСА, вторая американская лунная программа, перспективы марсианского проекта, поддерживаемого SpaceX, успешное догоняющее развитие китайской космической отрасли – даже неоднозначные перспективы российских носителей и пилотируемого аппарата «Федерация» тоже будоражат умы. А раз есть спрос, его нужно удовлетворять.

1. Корректное представление современных законов физики в фильме Интерстеллар

(1) Начать следует с выглядящей фантастической, но при этом теоретически обоснованной сюжетной ветки, связанной с червоточиной на окраине Солнечной системы. На сегодняшний момент нет наблюдений, которые способны подтвердить теоретические изыскания и доказать существование червоточин, однако, теоретические положения современной физики этого не запрещает. Сам сюжет вокруг червоточины строится на консультациях Кипа Торна¹, который и был одним из авторов идеи фильма.

При посещении планеты Миллера, обращающейся а низкой орбите вокруг черной дыры, (2) герои фильма испытывают эффекты гравитационного замедления времени, описанного в общей теории относительности – нахождение вблизи от мощного источника гравитации (черная дыра Гаргантюа) ведет к тому, что относительно небольшие промежутки времени, проведенные на планете, протекают гораздо медленнее, чем вдали от черной дыры.

(3) Немаловажно также и представление орбитальной механики в фильме – в отличие от значительного количества т. н. научно-фантастических фильмов, в рамках Интерстеллара космические аппараты не следуют традиции космоопер “point’n’shoot”, но используют научные представления о движении в космосе – так, путешествие к червоточине герои совершают очевидно по Гомановской траектории.

(4) Другой интересный аспект сюжета полета – использование т. н. «искусственной гравитации» – инерции объекта, находящегося во вращающейся системе. Вращение «Эндюранс» позволяет создать видимость гравитационного притяжения, но сложно сказать, насколько полезным было бы подобное «достижение» – в силу сравнительно малых размеров «Эндюранс» сила Кориолиса должна оказывать значительное воздействие на «гравитацию» на корабле.

(5) Наконец, хотелось бы отметить другой довольно контринтуитивный аспект, связанный с Гаргантюа и обращающимися вокруг нее планетами – источник энергии для системы. В рамках Солнечной системы жизнь поддерживается за счет термоядерной реакции, происходящей в глубинах звезды, однако в системе Гаргантюа такое едва ли возможно. Объяснение Тора заключается в том, что источником тепла и света для трех планет системы является аккреционный диск черной дыры – достаточно мощный для поддержания пригодных для жизни условий, он все же достаточно тусклый, поэтому не излучает губительного рентгеновского излучения. Обоснование существования условий, пригодных для жизни, на орбите черной дыры в случае с Интерстелларом предстает достаточно элегантным.