Teorētiskais astrofiziķis Kips Torne strādā ar Džesiku Častainu starpzvaigžņu filmēšanas laukumā(Kredīts: Kip Thorne, izmantojot vadu žurnālu)
Gadsimta laikā, kopš Alberts Einšteins pirmo reizi publicēja savu revolucionāro vispārējo relativitātes teoriju, pasaules labākie prāti ir centušies atklāt, vai viņa teorijā izrietošās prognozes atbilst patiesībai. Viens no šiem prātiem, Kips Torne, savu karjeru pavadījis, pētot Einšteina apgalvojumu, ka gravitācijas viļņi pastāv un tiek uzskatīts par pasaules vadošo ekspertu šajā jautājumā. Torns tagad atrodas viena no satriecošākajiem zinātniskajiem sasniegumiem mūsdienu cilvēces vēsturē: šo viļņu noteikšana .
Kā teorētiskās fizikas profesors Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā, Torns publicēja daudzas grāmatas un rakstus par gravitācijas teoriju. 1984. gadā Thorne bija līdzdibinātājs LIGO (Lāzera interferometra gravitācijas viļņu novērošanas centrs) projektam, kas izmanto lāzerus, lai izmērītu sīkus traucējumus laika un laika telpā - deformācijas, ko varētu izraisīt gravitācijas viļņi.
1994. gadā viņš uzrakstīja godalgoto Melnās caurumi un laika deformācijas: Einšteina nežēlīgais mantojums, grāmata, kas saista galvenās auditorijas ar viņa sarežģīto studiju jomu. Pēc desmit gadiem Torns kļuva par zinātnisko padomdevēju Starpzvaigžņu un nodrošināja matemātiku, kas nepieciešama, lai precīzi nodrošinātu filmas lielo vizuālo izskatu. Viņš arī publicēja Starpzvaigžņu zinātne ar uzbrucēju no Kristofera Nolana.
2015. gada 14. septembrī zinātnieki, kas strādāja dvīņu LIGO detektoru vietās Livingstonā, Luiziānā un Hannfordā, Vašingtonā, zvērēja turēt slepenībā pēc tam, kad sākotnējie dati liecināja par sen notikuša vardarbīga kosmiskā notikuma atklāšanu. Pēc vairāku mēnešu ilgas datu pārbaudes un atkārtotas pārbaudes, kā arī jaunumiem sākot nopludināt sabiedrību, pētnieki CalTech un MIT vadītajās LIGO laboratorijās paziņoja par gravitācijas viļņu ārkārtas atklāšanu. Kā jauns logs uz Visumu, viļņi ir atklājuši divu melno caurumu saplūšanu gandrīz pirms 1,3 miljardiem gadu.
Novērotājs apsēdās kopā ar Kipu Tornu pirms viņa multimediju sadarbība ar VFX meistaru Polu Franklinu un Oskaru ieguvušo komponistu Hansu Zimmeru Izliekta Visuma puse , lai apspriestu Einšteinu, gravitācijas viļņus un viņa darbu Starpzvaigžņu .
Kāda ir Einšteina vispārējās relativitātes teorija?
Tas ir pamats visiem fizikas likumiem, izņemot kvantu likumus. Cilvēki parasti saka labi, tā ir viņa smaguma teorija, bet tas tālu pārsniedz to. Viņš izveidoja šo teoriju, lai izskaidrotu gravitāciju, bet patiesībā šī teorija dara daudz vairāk. Tas stāsta, kā visi pārējie dabas likumi iekļaujas telpā un laikā.
Tas ir visprecīzākais veids, kā mēs zinām dabu tā, kā mēs to dēvētu par klasisko domēnu, kas ir viss, izņemot gadījumus, kad nonākat līdz ļoti mazām lietām, piemēram, atomiem un molekulām.
Kā savienojas Einšteina teorija gravitācijas viļņi ?
Einšteins savu vispārējo relativitātes teoriju formulēja ļoti intensīvi, kas ilga no 1905. līdz 1915. gadam, un viņš teoriju pabeidza 1915. gada novembrī - tikai nedaudz vairāk nekā pirms simts gadiem. Pēc tam viņš sāka izmantot teoriju vai šos izstrādātos likumus, lai veiktu prognozes. Viena no vissvarīgākajām prognozēm un pēdējā lielā prognoze, ko viņš izteica, bija tāda, ka gravitācijas viļņiem vajadzētu pastāvēt. Viņš prognozēja, ka 1916. gada jūnijā, tāpēc mēs tagad runājam tikai divus mēnešus pēc gravitācijas viļņu prognozēšanas simtgades.
Viņš apskatīja prognozes, apskatīja dienas tehnoloģiju un lietas, kas Visumā varētu radīt gravitācijas viļņus, un secināja, ka ir bezcerīgi, ka mēs tās kādreiz redzēsim. Mums vienkārši nekad nebūtu pietiekami precīzas tehnoloģijas.
Viņš kļūdījās. Pirmo reizi viņus redzējām pagājušā gada septembrī.
Kas bija pagrieziena punkts, kas noveda pie izrāviena laika posmā no Einšteina prognozēm līdz nesenajam gravitācijas viļņu atklājumam?
Nu bija daži pagrieziena punkti. Divi vissvarīgākie pagrieziena punkti bija divi konkrēti cilvēki. Džozefs Vēbers ap 1960. gadu izstrādāja pieeju, kas, šķiet, varētu redzēt gravitācijas viļņus, un viņš uzsāka centienus tos atrast. Viņš bija pirmais, kas apšaubīja Einšteina diktātu, ka mums nav tehnoloģiju, lai to izdarītu. Vēbers neredzēja gravitācijas viļņus. Viņš domāja, ka kādu laiku darīja, bet patiesībā viņus neredzēja. Viļņi ir vājāki, nekā viņš cerēja, bet viņš salauza cilvēku loģiku, domājot, ka jūs vienkārši to nevarat izdarīt, un viņš iedvesmoja citus. Ieskaitot mani.
Otrais pagrieziena punkts bija Rejs Veiss MIT bet ar šīs idejas sēklām agrāk nāca Mihails Gertsenšteins un Vladislavs Pustovoit Maskavā, Krievijā. Rejs Veiss izgudroja šo paņēmienu, ko tagad izmantojam, un tas atšķīrās no Vēbera tehnikas. Mēs to saucam par interferometra gravitācijas viļņu noteikšanu, un tā pamatā ir gravitācijas viļņi, kas spoguļus stumj uz priekšu un atpakaļ. Jūs lielāko daļu spoguļu mēra ar lāzera stariem.
Veiss to izgudroja, un pēc tam viņš analizēja visus galvenos trokšņa avotus, ar kuriem jums nāktos saskarties, un aprakstīja, kā ar tiem rīkoties. 1972. gadā viņš nodrošināja turpmākā virziena plānu ar šāda veida dizainu. Tas bija projekts, kas tika modificēts dažādos veidos, bet ne ļoti. Tas patiešām bija dizains, kas gadu desmitiem izturēja laika pārbaudi kā ceļvedis, kā to izdarīt. Tas bija lielākais pagrieziena punkts.
Tas ir diezgan interesanti, jo Rejs ir pieticīgs puisis, un viņam radās ideja, ka viņam to nevajadzētu publicēt parastajā literatūrā, kamēr viņš nav atklājis gravitācijas viļņus. Tāpēc viņš uzrakstīja šo dokumentu, kas, manuprāt, ir visspēcīgākais tehniskais dokuments, kādu esmu lasījis. Viņš to uzrakstīja un publicēja iekšējā MIT ziņojumu sērijā. Tas bija viegli pieejams cilvēkiem, piemēram, man, kurus interesēja šī tēma. Jums tas bija jādodas meklēt, jo tas nebija pieejams parastajā literatūrā.
Kas tālāk šajā laukā tagad, kad ir konstatēti gravitācijas viļņi?
Nu, tas tiešām ir tikai sākums. Kad Galilejs pirmo reizi apmācīja savu optisko teleskopu debesīs un pavēra modernu optisko astronomiju, tas bija pirmais no Visuma elektromagnētiskajiem logiem: gaisma. Mēs lietojam frāzi ‘logs’, lai apzīmētu noteiktas tehnoloģijas, kuras mēs izmantojam, lai meklētu radiāciju ar noteiktu viļņa garuma reģionu. 1940. gados radās radioastronomija - skatīšanās ar gaismas viļņiem, nevis gaisma. 1960. gados dzima rentgena astronomija. Septiņdesmitajos gados dzima gamma staru astronomija. Infrasarkanā astronomija ir dzimusi arī 1960. gados.
Drīz mums bija visi šie dažādie logi, kas visi izskatījās ar elektromagnētiskiem viļņiem, bet ar dažādu viļņu garumu. Izmantojot radioteleskopu un rentgena teleskopu, Visums izskatās pavisam savādāk nekā ar gaismu. Tas pats notiek ar gravitācijas viļņu astronomiju.
Vai gravitācijas viļņi tiks izmantoti Visuma izpētei?
To mēs darām tagad. Mēs to darām tagad LIGO. Mēs esam paziņojuši par divu sadursmju melno caurumu atklāšanu. Būs vairāk, un mēs redzēsim daudz citu veidu parādības, bet mēs tos redzam tikai ar gravitācijas viļņiem, kuriem ir noteikts svārstību periods. Dažu milisekunžu periods. Nākamo 20 gadu laikā mēs redzēsim gravitācijas viļņus, kuriem ir stundu periodi. 
LIGO laboratorija Livingstonā, Luiziānā (pa kreisi) tika izmantota, lai noteiktu gravitācijas viļņus, kas izstaro divu melno caurumu sadursmi (ilustrēts pa labi).Autori: LIGO
Ar kosmosā lidojošiem detektoriem, kas līdzīgi LIGO, mēs, iespējams, nākamajos 5 gados redzēsim gravitācijas viļņus, kas ilgst vairākus gadus, izmantojot radioastronomijas paņēmienu, kas ietver to, ko mēs saucam par Pulsariem, izsekošanu.
Iespējams, mēs to redzēsim nākamo 5 gadu laikā, protams, nākamajos 10 gados gravitācijas viļņi ar periodiem, kas ir gandrīz tikpat ilgi kā Visuma vecums. Caur zīmējumiem, ko tie veido debesīs, kurus mēs saucam par kosmisko mikroviļņu fonu.
Nākamo 20 gadu laikā mums būs atvērti četri dažādi gravitācijas viļņu logi, un katrs no tiem redzēs kaut ko citu. Ar to mēs pārbaudīsim Visuma dzimšanu. Tā dēvētais Visuma inflācijas laikmets. Mēs pārbaudīsim pamatspēku dzimšanu un to rašanos. Mēs vērosim, kā viņi piedzimst visuma pirmajos brīžos, izmantojot gravitācijas viļņus. Mēs vērosim, kā saduras melnie caurumi, ko mēs tagad darām, bet milzīgi melnie caurumi saduras. Mēs skatīsimies, kā zvaigznes saplēš melnie caurumi.
Mēs redzēsim tikai fantastisku lietu klāstu, ko vēl nekad neesam redzējuši, un tas turpināsies gadsimtiem ilgi, kamēr optiskā astronomija ir turpinājusies gadsimtiem ilgi. Šis ir tikai sākums.
Jūs strādājāt ar Kristoferu Nolanu un Pols Franklins, lai veidotu zinātni un vizuālo materiālu aiz muguras Starpzvaigžņu. Cik precīzs bija filmas melnais caurums, Gargantua?
Tas ir visprecīzākais attēlojums, kas parādījies Holivudas filmā. Olivers Džeimss, kurš ir galvenais zinātnieks Pols Franklins Uzņēmums Dubultnegatīvs , ar nelielu manis uzstājību, izgudroja pilnīgi jaunu veidu, kā veikt attēlveidošanu. Tas rada attēlus, kas šajā ziņā ir vienmērīgāki un precīzāki. Tas ir nepieciešams IMAX filmai.
Mēs izmantojām jaunu paņēmienu kopumu, taču, izmantojot vecāku paņēmienu kopumu, astrofiziķis ir veidojis tādus attēlus kā Gargantua tēls, kas meklējams 1980. gadā. To vispirms izdarīja Žans Pjērs Luminets Francijā. Tur ir melno caurumu attēli, kas atgādina Gargantua, taču tos astrofizikas literatūrā jūs reti redzējāt. To astronomi patiesībā neredz ar saviem teleskopiem. 
Gargantua, izdomātais melnais caurums, kas attēlots filmā Starpzvaigžņu.(Kredīts: Warner Bros.)
Šī ir visaugstākās izšķirtspējas versija, vispievilcīgākā un visvairāk valdzinošā versija. Bet astrofiziķi jau iepriekš precīzi attēloja.
Filmā profesors Brends paskaidro, ka brīdī, kad Kūpers atgriezīsies no starpzvaigžņu brauciena, viņš būtu atrisinājis gravitācijas problēmu. Kāda bija šī problēma?
Filmā Zeme mirst bioloģiski, un ir palikuši tikai daži miljoni cilvēku. Profesora Brenda un ar viņu strādājošo cilvēku uzdevums ir noskaidrot, vai ir iespējams šos atlikušos cilvēkus no Zemes pacelt kosmosa kolonijās. Viņiem nebija raķešu spēka to darīt. Viņiem bija tiesības būvēt kosmosa kolonijas uz Zemes, bet viņiem nebija raķešu spēka, lai tās paceltu.
Filmā ir gravitācijas anomālijas, kas radušās diezgan pēkšņi, un šī dīvainība par gravitāciju, kas sākusies, profesoram Brendam ieteica, ka varētu būt iespējams kontrolēt gravitāciju vai mainīt tās uzvedību.
Tas, ko viņš vēlējās darīt, bija novērst zemes gravitācijas spēku pietiekami ilgi, lai izmantotu mazo raķešu spēku, lai mūs paceltu. Tad jautājums bija iemācīties izmantot šīs anomālijas. Jūs redzat Mērfa guļamistabas anomālijas piemēru - putekļu krītošo modeli. Vai jūs varat izmantot šīs anomālijas un faktiski samazināt Zemes gravitāciju?
Cik tālu ir cilvēce no starpzvaigžņu ceļojumiem?
Es domāju, ka mēs, visticamāk, to izdarīsim, bet ne mazāk kā aptuveni trīs gadsimtu laikā. Tas ir ļoti ļoti grūti.
Ir idejas, kā jūs to varētu darīt, parasti iesaistot cilvēkus kosmosa kolonijās, kas ilgst paaudzēm. Cilvēkiem ir dzinēju idejas, kas man liek domāt, ka to sasniegs cilvēki trīs no četriem gadsimtiem.
Lasiet mūsu interviju ar Oskaru ieguvušo vizuālo efektu mākslinieku Starpzvaigžņu , Pols Franklins.
Robins Seemangals koncentrējas uz NASA un kosmosa izpētes aizstāvību. Viņš ir dzimis un audzis Bruklinā, kur šobrīd dzīvo. Atrodi viņu Instagram lai iegūtu vairāk ar kosmosu saistītu saturu: @not_gatsby.
