INTERESTELLAR: ¿Realidad o ciencia ficción?
"La realidad es mucho más extraña que la ciencia ficción"
Christopher Nolan
A todos nosotros (o a la gran mayoría) nos encanta muchas veces dedicar parte de nuestro tiempo a ver una buena película, ya sea solos, con amigos o en familia. Siguiendo esa línea vengo a hablarles de una muy buena.
En el año 2014 se estrenó el filme estadounidense Interestellar del director Christopher Nolan, el mismo que dirigió Batman: el Caballero de la Noche. Para los que no la han visto, la misma gira en torno a representaciones de agujeros de gusanos, agujeros negros y viajes intergalácticos con el fin de encontrar un nuevo hogar para la humanidad; esas cosas raras que a muchos les gusta o les llama la atención pero que casi nadie entiende.
Lo más interesante de esto es que a vista del espectador pareciese que es pura ciencia ficción, pero lo que muchos desconocen es que lo que observan en ella no es más que el resultado de un estudio fino y detallado del engranaje físico-matemático que compone la Teoría General de la Relatividad (TGR); no digo con esto que sus efectos nos muestran lo que exactamente pasa en la vida real, sino que la base de los mismos está bien justificada y sustentada en la TGR, y claro a conveniencia del grupo de realización se recrean estos fenómenos con elementos y detalles visuales. Es válido destacar que para el guion de esta película se contó con el análisis físico-matemático del profesor de Física de Caltech [1], Kip Thorne, uno de los máximos exponentes en la actualidad en cuanto al conocimiento de la TGR. Veamos algunas explicaciones breves de esas "cosas raras" que nos muestra la peli.
Podemos decir que un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz pueda escapar de ella, los cuales proceden de un proceso de colapso gravitatorio. En palabras simples un agujero negro es el resultado final de la acción de la gravedad extrema llevada hasta el límite posible. Por ejemplo, imaginemos que tomamos a una estrella como el Sol y la comenzamos a comprimir hasta el punto que los átomos comienzan a aplastarse, esto hace que los electrones en órbita se acerquen cada vez más al núcleo atómico acabándose fusionando con los protones del mismo, formándose más neutrones durante el proceso aumentando así su masa.
El aspecto científico que más se ha elogiado de esta película es precisamente la creación de Gargantua (figura 1), el agujero negro al que llegan los astronautas de la película en su búsqueda de un nuevo hogar planetario. En un artículo publicado en la revista Quantum Gravity el equipo de realización describió un innovador código informático que se utilizó para generar las imágenes del agujero negro, el cual sorprendentemente les llevó a nuevos descubrimientos científicos, como por ejemplo darse cuenta de que cuando una cámara se acerca a un agujero negro que gira rápidamente, superficies peculiares en el espacio, conocidas como cáusticas [2], crean más de una docena de estrellas individuales en plano sutil y brillante de la galaxia en la que vive el agujero negro. [I]
Por su parte los agujeros de gusanos (Wormhole, WH) también conocidos como puentes Einstein-Rose descritos en las ecuaciones de la TGR, son una característica hipotética topológica del tejido espacio-tiempo [3], los cuales son un puente o atajo que conecta dos puntos de este tejido, que entre sus características está que puede ser "deformable" lo que puede permitir viajar a través de ellos.
Explicado de una manera más simple, supongamos que nuestro tejido espacio-tiempo es una hoja de papel y en la misma dibujamos dos puntos cerca de sus extremos que serán los puntos del espacio a través de los cuales se viaje. Al hacer esto nos vamos a percatar de que si queremos disminuir la distancia que separa los dos puntos para poder ir más rápido de uno hacia el otro, lo que tenemos que hacer es doblar la hoja y superponer los dos puntos uno arriba del otro, entonces con un lápiz, por ejemplo, perforamos la hoja de forma tal que se unan estos dos puntos con el lápiz, el cual será nuestro agujero de gusano.
Con este método sencillo se pueden acortar millones de años luz para ir de un lugar a otro y esto es básicamente lo que se persigue con los WHs y todo sobre la base de este tejido espacio-tiempo deformable . En el artículo Visualizing Interstellar's Wormhole del físico teórico Oliver James se expone un resumen de como los científicos y realizadores de la película crearon la forma topológica del WH presentado en dicho filme. Para ello se basaron en un concepto matemático denominado métrica espacial, algo que nos permite obtener la forma que tomara el dibujo del agujero, para tener una idea general del concepto. La métrica específica que se utilizó es la llamada métrica de Homer G. Ellis la cual tiene la forma presentada en la figura 3. Sobre esta métrica se pueden recrear otras formas como por ejemplo, cilindros, todo esto claramente se logra operando en las ecuaciones matemáticas que describen estos cuerpos geométricos [II].
Finalmente "Interestellar"acabó llevándose el premio Oscar a mejores efectos especiales y no era para menos, la película demostró ser una excelente mezcla de ciencia y arte, demostrándose que para impresionar a los espectadores basta con llevar, con la mayor exactitud posible, las asombrosas leyes de la física a una pantalla. A simple vista todo parecería ciencia ficción, pero como diría el propio director: a veces la realidad es mucho más extraña que la ciencia ficción.
1. Caltech: Instituto Tecnológico de California, una de las universidades más prestigiosas del mundo en cuanto a Física Teórica.
2. Superficies cáusticas: son superficies que se forman en el espacio por la envolvente de los rayos reflejados o refractados por un colector. (Concepto especializado).
3. Tejido espacio-tiempo: el tiempo y el espacio según la Teoría de la Relatividad General de Einstein están entrelazados y forman un tejido de cuatro dimensiones (las tres del espacio más el tiempo) que llamamos espacio-tiempo.
[I] Pablo Jáuregui. Interestellar: cuando la ciencia inspira a la ciencia ficción. Interstellar: when science inspires science fiction. Critica. Dendra Med Rev Humand 2015.
[II] Oliver James, Eugenie von Tunzelmann, Paul Franklin. Visualizing Interstellar's Wormhole. Double Negative Ltd, 160 Great Portland Street, London W1W 5QA, UK. 2015