Παρασκευή, 13 Φεβρουαρίου 2015

Interstellar papers

Σήμερα, μερικούς μήνες μετά την πρεμιέρα της ταινίας Interstellar, ανέβηκαν στο arXiv δύο εργασίες που έχουν ως αντικείμενο την μελέτη και προσομοίωση της κίνησης του φωτός στο χωροχρόνο γύρω από μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα και μία σκουλικότρυπα, όπως είναι αυτές που εμφανίζονται στην ταινία.

Οι εργασίες λοιπόν είναι οι:
Gravitational Lensing by Spinning Black Holes in Astrophysics, and in the Movie Interstellar
Interstellar is the first Hollywood movie to attempt depicting a black hole as it would actually be seen by somebody nearby. For this we developed a code called DNGR (Double Negative Gravitational Renderer) to solve the equations for ray-bundle (light-beam) propagation through the curved spacetime of a spinning (Kerr) black hole, and to render IMAX-quality, rapidly changing images. Our ray-bundle techniques were crucial for achieving IMAX-quality smoothness without flickering.
This paper has four purposes: (i) To describe DNGR for physicists and CGI practitioners . (ii) To present the equations we use, when the camera is in arbitrary motion at an arbitrary location near a Kerr black hole, for mapping light sources to camera images via elliptical ray bundles. (iii) To describe new insights, from DNGR, into gravitational lensing when the camera is near the spinning black hole, rather than far away as in almost all prior studies. (iv) To describe how the images of the black hole Gargantua and its accretion disk, in the movie Interstellar, were generated with DNGR. There are no new astrophysical insights in this accretion-disk section of the paper, but disk novices may find it pedagogically interesting, and movie buffs may find its discussions of Interstellar interesting.
και
Visualizing Interstellar's Wormhole
Christopher Nolan's science fiction movie Interstellar offers a variety of opportunities for students in elementary courses on general relativity theory. This paper describes such opportunities, including: (i) At the motivational level, the manner in which elementary relativity concepts underlie the wormhole visualizations seen in the movie. (ii) At the briefest computational level, instructive calculations with simple but intriguing wormhole metrics, including, e.g., constructing embedding diagrams for the three-parameter wormhole that was used by our visual effects team and Christopher Nolan in scoping out possible wormhole geometries for the movie. (iii) Combining the proper reference frame of a camera with solutions of the geodesic equation, to construct a light-ray-tracing map backward in time from a camera's local sky to a wormhole's two celestial spheres. (iv) Implementing this map, for example in Mathematica, Maple or Matlab, and using that implementation to construct images of what a camera sees when near or inside a wormhole. (v) With the student's implementation, exploring how the wormhole's three parameters influence what the camera sees---which is precisely how Christopher Nolan, using our implementation, chose the parameters for Interstellar's wormhole. (vi) Using the student's implementation, exploring the wormhole's Einstein ring, and particularly the peculiar motions of star images near the ring; and exploring what it looks like to travel through a wormhole.

Και στις δύο εργασίες δίνεται έμφαση στην παιδαγωγική παρουσίαση των θεμάτων, ενώ η πρώτη έχει και μια σχετική ιστορική εισαγωγή στο θέμα της οπτικοποίησης μιας περιστρεφόμενης μαύρης τρύπας.
Νομίζω ότι κανείς θα ευχαριστηθεί και τις δύο εργασίες.

Καλή διασκέδαση.

2 σχόλια:

Ανώνυμος είπε...

Πέρα από το επιστημονικό μέρος είναι απορίας άξιον πως αυτή η υπέροχα εθιστική μουσική της ταινίας δεν πήρε όσκαρ. Μια μουσική ύμνος στον χωροχρόνο.

Επιστημονική (τώρα) απορία:

Στον παγωμένο πλανήτη καθώς πέταγε το διαστημόπλοιο να προσγειωθεί ακούμπησε και γδάρθηκε πάνω σε κάποια 'παγωμένα' σύννεφα (μάλλον αμμωνίας). Είναι δυνατόν να αιωρούνται παγωμένα σύννεφα τόσο πυκνά μάλιστα που να προκαλούν φθορά σε μέταλλο; Εκτός εαν η ατμόσφαιρα βέβαια είχε μεγάλη πυκνότητα. Η οποία όμως στην επιφάνεια θα ήταν τόσο μεγάλη που οι πιέσεις θα ήταν τεράστιες για εγκατάσταση βάσης σε αυτόν τον πλανήτη.

Vagelford είπε...

Στο βιβλίο που έβγαλε ο Kip και συνοδεύει την ταινία υποτίθεται ότι συζητάει και εξηγεί όλα τα επιστημονικά θέματα και νομίζω ότι αναφέρεται και στους πλανήτες.

Εγώ πάντως δεν κατάλαβα και πολύ καλά τι ήταν αυτά τα πράγματα, οπότε δεν έχω άποψη.