Interstellar probes at 0.2c

Λίγες μέρες μετά την δεύτερη επιτυχημένη προσγείωση του Falcon 9 της SpaceX, και την πρώτη στην πλατφόρμα στη θάλασσα,

SpaceX's Falcon 9 landing successfully on autonomous spaceport drone ship "Of Course I Still Love You" on April 8th 2016

ένα αρκετά σημαντικό βήμα προς την πιο οικονομική πρόσβαση στο διάστημα, σήμερα είχαμε μια άλλη πολύ ενδιαφέρουσα ανακοίνωση σχετικά με την εξερεύνηση του διαστήματος.
Ο Yuri Milner ανακοίνωσε την πρόθεσή του, στα πλαίσια της πρωτοβουλίας Breakthrough, να στείλει έναν στόλο από ρομποτικά μικρο-διαστημόπλοια στον Α του Κενταύρου, σε απόσταση περίπου 4ων ετών φωτός με ταχύτητα της τάξης του 0.2c, με στόχο να φτάσουν στον προορισμό τους σε διάστημα 20 χρόνων και να στείλουν πληροφορίες στη Γη για ότι συναντήσουν εκεί (#Starshot). Στα παρακάτω λινκ μπορεί να δει κανείς την σχετική ανακοίνωση και το βίντεο της συνέντευξης τύπου που δόθηκε σήμερα σε ζωντανή μετάδοση.

YURI MILNER ANNOUNCES BREAKTHROUGH STARSHOT PROJECT TO DEVELOP 0.2c MISSION TO THE STARS WITHIN A GENERATION
$100 million research and engineering program will seek proof of concept for using light beam to propel gram-scale ‘nanocraft’ to 20 percent of light speed. A possible fly-by mission could reach Alpha Centauri within about 20 years of its launch.

livestream video of the event.

Βρίσκω την όλη ιδέα συγκλονιστική και πάρα πολύ ενδιαφέρουσα και θα είναι ένα φανταστικό επίτευγμα, αν το καταφέρουν. Η όλη ιδέα στηρίζεται στην επιτάχυνση μέσα σε μικρό σχετικά χρονικό διάστημα, με τη βοήθεια μιας πολύ ισχυρής συστοιχίας LASER (και ιστίων), των μικρο-διαστημοπλοίων στο 20% της ταχύτητας του φωτός, τα οποία μετά από αυτό θα βρίσκονται σε βαλλιστική τροχιά προς τον στόχο τους. Σημείο κλειδί στην όλη ιστορία είναι τόσο η ανάπτυξη του LASER όσο και το μικρό μέγεθος και η μικρή μάζα των συσκευών. Ως ενδιάμεσα στάδια στην ανάπτυξη της όλης ιδέας θα είναι η αποστολή τέτοιων συσκευών σε στόχους μέσα στο ηλιακό σύστημα και αν το σκεφτεί κανείς ακόμα και μόνο αυτό είναι καταπληκτική ευκαιρία, αφού ενδεικτικά όπως αναφέρθηκε κάποια στιγμή, ο Πλούτωνας είναι περίπου 4 ώρες φωτός μακριά (αν θυμάμαι καλά) και μια τέτοια συσκευή θα μπορεί να τον φτάσει σε 20 ώρες αντί για 9-10 χρόνια όπως έκανε το New Horizons. Οπότε, εκτός από την τεράστια τεχνολογική επιτυχία και το συγκλονιστικό επίτευγμα της προσέγγισης ενός γειτονικού αστρικού συστήματος σε χρόνο της τάξη της μίας γενιάς, θα υπάρχει και μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον, αφού κανείς θα μπορεί να στείλει με πολύ μικρό κόστος τεράστιο αριθμό από τέτοιες συσκευές μέσα σε λίγες ώρες, όπου θέλει μέσα στο ηλιακό σύστημα.

Αλλά εγώ το βρίσκω τρομακτικά ενδιαφέρον και για έναν ακόμα λόγο. Αναφέρθηκε κάποια στιγμή το θέμα του τι θα δουν αυτά τα διαστημόπλοια που θα κινούνται με ταχύτητα 0.2c καθώς θα διασχίζουν τον Α του Κενταύρου, όπου θα τραβήξουν φωτογραφίες και θα συλλέξουν δεδομένα για να στείλουν στη Γη. Για σκεφτείτε για λίγο, τα περίφημα νοητικά πειράματα με τα τρένα του Einstein. Αυτή θα είναι η πρώτη φορά που θα έχουμε την ευκαιρία να δούμε τον κόσμο όπως θα φαίνεται πάνω από ένα τέτοιο τρένο. Φανταστικό. Αγγίζει την Επιστημονική Φαντασία.

Πως θα φαινόταν λοιπόν μια φωτογραφία τραβηγμένη από ένα τέτοιο τρένο; Η διαίσθησή και όσα μπορεί να γνωρίζει κανείς από την ειδική σχετικότητα μπορεί να τον προδώσει. Ο Avi Loeb μαλλον την πάτησε κατά τη διάρκεια της συνέντευξης τύπου αφού αναφέρθηκε αν άκουσα καλά στην παραμορφωμένη εικόνα των πλανητών που θα δουν τα διαστημόπλοια. Αλλά τα πράγματα δεν είναι έτσι.

There was a comment during questions session of #StarShot pressconf. regarding the shape of a planet as the probe takes a picture at 0.2c >

— Vagelford (@Vagelford) April 12, 2016

@Vagelford which said that we would see in the picture the shape of the planet distorted due to relativistic effects (from moving at 0.2c) >

— Vagelford (@Vagelford) April 12, 2016

@Vagelford Actually this is not correct. There is a nice paper titled,"The invisibility of Lorentz contraction", https://t.co/zXQomk2L1v

— Vagelford (@Vagelford) April 12, 2016

@Vagelford that shows that there will be no shape change of the objects, although some features in the photograph might be rotated.

— Vagelford (@Vagelford) April 12, 2016

@Vagelford In any case, the prospect of taking a picture of something at 0.2c sounds really amazing. #Starshot

— Vagelford (@Vagelford) April 12, 2016

Με λίγα λόγια, ενώ θα περίμενε κανείς να δει το σχήμα ενός σφαιρικού πλανήτη παραμορφωμένο λόγο συστολής Lorentz, κάτι τέτοιο δεν θα αποτυπωνόταν σε μια φωτογραφία. Ο λόγος είναι ότι η συστολή “φαίνεται” όταν κάνουμε μια ταυτόχρονη μέτρηση της θέσης των άκρων μιας ράβδου για παράδειγμα, ενώ η φωτογραφία αποτυπώνει στην φωτογραφική πλάκα τα φωτόνια που φτάνουν την ίδια στιγμή στην πλάκα, τα οποία όμως μπορεί να έχουν εκπεμφθεί διαφορετικές στιγμές από το αντικείμενο της φωτογραφίας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα σφαιρικό αντικείμενο να διατηρεί την σφαιρική σιλουέτα του και στην φωτογραφία. Αυτό που παραμορφώνεται είναι η απεικόνιση της επιφάνειας του αντικειμένου.

Περισσότερα σχετικά με αυτό μπορεί να βρει κανείς στις παρακάτω αναφορές.

Invisibility of the Lorentz Contraction (James Terrell, 1959 Phys. Rev. 116, 1041)
The apparent shape of a relativistically moving sphere (R. Penrose, Cambr. Phil. Soc. 55 (1959) 137)
The visual appearance of rapidly moving objects (Victor F. Weisskopf, Physics Today September 1960, page 24)
The apparent shape of rapidly moving objects in special relativity (N. C. McGill, Contemp. Phys. 9 (1968) 33)
Visual appearance of wireframe objects in special relativity (Thomas Müller and Sebastian Boblest 2014 Eur. J. Phys. 35 065025)

The Force Awakens

Δεν είναι επιστημονική φαντασία, όχι με την κλασική έννοια, όπως είναι η Οδύσσεια του Διαστήματος για παράδειγμα.
Είναι όμως space opera και fiction, που είναι από τα αγαπημένα είδη. Περισσότερο από όλα όμως, είναι μια ιστορία από τα παιδικά μας χρόνια. Θυμάμαι που μαζεύαμε τα "χαρτάκια" με τις διάφορες φιγούρες από τον πόλεμο των άστρων που κυκλοφορούσαν, όπως οι κάρτες με τους ποδοσφαιριστές. Αναρωτιέμαι τι να έχουν γίνει όλα αυτά.

Τώρα, μετά από τόσα χρόνια, τα συλλεκτικά αντικείμενα είναι λίγο διαφορετικά. Για το 2015 είχα αγοράσει μια ημερήσια ατζέντα Moleskine με θέμα από το Star Wars και είπα να κάνω το ίδιο και για το 2016, αφού έχει την τιμητική του. Και οι δύο ατζέντες εκτός από το ενδεικτικό εξώφυλλο, έχουν και πολύ ωραίες εικόνες με θέματα από τον πόλεμο των άστρων, όπως φαίνεται στις φωτογραφίες.

Και σε μια λίγο διαφορετική νότα, πιο κοντά στη φυσική, το Department of Physics and Astronomy του University of Leicester, για να τιμήσει το νέο επεισόδιο της σειράς έβαλε προπτυχιακούς φοιτητές να ετοιμάσουν διαφάνειες με θέματα από τον πόλεμο των άστρων. Φυσικά στη σχετική σελίδα υπάρχει η προειδοποίηση

Please note that this is an in-house journal and these papers are written by undergraduate students as part of a module to learn about academic publishing and the peer review process.

Όπως και να έχει πάντως ήταν μια ωραία ιδέα.




Στις παραπάνω εικόνες από το πανεπιστήμιο υπάρχουν λίνκς και για τις σχετικές εργασίες. Και φυσικά μην ξεχνάτε ότι είναι απλά προπτυχιακά projects.

RIP Leonard Nimoy

Σήμερα το πρωί, 27/2 πέθανε ο ηθοποιός και σκηνοθέτης, Leonard Nimoy, περισσότερο γνωστός για τον ρόλο του ως Mr. Spock στο Star Trek. Η παρουσία του ως Spock σημάδεψε την επιστημονική φαντασία, με την οποία συνδέθηκε γενικότερα ο Leonard Nimoy στην καριέρα του.

Μια από τις τελευταίες παρουσίες του στην τηλεόραση ήταν και η συμμετοχή του στη σειρά Fringe, από την οποία φυσικά δεν έλειψαν και οι αναφορές στον Spock, όπως μπορεί να δει κανείς σε αυτό το τρέιλερ ενός επεισοδίου του πρώτου κύκλου της σειρά, όπου ακόμα δεν έχει κάνει την εμφάνισή του (παίζει τον χαρακτήρα του William Bell και εμφανίζεται πρώτη φορά στο τέλος του κύκλου).


Το παρακάτω βίντεο είναι μια συλλογή από σκηνές από την σειρά Star Trek, ανάμεσα στον Spock, τον captain Kirk (William Shatner) και τον Dr. McCoy (DeForest Kelley), και είναι χαρακτηριστικό της δυναμικής ανάμεσα στους τρεις αυτούς χαρακτήρες.


RIP Leonard Nimoy

A life is like a garden. Perfect moments can be had, but not preserved, except in memory. LLAP

— Leonard Nimoy (@TheRealNimoy) February 23, 2015

(Live Long And Prosper)

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.

"Interstellar"

Interstellar λοιπόν. Είναι αρκετά χρόνια που την περιμέναμε αυτή την ταινία, ειδικότερα επειδή ο Kip Thorne ήταν μπλεγμένος. Η ταινία λοιπόν κυκλοφόρησε και μπορεί να βρει κανείς πολλές κριτικές και διάφορους σχολιασμούς της.


Παρακάτω παραθέτω ένα infographic από το space.com το οποίο περιγράφει κάποια επιστημονικά σημεία της ταινίας. Εγώ θα σταθώ λίγο στα σχετικά με τις μαύρες τρύπες, χωρίς να μπω σε λεπτομέρειες της πλοκής.


Source SPACE.com: All about our solar system, outer space and exploration.

Φυσικά ένα από τα πρώτα πράγματα που χτυπάνε στο μάτι και που μπορεί να δει κανείς και στα τρέιλερ της ταινίας, είναι η απεικόνιση της μαύρης τρύπας και του δίσκου της. Η ιστορία της απεικόνισης ενός δίσκου προσαύξησης γύρω από μια μαύρη τρύπα είναι παλιά και πάει μέχρι την δεκαετία του 70, όπως μπορεί να δει κανείς και από την δουλειά του Luminet (1979A&A....75..228L)

Στα σχήματα μπορεί να δει κανείς την εικόνα που δημιουργούν στο οπτικό πεδίο του παρατηρητή οι διάφορες περιοχές του δίσκου σε διαφορετικές ακτίνες. Όπως και να έχει πάντως, η απεικόνιση για τις ανάγκες της ταινίας ξεπερνά κατά πολύ το απλό ray tracing που κάνουμε συνήθως για επιστημονικούς σκοπούς και από ότι φαίνεται προέκυψε από την έξτρα λεπτομέρεια της ανάλυση και ένα ενδιαφέρον καινούριο αποτέλεσμα που θα δημοσιευτεί στο Classical and Quantum Gravity.

Ας δούμε όμως λίγο την ίδια την μαύρη τρύπα, τον πλανήτη σε τροχιά γύρω από αυτή και την συζήτηση γύρω από τα σχετικά με τη διαστολή του χρόνου.

Το infographic λοιπόν λέει ότι η μαύρη τρύπα είναι μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα με μάζα περίπου 100 εκατομμύρια ηλιακές μάζες, η οποία περιστρέφεται στο 99.8% της ταχύτητας του φωτός. Με το τελευταίο δεν ξέρω τι εννοεί και δεν βγάζει και πολύ νόημα, οπότε θα υποθέσω ότι εννοεί πως περιστρέφεται με το 0.998 της μέγιστης περιστροφής που μπορεί να έχει μια μαύρη τρύπα, η οποία εκφράζεται από το λόγο της στροφορμής της προς την μάζα της, $$\reverse\opaque a=J/M $$, που μπορεί να είναι το πολύ ίση με την ίδια την μάζα, $$\reverse\opaque a=M $$. Εναλλακτικά αυτά μπορούν να εκφραστούν με την βοήθεια της παραμέτρου περιστροφής, $$\reverse\opaque j=J/M^2 $$, η οποία έχεις ως μέγιστη θεωρητική τιμή την τιμή j=1. Έτσι λοιπόν, η τιμή j=0.998, που τώρα βγάζει νόημα, είναι το λεγόμενο όριο Thorne για την περιστροφή μιας μαύρης τρύπας που μπορεί να βρει κανείς στην φύση και η οποία είναι σε ισορροπία με το περιβάλλον της (η περιστροφή που κερδίζει από την στροφορμή που πέφτει στην μαύρη τρύπα λόγω της πρόσπτωσης ύλης είναι ίση με την στροφορμή που χάνει από τις διάφορες διαδικασίες που συμβαίνουν στην εργόσφαιρά της). Για μια μαύρη τρύπα, υπάρχουν κάποιες χαρακτηριστικές ποσότητες. Μία από αυτές είναι η θέση του ορίζοντα γεγονότων. Για μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα λοιπόν, η θέση του ορίζοντα δίνεται από την έκφραση $$\reverse\opaque R_h=M+\sqrt{M^2-a^2} $$, όπου βλέπουμε ότι στην περίπτωση που δεν έχουμε περιστροφή (α=0) έχουμε το γνωστό αποτέλεσμα για την ακτίνα Schwarzschild, ενώ στην περίπτωση όπου έχουμε την μέγιστη περιστροφή (α=Μ), ο ορίζοντας είναι σε ακτίνα R=M, όπως δείχνει το παρακάτω σχήμα (ο κατακόρυφος άξονας μετρά την ακτίνα σε μονάδες μάζας της μαύρης τρύπας, ενώ η μία Ηλιακή μάζα είναι περίπου 1.5km)

Για την συγκεκριμένη μαύρη τρύπα με j=0.998 λοιπόν, ο ορίζοντας είναι σε ακτίνα περίπου ίση με 1.063Μ ή 156.98 εκατομμύρια km.
Μια άλλη σημαντική ακτίνα γύρω από μια μαύρη τρύπα, είναι η ακτίνα της τελευταίας ευσταθούς κυκλικής τροχιάς (ISCO). Αυτή η ακτίνα είναι πολύ σημαντική γιατί σηματοδοτεί την περιοχή πέρα από την οποία δεν μπορεί να έχει κανείς ευσταθείς κυκλικές τροχιές γύρω από μια μαύρη τρύπα, ένα φαινόμενο που είναι χαρακτηριστικό των τροχιών στη γενική σχετικότητα. Έτσι για παράδειγμα, δεν μπορεί να έχει κανείς πλανήτες ή άλλα σώματα σε τροχιά γύρω από μια μαύρη τρύπα στην περιοχή μέσα από το ISCO, ενώ η θέση του ISCO είναι και η περιοχή μέχρι την οποία μπορεί να εκτείνεται ένας δίσκος προσαύξησης γύρω από μια μαύρη τρύπα. Όπως και ο ορίζοντας, έτσι και η θέση του ISCO εξαρτάται από την περιστροφή της μαύρης τρύπας, και η εξάρτηση δίνεται από το παρακάτω σχήμα

όπου βλέπουμε ότι για μια μη περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα το ISCO είναι στα 6Μ, ενώ για μια μαύρη τρύπα με μέγιστη περιστροφή είναι στο 1Μ. Έτσι, για j=0.998, η θέση του ISCO είναι στα 1.23698Μ που είναι περίπου 182.6 εκατομμύρια km.

Στο infographic μπορεί να δει κανείς ότι γύρω από την μαύρη τρύπα υπάρχει ένας πλανήτης που περιστρέφεται σε πολύ κοντινή τροχιά, τόσο κοντινή ώστε η βαρυτική διαστολή χρόνου να είναι τέτοια που μία ώρα στην τροχιά του πλανήτη να αντιστοιχεί σε 7 χρόνια για έναν μακρινό παρατηρητή. Αυτό είναι πολύ, αφού μιλάμε για έναν πολλαπλασιαστικό παράγοντα της τάξης του 61000, και αυτό ακριβώς αποτέλεσε αντικείμενο συζήτησης για το πόσο ρεαλιστικό είναι ένα τέτοιο σενάριο. Το ερώτημα λοιπόν είναι, μπορεί μαι τέτοια μαύρη τρύπα να έχει έναν πλανήτη σε τέτοια τροχιά ώστε να υπάρχει αυτή η διαφορά στον χρόνο; Και η απάντηση είναι όχι, όπως μπορεί να δει κανείς στο παρακάτω σχήμα. Το σχήμα δείχνει τη θέση του ISCO (πράσινη γραμμή), την τιμή του παράγοντα διαστολής του χρόνου που θέλουμε (κόκκινη γραμμή) και την διαστολή του χρόνου σε κυκλικές τροχιές γύρω από την μαύρη τρύπα για διαφορετικές ακτίνες (μπλε γραμμή)

Όπως μπορεί να δει λοιπόν κανείς, στην θέση του ISCO η διαστολή είναι της τάξης του 10 και αυτό είναι το καλύτερο που θα μπορούσε να έχει κανείς σε αυτή την περίπτωση, αφού δεν υπάρχουν ευσταθείς τροχιές πιο μέσα. Θα μπορούσε όμως να έχει διαφύγει κάτι τόσο σημαντικό από τον Kip Thorne; Φυσικά και όχι. Πράγματι στο βιβλίο που κυκλοφόρησε μαζί με την ταινία και έχει τίτλο "The science of Interstellar", ένα αντίτυπο του οποίου μπόρεσα να ξεφυλλίσω προκειμένου να ξεκαθαρίσω αυτό το σημείο, ο Kip περιγράφει τις ιδιότητες της μαύρης τρύπας και εκεί λέει ότι προκειμένου να πετύχει την διαστολή που ήθελε για τους σκοπούς της ταινίας του ο Νόλαν, αναγκάστηκε να υποθέσει μια μαύρη τρύπα με περιστροφή $$\reverse\opaque j=1-10^{-14} $$, δηλαδή πρακτικά με μέγιστη περιστροφή. Σε αυτή την περίπτωση, ουσιαστικά η ακτίνα του ορίζοντα όπως και η ακτίνα του ISCO είναι πρακτικά ίσες με 1Μ ή 147.65 εκατομμύρια km (που είναι μόλις μικρότερες από μία αστρονομική μονάδα, όσο είναι δηλαδή και η ακτίνα της τροχιάς της Γης, όπως δείχνει το infographic). Υπάρχει λοιπόν σ'αυτή την περίπτωση ακτίνα που να μπορεί να έχει την ζητούμενη διαστολή του χρόνου; Η απάντηση τώρα είναι ναι, και η ακτίνα αυτή είναι περίπου στο 1.00004Μ, δηλαδή απέχει από τον ορίζοντα περίπου 5900km.

Και εδώ ερχόμαστε στο άλλο θέμα που έχει προκαλέσει συζητήσεις, τις παλιρροϊκές δυνάμεις από την μαύρη τρύπα. Οι παλιρροϊκές δυνάμεις που θα νιώθει ένα σώμα σε κάποια απόσταση από την μαύρη τρύπα ουσιαστικά έχουν σχέση με την απόκλιση δυο γειτονικών γεωδεσιακών τροχιών. Το μέγεθος που εκφράζει αυτές τις αποκλείσεις είναι ο τανυστής του Riemann. Αν μιλάγαμε για ένα αντικείμενο που θα βρισκόταν στατικό σε κάποια απόσταση από την μαύρη τρύπα (σε σταθερή ακτίνα χωρίς να περιστρέφετε γύρω της δηλαδή) τότε θα είχαμε παλίρροιες σαν αυτές που έχουμε στη Γη εξαιτίας της Σελήνης (που κινείται πολύ αργά και πρακτικά μπορεί να θεωρηθεί ακίνητη) που θα οφείλονταν στα στοιχεία του τανυστή του Riemann όπως είναι το $$\reverse\opaque R^r_{ttr}=-\frac{M (-3 a^2 + 4 M r - 2 r^2)}{r^5} $$ (το συγκεκριμένο εκφράζει την επιτάχυνση με την οποία αυξάνει η ακτινική απόσταση δυο τροχιών που έχουν μοναδιαία ακτινική απόσταση). Για την εκτίμηση όλων των συνιστωσών της παλιρροϊκής δύναμης θέλουμε ακόμα δύο στοιχεία του τανυστή του Riemann, τα οποία έχουν παρόμοια συναρτησιακή μορφή. Με λίγα λόγια, για την περίπτωσή μας, για α=Μ και r=M η παλιρροϊκή επιτάχυνση θα είναι ανάλογη του, $$\reverse\opaque \frac{d^2r}{dt^2}\propto\frac{1}{M^2}D $$, δηλαδή της διαμέτρου του αντικειμένου διαιρεμένο με το τετράγωνο της μάζας της μαύρης τρύπας. Ότι και να είναι όμως η διάμετρος του αντικειμένου/πλανήτη, σίγουρα θα είναι πολύ μικρότερη από το τετράγωνο των 147.65 εκατομμυρίων χιλιομέτρων, οπότε δεν θα είναι κάτι καταστροφικό. Το αντικείμενό μας όμως δεν είναι στατικό. Περιστρέφεται σε κυκλική τροχιά γύρω από την μαύρη τρύπα. Αυτό σημαίνει ότι θα έχουμε ακόμα μία συνεισφορά από διατμητικές τάσεις στο αντικείμενο. Η συνεισφορά αυτών των τάσεων θα είναι όμως της ίδιας τάξης μεγέθους, δηλαδή και πάλι $$\reverse\opaque \propto\frac{1}{M^2}D $$. Άρα, με λίγα λόγια, οι παλιρροϊκές δυνάμεις δεν περιμένουμε να προκαλέσουν κάποιο πρόβλημα, όπως ανησυχούν κάποιοι.

Αλλά, υπάρχει ένα θέμα, και αυτό είναι το ότι η τροχιά που μας ενδιαφέρει απέχει από τον ορίζοντα περίπου 5900km. Η ακτίνα της Γης είναι 6371km, οπότε αν ήταν η Γη σε εκείνη την τροχιά, θα είχε ένα μέρος της μέσα από τον ορίζοντα. Και εκεί είναι που τα πράγματα γίνονται περίεργα (How to mine energy from a black hole, Mining Energy from a Black Hole by Strings, Tensile Strength and the Mining of Black Holes).
Δεν ξέρω αν αυτό το θέμα το σχολιάζει ο Thorne.

50 years of Doctor WHO

Μια ενδιαφέρουσα εικόνα που δείχνει τα ταξίδια στο χρόνο του Doctor για κάθε μία από τις ενσαρκώσεις του.



Το Infographic μπορεί να το βρει κανείς στη σχετική σελίδα του Doctor WHO, όπου υπάρχει η δυνατότητα να επιλέξει κανείς συγκεκριμένες ενσαρκώσεις και να δει τα ταξίδια τους ή ακόμα να επιλέξει συγκεκριμένες περιπέτειες για τι οποίες να δει περισσότερες λεπτομέρειες.







Και μερικά πιο παλιά:

Interstellar

Interstellar (by Kip Thorne)

Interstellar Travel

Για να δούμε τι λέει το space.com πάνω στο θέμα...


Source SPACE.com: All about our solar system, outer space and exploration

Εντάξει, κάποια είναι λίγο χαζά (πχ. αυτό με τις μαύρες τρύπες), αλλά έχει πλάκα το όλο θέμα.

Παρακάτω έχω μερικά σχετικά links.

Interstellar transport

The warp drive: hyper-fast travel within general relativity
Hyperfast Interstellar Travel in General Relativity
A Superluminal Subway: The Krasnikov Tube
Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: A tool for teaching general relativity
Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition
Exotic solutions in General Relativity: Traversable wormholes and 'warp drive' spacetimes
The quantum inequalities do not forbid spacetime shortcuts

Και έτσι για ξενέρωμα μετά από όλα αυτά,

On the impossibility of superluminal travel: the warp drive lesson

Decay (2012) - The LHC Zombie Movie

Time Travel...

Την προηγούμενη εβδομάδα, ανέβηκε στο arxiv.org μία εργασία του Robert Geroch, με τίτλο, "Faster Than Light?", και το λιτό abstract:

It is argued that special relativity remains a viable physical theory even when there is permitted signals traveling faster than light.

Η εργασία αυτή λέει με λίγα λόγια, ότι η θεωρία της ειδικής σχετικότητας δεν απαγορεύει την δυνατότητα της ύπαρξης πεδίων, τα οποία να κινούνται με ταχύτητες μεγαλύτερες από την ταχύτητα του φωτός. Αυτό δεν σημαίνει ότι υπάρχουν τέτοια πεδία και φυσικά κανένα από τα γνωστά πεδία δεν μπορεί να κινηθεί πιο γρήγορα από το φως, αλλά θεωρητικά αν ένα πεδίο είχε στις ιδιότητες του την δυνατότητα να κινείται πιο γρήγορα από το φως, τότε αυτό δεν αποκλείεται θεωρητικά από την ειδική σχετικότητα. Η όλη συζήτηση έχει αρκετό ενδιαφέρον αν και το άρθρο είναι αρκετά τεχνικό σε κάποια σημεία του. Εκεί όμως που στάθηκα, ήταν ένα σημείο πάνω στο οποίο είχα μια συζήτηση σχετικά πρόσφατα και έχει να κάνει με τις χρονομηχανές.

Ένα από τα πιθανά προβλήματα με την ταχύτητα μεγαλύτερη από του φωτός, στο οποίο στέκεται το άρθρο του Geroch είναι η δυνατότητα δημιουργίας παραδόξων του τύπου, να στείλω ένα σήμα στο παρελθόν και να δώσω εντολή να σκοτώσουν τον παππού μου πριν αυτός προλάβει να κάνει τον πατέρα μου. Δηλαδή, κάποιος θα μπορούσε να φανταστεί μία διάταξη που να μπορεί να στέλνει τέτοια σήματα πίσω στο χρόνο.

Επί της ουσίας όμως αυτό το πρόβλημα δεν υφίσταται και είναι ουσιαστικά ένα παράδοξο του τύπου του παράδοξου των διδύμων, δηλαδή είναι παράδοξο που στηρίζεται σε λάθος υποθέσεις και κακή εφαρμογή της σχετικότητας.

Όπως λέει ο Geroch, αν και μπορεί να φανταστεί κανείς μια διάταξη που να επιτρέπει να σταλούν υπερφωτεινά σήματα στο παρελθόν, αυτό που έχει σημασία είναι το αν τελικά μια τέτοια διαδικασία είναι φυσικά πραγματοποιήσιμη. Δηλαδή στην πραγματικότητα, εγώ που θέλω να στείλω κάποια σήματα στο παρελθόν, αυτό που πρέπει να κάνω είναι να στήσω την διάταξή μου και να της δώσω κάποιες αρχικές συνθήκες και από εκεί και πέρα θα πρέπει να περιμένω να δω αν η εξέλιξη του συστήματος θα έχει ως αποτέλεσμα την μεταφορά σημάτων στο παρελθόν.

Αυτό όμως με τις αρχικές συνθήκες καλό είναι να το αναλύσουμε λίγο παραπάνω. Η φύση, φαίνεται να δουλεύει με ένα συγκεκριμένο τρόπο. Αν έχω ένα σύστημα, για παράδειγμα μια μπάλα σε ένα βαρυτικό πεδίο, τότε υπάρχουν κάποιοι νόμοι που καθορίζουν την δυναμική του συστήματος, δηλαδή στη συγκεκριμένη περίπτωση οι νόμοι του Νεύτωνα. Προκειμένου λοιπόν να δούμε πως θα εξελιχθεί το σύστημά μας, δηλαδή να δούμε τι θα κάνει η μπάλα στο βαρυτικό πεδίο, πρέπει να καθορίσουμε τις αρχικές συνθήκες, δηλαδή την αρχική ταχύτητα και την αρχική θέση της μπάλας. Θεωρητικά, μπορώ να φανταστώ την μπάλα να κάνει το οτιδήποτε, αλλά πρακτικά προκειμένου η μπάλα να κάνει κάτι συγκεκριμένο, θα πρέπει να της δώσω τις κατάλληλες αρχικές συνθήκες και ενδεχομένως, να μην υπάρχουν αρχικές συνθήκες για τις οποίες η μπάλα να κάνει αυτό που θέλω.

Επιστρέφοντας στο θέμα της συσκευής που στέλνει σήματα πίσω στο χρόνο, το πρόβλημα είναι ανάλογο. Η δυναμική της συσκευής και των σημάτων καθορίζεται ουσιαστικά από τη σχετικότητα και ο σωστός τρόπος να δω τι θα γίνει είναι να δώσω τις αρχικές μου συνθήκες και να αφήσω το σύστημα να εξελιχθεί. Αυτό που φαίνεται να προκύπτει από την επιχειρηματολογία του Geroch είναι ότι δεν υπάρχουν τέτοιες αρχικές συνθήκες για τον οποιονδήποτε παρατηρητή που να οδηγούν στην αποστολή σημάτων στο παρελθόν του.

Αυτή η λογική εφαρμόζεται και για κάθε τύπου μηχανής του χρόνου. Ας πάρουμε για παράδειγμα την χρονομηχανή που προτείνει ο Ronald Mallett. Ο Mallett είχε την ιδέα να χρησιμοποιήσει δακτυλίους φωτός προκειμένου να φτιάξει μια γεωμετρία που θα επιτρέπει ταξίδια στον χρόνο. Πρότεινε λοιπόν έναν χωρόχρονο ο οποίος περιέχει ένα singularity κατά μήκος του άξονα γύρω από τον οποίο θα περιστρέφεται μια δέσμη φωτός. Η γεωμετρία που προκύπτει από αυτή τη διάταξη φαίνεται να περιέχει αυτό που λέμε κλειστές χρονοειδείς τροχιές (closed timelike curves, CTCs). Τώρα, τι είναι αυτές οι κλειστές χρονοειδείς τροχιές;

Ας πάρουμε ένα σωματίδιο. Το σωματίδιο αυτό είναι ένα σημείο του χώρου των 3ων διαστάσεων που αντιλαμβανόμαστε γύρω μας. Σύμφωνα με τη σχετικότητα όμως, δεν υπάρχουν μόνο αυτές οι 3 διαστάσεις. Ο Χώρος γύρω μας είναι 4-διάστατος, όπου η 4η διάσταση είναι ο χρόνος. Στην έξτρα αυτή διάσταση του χρόνου, ο κάθε παρατηρητής είναι υποχρεωμένος να κινείται, δηλαδή κινείται στο χρόνο και ο χρόνος περνάει. Έτσι και το σωματίδιο, το οποίο μπορεί να είναι ένα ακίνητο σημείο του χώρου των 3ων διαστάσεων, στον 4-διάστατο χωροχρόνο κινείται πάνω σε μία γραμμή που λέγεται κοσμική γραμμή του σωματιδίου. Ο χρόνος που μετράει το σωματίδιο είναι το μήκος που διανύει πάνω στην κοσμική του γραμμή και το μήκος αυτό είναι ο χρόνος που θα μέτραγε αν φόραγε ένα ρολόι. Κάθε σωματίδιο που ακολουθεί την δικιά του κοσμική γραμμή, μετράει τον δικό του χρόνο (το μήκος της αντίστοιχης γραμμής) και οι διαφορετικοί χρόνοι συνδέονται μεταξύ τους με τους μετασχηματισμούς της σχετικότητας. Οι κοσμικές αυτές γραμμές λέγονται και χρονοειδείς τροχιές.

Όπως μπορεί να καταλάβει κανείς, όταν ένα σωματίδιο κινείται σταθερά από το παρελθόν στο μέλλον, αυτές οι τροχιές μπορούν να στρίβουν δεξιά και αριστερά, αλλά δεν μπορούν να διπλώνονται και να κάνουν θηλιές (βερίνες για τους ναυτικούς).
Υπάρχουν όμως και χωρόχρονοι που επιτρέπουν την ύπαρξη κλειστών χρονοειδών τροχιών, όπως είναι ο παραπάνω που προτείνει ο Mallett (εδώ υπάρχει μια μεγάλη κουβέντα για το κατά πόσο η γεωμετρία του Mallett μπορεί να προκύψει από τις συνθήκες που θεωρεί, αλλά αυτό είναι άλλη κουβέντα). Θεωρητικά λοιπόν σε τέτοιους χωρόχρονους, μπορεί ένα σωματίδιο, ακολουθώντας τέτοιες τροχιές, να ταξιδέψει πίσω στο χρόνο. Btw, υπάρχουν αρκετά παραδείγματα τέτοιον χωροχρόνων, με πιο γνωστό μάλλον το περιστρεφόμενο σύμπαν του Godel.

Εδώ όμως έχουμε δύο προβλήματα. Το πρώτο πρόβλημα έχει να κάνει με το ότι ακόμα και να κατασκευάσεις την μηχανή που θα καμπυλώνει τον χωροχρόνο και θα φτιάχνει τέτοιες κλειστές χρονοειδείς τροχιές, αυτές οι τροχιές θα υπάρχουν από την ενεργοποίηση της μηχανής και μετά. Με απλά λόγια, δεν θα μπορείς σε καμία περίπτωση να ταξιδέψεις πριν την στιγμή ενεργοποίησης της μηχανής, αφού οι τροχιές που χρειάζεσαι για να σε πάνε πίσω στον χρόνο δεν υπάρχουν πριν από εκείνη τη στιγμή. Άρα, οι ταξιδιώτες στον χρόνο, που θα φτιάξουν τις χρονομηχανές τους στο μέλλον, δεν θα μπορέσουν να μας φτάσουν ποτέ. Ο μόνος τρόπος που θα μπορούσε κανείς να σωθεί από αυτό το πρόβλημα, είναι να βρει μια "φυσική" χρονομηχανή που να έχει δημιουργηθεί πριν από την στιγμή στην οποία θέλει να ταξιδέψει, αλλά αυτό είναι άλλη κουβέντα (πολύ ενδιαφέρον είναι το βιβλίο του Kip Thorne, Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy, όπου περιγράφει κάποιες τέτοιες φυσικές χρονομηχανές).

Το δεύτερο πρόβλημα είναι αυτό με το οποίο ασχολείται και ο Geroch. Το κατά πόσο δηλαδή, ακόμα και αν ο χωροχρόνος μπορεί να έχει κλειστές χρονοειδείς τροχιές, εγώ μπορώ να στήσω τις αρχικές μου συνθήκες έτσι ώστε το αποτέλεσμα από την εξέλιξη του συστήματος να είναι τελικά να πάω πίσω στο χρόνο.


Food for thought.


-----------------------------------------------------
Update: Το θέμα προφανώς παραπέμπει και σε μία πλούσια βιβλιογραφία και φιλμογραφία επιστημονικής φαντασίας.

Την ιδέα του ταξιδιού στον χρόνο την έχω συναντήσει μάλλον σε λίγα βιβλία, όπως το κλασσικό του H.G. Wells, The Time Machine (1895), το The Hitchhiker's Guide to the Galaxy, του Douglas Adams και τώρα πρόσφατα στην τριλογία, Η Οδύσσεια του Χρόνου, των Arthur C. Clarke και Stephen Baxter. Από όλα αυτά, ξεχωρίζω απόλυτα, σε ότι αφορά το θέμα του ταξιδιού στον χρόνο και το physical insight, την μηχανή του χρόνου του Wells. Ο άνθρωπος είναι Θεός. Το βιβλίο είναι γραμμένο το 1895, πριν την σχετικότητα και φυσικά πριν την μαθηματική θεμελίωσή της στην βάση του χωροχρόνου ως ένα γεωμετρικό αντικείμενο, αλλά και πριν την ολοκληρωμένη διατύπωση μιας θεωρίας για την αστρική δομή και εξέλιξη. Παρόλα αυτά ο Wells περιγράφει με θαυμάσιο τρόπο έννοιες του χωροχρόνου, ενώ σε κάποιο σημείο δίνει και μια απίστευτη περιγραφή της εξέλιξης του Ήλιου σε ερυθρό γίγαντα και το παλιρροϊκό κλείδωμα της Γης. Ο άνθρωπος είναι Θεός.

Αντίστοιχα, στην φιλμογραφία υπάρχουν πολλές ταινίες και τηλεοπτικές σειρές που ασχολούνται με το θέμα. Από σειρές έχουμε το Dr. Who, το The Time Tunnel, το Voyagers, το Quantum Leap (αγαπημένες σειρές όλες), ενώ από ταινίες έχουμε το κλασσικό Back to the Future, αρκετές αναφορές υπάρχουν και στα Star Trek και σίγουρα υπάρχουν πολλές άλλες ακόμα, αλλά κορυφαία όλων είναι το The Time Machine (1960)


Στα δύο παρακάτω video, που δείχνουν την αρχή της ταινίας, υπάρχει μια από τις καλύτερες εξηγήσεις που έχω δει σε ταινία, του χωροχρόνου και της κίνησης μέσα σ' αυτόν.



Έχει πολύ ενδιαφέρον ένα σημείο στο δεύτερο video κάπου στο 1:20, όπου γίνεται μια συζήτηση σχετικά με το αν το μέλλον υπάρχει από πριν ή όχι, αλλά αυτό είναι ένα ολόκληρο post από μόνο του. Μάλλον θα πρέπει να επανέλθω με συνέχεια στο θέμα.

------------------------------------------------
Update 2 (21/5/10): LOL... φοβερό timing




------------------------------------------------
Update 3 (29/5/10): Από ότι φαίνεται, το θέμα ήταν hot αυτή την περίοδο...
Ο Sean Carroll έδωσε μια σχετική διάλεξη πριν μερικές μέρες.

Dr. Sean Carroll - The Paradoxes of Time Travel from Linda Hall Library on Vimeo.

------------------------------------------------
Update 4 (31/5/10): Μερικές αναφορές,

[1] Exotic solutions in General Relativity: Traversable wormholes and 'warp drive' spacetimes, Francisco S. N. Lobo
[2] Wormholes and Time Travel? Not Likely, Leonard Susskind
[3] Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition, Michael S. Morris, Kip S. Thorne, and Ulvi Yurtsever

--------------------------------------------------
Update 5 (3/6/10): Με αφορμή ένα πρόσφατο άρθρο στο Phys. Rev. D, μερικές αναφορές σχετικά με την χρονομηχανή του Mallett και γιατί δεν έχει νόημα:

[4] Weak gravitational field of the electromagnetic radiation in a ring laser, Ronald L. Mallett (Physics Letters A)
[5] The Gravitational Field of a Circulating Light Beam, Ronald L. Mallett (Foundations of Physics)
[6] Can a Circulating Light Beam Produce a Time Machine, Ken D. Olum and Allen Everett (Foundations of Physics Letters)
[7] Geodesics in the static Mallett spacetime, Ken D. Olum (Phys. Rev. D)

Όπου υπάρχουν, έχω και links για τα άρθρα εκτός των περιοδικών με συνδρομή.

So long, and Thanks for All the Fish

Έφτασε η ώρα λοιπόν για να κάνουμε ένα μεγάλο διάλειμμα σε αυτό το ταπεινό ιστολόγιο για τους επόμενους 9 μήνες, εκτός απροόπτου.

Νομίζω λοιπόν, ότι ο καλύτερος τρόπος για να κλείσει αυτή η περίοδος είναι με ένα post που να έχει έναν σχετικά επιστημονικό χαρακτήρα, αλλά να μην είναι και πολύ βαρύ, το οποίο όμως θα την λέει και σε ένα ΜΜΕ, ενώ θα προσφέρει ένα κοινωνικό μήνυμα. Είναι προτιμότερο από κάτι αποχαιρετιστήριο. Τον αποχαιρετισμό τον εμπιστεύομαι στο video στο τέλος.

Ξεκινάμε με το επιστημονικό θέμα πρώτα. Αφορμή ήταν το ΒΗΜΑ της Κυριακής, από το οποίο παραθέτω.

Β(λ)ΗΜΑ Science: ΑΦΗΓΗΜΑ: Ιστορίες Επιστημονικής Φαντασίας
Σελήνη 2050

Μόλις ο Τέρι είπε «23» το ασανσέρ ξεκίνησε την αστραπιαία κάθοδό του. Οι κοιτώνες βρίσκονταν κάτω από το έδαφος. Το εργοτάξιο και οι κοιτώνες των εργατών και του διοικητικού προσωπικού της εταιρείας βρίσκονταν στη σκοτεινή πλευρά της Σελήνης. Επειδή η θερμοκρασία εξαιτίας της μόνιμης απουσίας του Ηλιου ήταν δεκάδες βαθμούς κάτω από το μηδέν, μια σειρά από τεχνικούς αλλά και πρακτικούς λόγους έκαναν εξαιρετικά δύσκολη όσο και επικίνδυνη τη δημιουργία κατοικιών στην επιφάνεια της σκοτεινής πλευράς...

Δεν έχει σκοτεινή πλευρά η Σελήνη Καρδία μου...
Αυτή είναι τελικά μία πολύ κλασική αντίληψη που υπάρχει στον κόσμο. Την περίφημη σκοτεινή πλευρά της Σελήνης την επικαλείται και ο Λιακόπουλος αρκετές φορές. Φυσικά πρόκειται για μέγιστη πατάτα.

Ας πούμε δύο πράγματα για την Σελήνη. Η Σελήνη είναι ο φυσικός δορυφόρος της Γης και περιστρέφεται γύρω από την Γη σε μια σχεδόν κυκλική τροχιά με περίοδο περίπου 27 ημέρες. Ο Σεληνιακός μήνας όμως, δηλαδή οι φάσεις που βλέπουμε να περνά η Σελήνη, έχει διάρκεια 29.5 ημέρες. Αυτό είναι αποτέλεσμα της κίνησης της Γης. Προκειμένου η Σελήνη να έχει ξανά την ίδια φάση, πρέπει να έρθει στην ίδια σχετική θέση με την Γη και τον Ήλιο. Επειδή όμως η Γη γυρίζει γύρω από τον Ήλιο, στο διάστημα που έχει περάσει μέχρι να ολοκληρώσει μία περιστροφή η Σελήνη, η Γη έχει προχωρήσει λίγο, με αποτέλεσμα η Σελήνη να πρέπει να καλύψει τη διαφορά.

Ένα ακόμα χαρακτηριστικό της Σελήνης είναι ότι η περίοδος περιφοράς της Σελήνης γύρω από την Γη, είναι η ίδια με την περίοδο περιστροφής της Σελήνης γύρω από τον άξονά της. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το γνωστό φαινόμενο του να βλέπουμε συνέχεια την ίδια πλευρά της. Γι' αυτό έχει νόημα να λέμε ότι η Σελήνη έχει την ορατή και την αόρατη πλευρά της (φυσικά ως προς εμάς). Το φαινόμενο αυτό, του συγχρονισμού της ιδιοπεριστροφής με την περιφορά γύρω από την Γη, λέγεται παλιρροιακός συντονισμός και έχει πολύ ενδιαφέρων. Κατά πάσα πιθανότητα εδώ ξεκινά και η παρεξήγηση με την σκοτεινή και φωτεινή πλευρά της Σελήνης. Φυσικά αφού, όπως είπαμε, η Σελήνη περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό της, και ο χρόνος αυτός δεν έχει καμία σχέση με την διάρκεια της περιφοράς της Γης γύρω από τον Ήλιο, δηλαδή το ένα έτος, τότε όλες οι πλευρές της κάποια στιγμή γυρνάνε προς τον Ήλιο και φωτίζονται από αυτόν (Άσκηση για το σπίτι: Ποία είναι η διάρκεια μιας Ηλιακής ημέρας στη Σελήνη;). Άρα, δεν υπάρχει σκοτεινή πλευρά της Σελήνης και το γεγονός αυτό είναι τόσο στοιχειώδες, που δεν θα έπρεπε να παρουσιάζεται λάθος, τόσο γενικότερα, όσο και ειδικότερα σε μια ιστορία "Επιστημονικής" Φαντασίας.

Αφού καλύψαμε το επιστημονικό θέμα και την είπαμε στο Β(λ)ΗΜΑ Science, μένει τώρα το κοινωνικό θέμα. Ιός της Γρίπης λοιπόν και Δηλώσεις Ιεραρχών. Το σκηνικό κατά βάση είναι υπεράνω σχολιασμού:

«Είναι πρωτίστως θέμα πίστεως»
Του Μητροπολίτη Αλεξανδρουπόλεως κ. ΑΝΘΙΜΟΥ

Oσο λαθεμένος είναι ο ορθολογισμός της απιστίας, άλλο τόσο λαθεμένη είναι και η έπαρση της πίστεως. Κι αν ο Θεός, για να μας δοκιμάσει, επιτρέψει να προσβληθούμε από τον ιό της γρίπης μέσω της λαβίδος της Θείας Κοινωνίας, τότε τι; Θα μειωθεί η εμπιστοσύνη μας σ΄ Αυτόν;

ΗΞΕΙΣΑΦΗΞΕΙΣΟΥΚΕΝΤΟΠΟΛΕΜΩΘΝΗΞΕΙΣ

Πέρα από αυτό, σχόλιον ουδέν.

Created by OnePlusYou

Ο ΚΑΙΡΟς ΓΑΡ ΕΓΓΥΣ

Sunshine... (movie review)

Όταν είχε βγει η ταινία είχα γράψει ένα review. Επειδή έχει μερικά διασκεδαστηκά πράγματα, και επειδή αν δεν κάνω λάθος πρόσφατα βγήκε και το DVD, είπα να το βάλω και εδώ να το έχω.
-----------------------------------------------------------

SUNSHINE
Επιστ. φαντασίας 2007 (Έγχρ.) Διάρκεια: 108'
Αγγλική ταινία σε σκηνοθεσία Ντάνι Μπόιλ, με τους: Κίλιαν Μέρφι, Κρις Έβανς, Ρόουζ Μπερν, Μισέλ Γεό

Το promotion της ταινίας στην Ελλάδα έγινε μέσω του blog http://www.darkdays.gr με γελοίο και ανεύθυνο τρόπο, χρησιμοποιώντας ψευδοεπιστημονικά επιχειρήματα τύπου Λιακόπουλου και άλλων τέτοιον γραφικών τύπων. Το βρίσκω απόλυτα απαράδεκτο την εποχή του Χαρδαβέλα, του Λιακόπουλου και τον Αστρολόγων να γίνονται τέτοια διαφημιστικά κόλπα που πατάνε στον επιστημονικό αναλφαβητισμό, τον οποίον και καλλιεργούν.

Ξεπερνώντας αυτά τα σημαντικά αλλά άσχετα με την ταινία, το έργο μάλλον θα το χαρακτήριζα ως όχι και τόσο καλό.
Παρουσιάστηκε ως κλειστοφοβικό θρίλερ και νομίζω πως αποτυγχάνει να δημιουργήσει αυτή την ατμόσφαιρα.
Ήταν χαζή και η ιδέα, αλλά και τα διάφορα διλήμματα που προέκυπταν στην πορεία της ταινίας, ε… ας πούμε ότι δεν είναι και Tarkovsky ο τύπος (αν και κάποιοι έκαναν την σύγκριση με το Solaris).
Επιπλέον θα έλεγα ότι χρησιμοποιούσε «φτηνά κόλπα» για να δημιουργήσει ένταση.
Κάποιες στιγμές όμως η ταινία έχει πολύ καλή φωτογραφία, αν και περισσότερος ρεαλισμός θα είχε πιο ενδιαφέρον αποτέλεσμα.


Ας κάνουμε τώρα και μια «επιστημονική» ανάλυση της ταινίας, αφού έτσι προωθήθηκε.

Καταρχήν, επειδή έχει γίνει στα διάφορα σχόλια που διάβασα για την ταινία αναφορά και στο «2001: A Space Odyssey», πρέπει να πω ότι επειδή το 2001 είναι γραμμένο από τον Clarke, είναι ουσιαστικά σαν επιστημονικό εγχειρίδιο. Το «Sunshine» δεν έχει καμία σχέση με κάτι τέτοιο.
Για αρχή ας αφήσουμε το όλο concept και ας δούμε τις λεπτομέρειες, γιατί η διαφορά είναι πάντα στις λεπτομέρειες.

1. Είναι τραγικός ο τρόπος που παρουσιάζει τις συνθήκες βαρύτητας μέσα στο διαστημόπλοιο. Δηλαδή είναι αστείο για παράδειγμα το ότι παρουσιάζει τους αστροναύτες να είναι σε κανονική βαρύτητα όσο είναι μέσα στο airlock και μόλις ανοίγει και βρίσκονται στο «κενό του διαστήματος» ξαφνικά έχουμε zero-gravity.
Ειδικά εκείνη η σκηνή αγωνίας που πέφτει στο πάτωμα ο πρωταγωνιστής και κάνει μια υπεράνθρωπη προσπάθεια να σηκωθεί ενώ φοράει εκείνη την πολύ βαριά στολή, και δυο μέτρα πιο πέρα είναι σε συνθήκες μηδενικής βαρύτητας, νομίζω ότι ήταν από τις πιο αστείες σκηνές του έργου.

2. Για τις ανάγκες της ταινίας έπρεπε να δημιουργηθεί ένα κλίμα απομόνωσης του πληρώματος. Και το πετύχανε αυτό εφευρίσκοντας ένα όριο πέρα από το οποίο δεν θα μπορούσαν να επικοινωνούν με τη Γη. Και σαν να μην έφτανε αυτό, βάλανε και ένα χρονικό περιορισμό για να δημιουργήσουν μεγαλύτερη ένταση. Φυσικά όλα αυτά είναι μπούρδες. Δεν υπάρχει κανένα τέτοιο όριο, αφού ούτε η πυκνότητα του Ηλιακού ανέμου (το πλάσμα που γεμίζει τον διαπλανητικό χώρο), αλλά ούτε και η φυσιολογική δραστηριότητα του Ήλιου δεν είναι απαγορευτικά για τις ράδιοεπικοινωνίες. Έχουμε στείλει άλλωστε διαστημόπλοια και στον Ερμή χωρίς πρόβλημα. Το όριο αυτό το επιλέξανε κάπου έξω από την τροχιά του Ερμή με χρόνο επικοινωνίας με τη Γη της τάξης των 6 λεπτών, γεγονός που κάνει ακόμα πιο περίεργο τον χρονικό περιορισμό.

3. Για να κορυφωθεί η ένταση και το δίλημμα, σε σχέση με τις πιθανότητες επιτυχίας της αποστολής, ο Ήλιος μας μετατρέπετε σε έναν σχετικιστικό αστέρα με ιδιότητες που αγγίζουν τα όρια της κβαντικής βαρύτητας στο εσωτερικό του, αφού όπως λέει και ο πρωταγωνιστής όταν θα πέσει η βόμβα στο εσωτερικό του Ήλιου θα αποκτήσει σχετικιστικές ταχύτητες και ο χωρόχρονος θα καμπυλωθεί τόσο πολύ που θα αρχίσουν οι επιπτώσεις της κβαντικής βαρύτητας με αποτέλεσμα το φαινόμενο να γίνετε κβαντικό και να μην μπορεί να αποδοθεί παρά μόνο μία πιθανότητα για την έκβασή του. Ήμαρτον. Αυτά δεν συμβαίνουν ούτε στο εσωτερικό τον μελανών οπών, πόσο μάλλον στον Ήλιο μας που πρακτικά είναι ένα απόλυτα κλασσικό Νευτώνειο άστρο.

4. Το φορτίο (η βόμβα) μπορεί να φτάσει στο κέντρο του Ήλιου. Πώς; Μα από τις στεμματικές οπές, ναι αυτές οι γνωστές τρύπες που τρυπάνε τον Ήλιο από άκρη σε άκρη. Και φυσικά η είσοδος τους είναι κάτι μαύρες τρύπες που φαίνονται στον Ήλιο, γνωστές ως Ηλιακές κηλίδες. Και πάλι Ήμαρτον. Δεν ξέρω τι να πρωτοσχολιάσω πάνω σ’ αυτό. Μπούρδες. Το μόνο που θα πω είναι ότι οι στεμματικές οπές όπως και οι Ηλιακές κηλίδες έχουν να κάνουν με τη δομή του μαγνητικού πεδίου του Ήλιου και φυσικά δεν είναι τίποτα τρύπες. Στο κέντρο του Ήλιου δεν μπορεί να φτάσει τίποτα.

Αυτά σε γενικές γραμμές σχετικά με τις λεπτομέρειες. Ας δούμε και το concept.
Ο Ήλιος πεθαίνει λοιπόν. Για κάποιο λόγο σταματάνε οι πυρηνικές αντιδράσεις στο εσωτερικό του και εμείς πρέπει να τον ανάψουμε πάλι.

Όπως έκανα και κάπου αλλού, για να πάρουμε μία ιδέα του πράγματος θα πρέπει να αναφέρουμε κάποια νούμερα και από εκεί και πέρα αυτά θα μιλήσουν μόνα τους.

Για έναν αστέρα μπορούμε να αναφέρουμε κάποιες χαρακτηριστικές χρονικές κλίμακες:

1. Η πρώτη χρονική κλίμακα μας λέει πόσο γρήγορα θα αντιδράσει ένας αστέρας σε μία διαταραχή από την ισορροπία, δηλαδή πόσο γρήγορα θα κινηθεί προκειμένου να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση αν τον διαταράξω (π.χ. αν τον συμπιέσω ελαφρός).

Η κλίμακα αυτή λέγεται υδροστατική (hydrostatic) και για τον Ήλιο είναι της τάξης των 27 λεπτών.

2. Η δεύτερη χρονική κλίμακα μας λέει πόσο χρόνο χρειάζεται ένας αστέρας για να ακτινοβολήσει την βαρυτική του ενέργεια. Όπως όλοι ξέρουν, ένα σώμα θερμαίνετε όταν συμπιέζετε και ένα αέριο που θερμαίνετε εκπέμπει ακτινοβολία. Όταν ο μηχανισμός συμπίεσης είναι η ίδια η βαρύτητα του αερίου τότε έχουμε την χρονική κλίμακα

η οποία λέγετε Kelvin-Helmholtz και για τον Ήλιο είναι της τάξης των δηλαδή 16 εκατομμύρια χρόνια.

3. Η Τρίτη χρονική κλίμακα μας λέει πόσο καιρό χρειάζεται ένα άστρο να κάψει τα πυρηνικά του αποθέματα και είναι

δηλαδή αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια για τον Ήλιο μας.

4. Τέλος η τέταρτη χρονική κλίμακα μας λέει πόσο χρόνο θα χρειαζόταν μια θερμική διαταραχή για να μεταφερθεί από το κέντρο του αστέρα μέχρι την επιφάνειά του και είναι

για τον Ήλιο μας. Αυτό τι μας λέει; Μας λέει ότι αν κάτι γινόταν στο κέντρο του Ήλιου που θα είχε ως αποτέλεσμα να ελαττωθεί η λαμπρότητά του, θα χρειάζονταν 10,000,000 χρόνια για να φτάσει η πληροφορία στην επιφάνεια του Ήλιου ή διαφορετικά η χρονική κλίμακα στην οποία συμβαίνουν τέτοιες αλλαγές είναι της τάξης των 10 εκατομμυρίων ετών και όχι τον μερικών δεκαετιών. Φυσικά αυτές οι χρονικές κλίμακες αναλογούν σε χρονικές στιγμές της ζωής ενός άστρου που είναι ανάλογες της τάξης μεγέθους των μερικών ημερών στην ζωή ενός ανθρώπου.

Αυτά τα νούμερα μιλάνε από μόνα τους και υποδεικνύουν πόσο μη ρεαλιστικό είναι το όλο σενάριο.

Τέλος, γενικά θεωρώ ότι είναι άστοχο να γίνεται κριτική σε μία ταινία επιστημονικής φαντασίας στην επιστημονική βάση της. Εκτός αν η ίδια η ταινία διεκδικεί δάφνες επιστημονικής εγκυρότητας (βλέπε Deep Impact, The day after Tomorrow, Armageddon…). Η συγκεκριμένη ταινία έκανε στην Ελλάδα promotion σ’ αυτή τη βάση και φυσικά τρώει τα μούτρα της.

Δεν πιστεύω πάντως ότι αυτός ήταν ο στόχος του σκηνοθέτη, δηλαδή μια ταινία περισσότερο sci και λιγότερο fi.

Αν πρέπει να βάλω βαθμό, βάζω 2/5.