Nesta entrega, intentarei explicar os fenómenos asociados ao planeta de Miller (si, iso das ondas xigantes) sen usar unha única ecuación. Vexamos se son capaz de facelo comprensible.
Cando a tripulación de resistencia atravesa o buraco de verme, o primeiro planeta que decide visitar é o planeta de Miller, que orbita ao redor dun xigantesco buraco negro (Gargantua) .. Este planeta ten dúas cousas curiosas. Por unha banda, o tempo na superficie do planeta ten lugar moito máis lentamente que os humanos teñen habitual (unha hora na súa superficie equivale a sete anos de terra). O outro fenómeno curioso é que as ondas xigantes son xeradas na superficie do planeta (aproximadamente un quilómetro de alto) que atravesan toda a superficie. Baixo o meu punto de vista, ambos eventos están conectados e teñen que ver coa curvatura da spación xerada pola presenza dun obxecto supermasivo (neste caso, o buraco negro). Impochaos os cintos que inician o bo.
A principios do século XX, Albert Einstein desenvolveu a teoría da relatividade xeral. Sen entrar en moitos detalles, a relatividade xeral podería verse como unha teoría que unifica os conceptos de mecánica gravitacional (é dicir, as leis do movemento celeste) e a relatividade especial. A relatividade especial foi introducida, tamén por Einstein, uns anos antes, e pódese resumir coa idea de que a velocidade de luz en baleiro é a mesma en calquera sistema de referencia inercial que podemos imaxinar, que ata ese momento non era nada claro. Un dos conceptos relativistas máis interesantes, baixo o meu punto de vista, é o espazamento. Considérase que a spución considera que o universo non só ten tres dimensións (as tres dimensións espaciais), pero está formada por catro dimensións (engadindo tempo). Que implicacións ten esta consideración? Para comezar, a través da introdución de tempo como unha dimensión, fenómenos físicos afectará tanto espazo e tempo, o que explica os fenómenos que vemos en Interstellar, que son debido á curvatura do espazo-tempo.
curvatura do espazo-tempo
Imaxina o espazo como unha rede, onde os diferentes corpos celestes poden “colgar”. Se miramos unha área baleira do espazo desde arriba, veríamos o seguinte:
As liñas que compoñen a rede serían indicacións x e (dúas dimensións espaciais). Ao mirar desde arriba a un só plano, eliminamos o Compoñente Z, e como estamos a ver un debuxo, tamén deixamos tempo a tempo. Que pasa cando en vez de espazo baleiro, temos un obxecto? Do mesmo xeito que ao tomar un mármore nunha peza de pano está afundindo, no espazo Teremos o seguinte:
Na área onde se atopa o obxecto (un planeta, a Unha estrela, un buraco negro) a rede é modificada, curvas. Isto é o que se coñece como a curvatura do espazo, e é debido ao campo gravitacional que xera todos os corpos. Do mesmo xeito que un tecido está deformado máis se ten unha bola de bolos que, se ten un mármore, o espazo curva en maior medida en torno aos obxectos máis grandes, como as estrelas ou os buracos negros. Podemos ver isto a partir do seguinte esquema:
Como se pode observar, xa que estamos máis preto do buraco negro, O espazo está curvándose cada vez máis, debido á deformación abismal causada pola gran cantidade de masa que ten o buraco negro. Xusto no centro, o espazo é replicado sobre si mesmo xa que se chama singularidade. Estes exemplos constitúen unha forma intuitiva de comprender a curvatura do espazo en dúas dimensións. Non obstante, pódense extrapolar conceptos á terceira dimensión espacial e tempo. En caso de tempo, esta curvatura fai que o tempo pase de forma diferente (esténdese ou contratos, como espazo) en áreas próximas aos obxectos con moita masa, como ocorre no planeta de Miller.
Agora, que efectos ten esta curvatura no espazo? Como dixen antes, o tempo comeza a gastar máis lentamente. Non obstante, este non é o único efecto producido. Cando o espazo curvo, os obxectos que están en que están afectados. Imaxina que dúas naves viaxan preto dun buraco negro, como no esquema anterior. Ambos os buques teñen traxectorias paralelas ao comezo, pero cada un está a unha distancia distinta do buraco negro:
as traxectorias que Os buques aínda están pintados en laranxa.Como guía visual, colorei un par de liñas que compoñen a rede e coloque dúas cruces cando as traxectorias cortan estas liñas:
Como se pode ver, a medida que pasa o tempo, as traxectorias están separadas (as cruces están sendo máis aló). Se tes un funil e unha pequena bola na casa, podes facer a proba lanzando o mármore en diferentes alturas, verás como nalgúns casos a Canica vai cara ao fondo e noutros escapa do funil. Pódese dicir que, nun só caso, a bóla está atrapada pola curvatura do funil e no outro caso escapa esa curvatura. Para o caso da nave espacial, é o mesmo, pero cambiando o funil polo espazo-tempo.
Imos imaxinar dúas outras traxectorias paralelas, neste caso pintado verde.
do mesmo xeito que antes, ambas as dúas traxectorias comezan a desviarse, só agora en vez de separar, tenden a unirse (a distancia entre as cruces diminúe).
Estas liñas que teño debuxado vermello e vermello, son chamadas liñas TEBEX (da tendencia latina, estiramento). Son liñas imaxinarias que se poden sacar ou rodear calquera corpo que deforma o espazo-tempo e ilustre as forzas sufridas polos corpos que están ao redor. As liñas púrpuras, a medida que pasa o tempo, fai que as traxectorias se separen, é dicir, hai unha forza que se estende aos corpos que están preto do buraco negro. Doutra banda, as liñas vermellas fan que as traxectorias se xunten, é dicir, hai unha forza que contrata os corpos que están preto do buraco negro.
Pero que todo isto ten que ver coa interestelar? Ben, ambas as ondas xigantes eo tempo de atraso son producidos polas liñas tendex que xera o buraco negro, Gargantua.
Posiblemente moitos lectores están familiarizados coas mareas terrestres. A explicación clásica deste fenómeno é que a Lúa, ao virar pola Terra, xera diferentes forzas de atracción gravitacional nas distintas partes do planeta, de xeito que os mares sexan atraídos por maior ou menor medida polo satélite eo nivel de auga Cambios. Ilustraremos esta idea.
Isto será a nosa terra, coa súa cortiza e os mares anteriores:
Agora, consideremos a lúa. Como é sabido, a Lúa exerce unha atracción gravitacional na Terra, debido á súa masa. Esta atracción actúa sobre todos os corpos do planeta e está dirixida cara ao centro da Lúa. Polo tanto, a auga que abarca a superficie da terra será atraída na dirección do centro da lúa:
Permitir nós descompoñen esas forzas nun compoñente común, ademais dunha parte diferente en cada punto e restar a parte común (se é igual a todos os puntos do planeta, non podemos sentir esa forza), teriamos un esquema como que:
Como a auga é un fluído, estas forzas cara ao centro do planeta ou ao exterior causan a masa de auga estará deformada, xerando as mareas (que podemos ver ao anochecer e ao amencer, cando a lúa está “achegando” ou “aplicaja” da costa).
Agora, neste último esquema Vexa que hai dúas forzas que espremer o planeta polo seu centro e dúas forzas que se estenden e debaixo, así como as forzas xeradas polas liñas Tendax. Se temos en conta a Lúa como un corpo que deforma o espazo-tempo, podemos facer este esquema: “AB8C4A59B4”> Fig10
Como mencionei antes As liñas púrpuras esténdense os corpos, mentres que os vermellos, o contratan. Está claro que a formulación proporcionada pola relatividade xeral é análoga á gravitación clásica de Newton neste caso. Entón, por que usar a relatividade, que é moito máis complexo? Pola resposta é moi sinxela. O outro fenómeno que vemos en Interstellar é a contracción temporal, e iso é algo que non está contemplado na mecánica gravitacional clásica, mentres que na relatividade xeral, estas liñas Tendax, tamén contratan ou dilatan o tempo, que explica por que o planeta de Miller, que orbita no proximidade dun buraco negro, ten un tempo moito máis lento que, por exemplo, a Terra.
Como dicía ao comezo da entrada, estes efectos de deformación do espaceroTime débense ao campo gravitacional do corpos celestes. A maior masa, o campo gravitacional xerado por un obxecto é maior, polo que isto produce unha deformación máis apreciable. Ao comparar, o campo xerado pola Lúa, que é un pequeno Satétlite, é capaz de xerar mareas terrestres.Se no canto da lúa tivemos un corpo cunha masa moito maior, as mareas serían moito máis intensas. No caso extremo dun buraco negro (unha gran cantidade incrible concentrada nunha rexión extremadamente pequena), a deformación é tan grande que os efectos das mareas serían multiplicadas, ata chegar ao que podemos ver en Interstellar. Podemos concluír, no que os fenómenos que vemos na película teñen unha base científica aceptada, que agora é común hoxe procedente de Hollywood.