In questa consegna, cercherò di spiegare i fenomeni associati al pianeta di Miller (sì, quello delle onde giganti) senza usare una singola equazione. Vediamo se sono in grado di renderlo comprensibile.
Quando l’equipaggio di resistenza attraversa il wormhole, il primo pianeta che decide di visitare è il pianeta di Miller, che orbita attorno a un gigantesco buco nero (Gargantua) . Questo pianeta ha due cose curiose. Da un lato, il tempo sulla superficie del pianeta si svolge molto più lentamente degli umani che hanno usuale (un’ora sulla loro superficie equivale a sette anni della Terra). L’altro curioso fenomeno è che le onde giganti sono generate sulla superficie del pianeta (circa un chilometro alto) che attraversano l’intera superficie. Sotto il mio punto di vista, entrambi gli eventi sono collegati e hanno a che fare con la curvatura della spazión generata dalla presenza di un oggetto supermassivo (in questo caso, il buco nero). Impochaos le cinghie che iniziano il bene.
All’inizio del XX secolo, Albert Einstein ha sviluppato la teoria della relatività generale. Senza entrare in un sacco di dettagli, la relatività generale potrebbe essere vista come una teoria che unifica i concetti di meccanica gravitazionale (cioè le leggi del movimento celeste) e la relatività speciale. La relatività speciale è stata introdotta, anche da Einstein, alcuni anni prima, e può essere riassunta con l’idea che la velocità della luce nel vuoto sia la stessa in qualsiasi sistema di riferimento inerziale che possiamo immaginare, che fino a quel momento non era nulla di chiaro. Uno dei concetti relativistici più interessanti, sotto il mio punto di vista, è la spaziatura. Spación è considerato considerare che l’universo non solo ha tre dimensioni (le tre dimensioni spaziali), ma è formata da quattro dimensioni (aggiungendo tempo). Quali implicazioni hanno questa considerazione? Per iniziare, introducendo il tempo come un’altra dimensione, i fenomeni fisici influenzeranno sia lo spazio che il tempo, il che spiega i fenomeni che vediamo in interstellare, che sono dovuti alla curvatura dello spaziotempo.
Curvatura del Spacetime
Immagina spazio come una rete, dove i diversi corpi celesti possono “appendere”. Se guardiamo un’area vuota di spazio dall’alto, vedremmo quanto segue:
Le linee che compongono la rete sarebbero indicazioni x E e (due dimensioni spaziali). Quando guardiamo dall’alto a un singolo piano, eliminiamo il Componente Z, e mentre vediamo un disegno, lasciamo anche il tempo in tempo. Cosa succede quando invece dello spazio vuoto, abbiamo un oggetto? Allo stesso modo in cui quando si prende un marmo su un pezzo di stoffa è affondante, nello spazio Avremmo quanto segue:
nell’area in cui si trova l’oggetto (un pianeta, a Una stella, un buco nero) La rete è modificata, curve. Questo è ciò che è noto come la curvatura dello spazio ed è dovuta al campo gravitazionale che genera tutti i corpi. Allo stesso modo in cui un tessuto è deformato di più se si tiene una palla di bowling che se si tiene un marmo, le curve spaziali in misura maggiore intorno agli oggetti più grandi, come le stelle o i buchi neri. Possiamo vedere questo dal seguente schema:
Come si può osservare, poiché siamo più vicini al buco nero, Lo spazio è curva sempre di più, a causa della deformazione abissale causata dalla grande quantità di impasto che il buco nero ha. Proprio nel centro, lo spazio viene replicato su se stesso poiché è chiamato unicità. Questi esempi costituiscono un modo intuitivo per comprendere la curvatura dello spazio in due dimensioni. Tuttavia, i concetti possono essere estrapolati alla terza dimensione e tempo spaziale. Nel caso del tempo, questa curvatura provoca il passare del tempo in modo diverso (si estende o contratti, come spazio) in aree vicine agli oggetti con molta massa, come accade sul pianeta di Miller.
Ora, quali effetti fa questa curvatura sullo spazio? Come ho detto prima, il tempo inizia a spendere più lentamente. Tuttavia, questo non è l’unico effetto prodotto. Quando si curva lo spazio, gli oggetti che sono accesi sono interessati. Immagina che due navi viaggiano vicino a un buco nero, come nel regime precedente. Entrambe le navi portano le traiettorie parallele all’inizio, ma ognuna è a distanza diversa dal foro nero:
le traiettorie che Le navi sono ancora dipinte in arancione.Come guida visiva, ho colorato un paio di linee che compongono la rete e ho piazzato due croci quando le traiettorie tagliano detta linee:
Come si può vedere, poiché il tempo passa, le traiettorie sono separate (le croci stanno diventando più lontane). Se hai un imbuto e una piccola palla a casa, puoi fare il test lanciando il marmo a diverse altezze, vedrai come in alcuni casi il canica va verso il basso e in altri si sfugge dall’imbuto. Si potrebbe dire che in un caso la palla è intrappolata dalla curvatura dell’imbuto e nell’altro caso sfugge a quella curvatura. Per il caso della navicella, è la stessa ma cambiando l’imbuto dal spazio dello spaziotempo.
Comprendiamo ora altre due traiettorie parallele, in questo caso verniciato verde.
Allo stesso modo in cui prima, entrambe le traiettorie iniziano a deviare, solo ora invece di separarsi, tendono a riunirsi (la distanza tra le croci diminuisce).
Queste linee che ho disegnato rosso e viola, sono chiamate linee tendenze (dalla tendenza latina, stretch). Sono linee immaginarie che possono essere disegnate o circondano qualsiasi corpo che deforma il dispacetime e illustra le forze subite dai corpi che sono in giro. Le linee viola, con il passare del tempo, rendono le traiettorie separate, cioè, c’è una forza che si estende ai corpi che si trovano vicino al buco nero. D’altra parte, le linee rosse fanno riunirsi le traiettorie, cioè, c’è una forza che contrae i corpi che si trovano vicino al buco nero.
Ma cosa ha a che fare con Interstellar? Bene, sia le onde giganti che i ritardi del tempo sono prodotti dalle linee tendex che generano il buco nero, Gargantua.
possibilmente molti lettori hanno familiarità con le maree. La spiegazione classica di questo fenomeno è che la luna, quando si gira intorno alla terra, genera diverse forze di attrazione gravitazionale nelle diverse parti del pianeta, in modo che i mari siano attratti da una misura maggiore o minore dal satellite e il livello dell’acqua i cambiamenti. Illustriamo questa idea.
Sarà la nostra terra, con la sua crosta e il mare sopra:
Ora, consideriamo la luna. Come è noto, la luna esercita un’attrazione gravitazionale sulla terra, a causa della sua massa. Questa attrazione agisce su tutti i corpi del pianeta ed è diretto verso il centro della luna. Pertanto, l’acqua che copre la superficie terrestre sarà attratta nella direzione del centro della luna:
Lascia Gli Stati Uniti decompongono tali forze in una componente comune, oltre a una parte diversa ad ogni punto e sottrarre la parte comune (se è uguale a tutti i punti del pianeta, non siamo in grado di sentire quella forza), avremmo uno schema come che:
Poiché l’acqua è un fluido, queste forze verso il centro del pianeta o all’esterno causano la massa di acqua sarà deformata, generando le maree (che possiamo vedere al crepuscolo e all’alba, quando la luna è “avvicinarsi” o “apleja” dalla costa).
Ora, in quest’ultimo schema noi Vedi che ci sono due forze che stringono il pianeta dal suo centro e due forze che lo allungano e sotto, così come le forze generate dalle linee tendex! Se consideriamo la Luna come corpo che deforma il Spacetime, possiamo fare questo schema:
Come ho detto prima , le linee viola allungano i corpi, mentre quelli rossi, li contrastano. È chiaro che la formulazione fornita dalla relatività generale è analoga alla gravitazione classica di Newton in questo caso. Quindi, perché usare la relatività, che è molto più complessa? Perché la risposta è molto semplice. L’altro fenomeno che vediamo in interstellare è la contrazione temporanea, e questo è qualcosa che non è contemplato nella classica meccanica gravitazionale, mentre è in generale la relatività, queste linee tendenze, anche contrarre o dilatare il tempo, spiegando perché il pianeta di Miller, che orbita Vicinanza di un buco nero, ha un tempo molto più lento di, ad esempio, la Terra.
Come ha detto all’inizio dell’ingresso, questi effetti di deformazione dello Spacerotime sono dovuti al campo gravitazionale del gravitazionale del corpi celestiali. A massa maggiore, il campo gravitazionale generato da un oggetto è maggiore, quindi questo produce una deformazione più apprezzabile. Confrontando, il campo generato dalla Luna, che è un piccolo satétlite, è in grado di generare maree terrestri.Se invece della luna avevamo un corpo con una massa molto più grande, le maree sarebbero state molto più intense. Nel caso estremo di un buco nero (una massa incredibilmente grande concentrata in una regione estremamente piccola), la deformazione è così grande che gli effetti delle maree sarebbero stati moltiplicati, fino a raggiungere ciò che possiamo vedere in interstellare. Possiamo quindi concludere, in cui i fenomeni vediamo nel film hanno una base scientifica accettata, che ora è comune oggi proveniente da Hollywood.