تاثیر مثبت و فراتر از انتظار سیاه چاله های شبیه سازی شده در فیلم Interstellar بر تحقیقات اخترفیزیکدانان
شبیه سازی های رایانه ای مورد استفاده برای این فیلم به اندازه کافی دقیق بوده اند که به اخترفیزیکدانان در تحقیقاتشان کمک کنند.
بحث و گفت و گو در مورد اینکه فیلم Interstellar فیلم خوبی بود یا خیز هنوز هم در محافل اینترنتی داغ است، ولی آنچه مسلم است این است که این فیلم توانسته کمک های خوبی به علم بکند. سال پیش مجله Wired در گزارشی ادعا کرده بود که تیم جلوه های ویژه ی جدیدترین ساخته کریستوفر نولان با یک فیزیکدان برجسته به نام «کیپ ثورن» همکاری کرده اند تا یک برنامه شبیه ساز جدید را درست کنند که بتواند نحوه ی جذب نور توسط سیاه چاله ی «گارگانچوا» را نشان دهد. چندی پیش تمامی محاسباتی که اساس این کد را تشکیل می دادند در یک ژورنال علمی چاپ شد و اکنون اخترفیزیکدانان ادعا می کنند که نرم افزار مورد استفاده به حدی دقیق است که آنها می توانند از نرم افزار برای مدل سازی سایر اجسام فضایی نیز استفاده کنند.
وقتی تیم جلوه های ویژه Interstellar کار شبیه سازی فیلم را شروع کردند بزودی متوجه شدند که هنوز هم تکنولوژی موجود جوابگوی نیاز آنها نیست. وقتی که آنها خود شروع به ایجاد تصویر ستاره های مختلف کردند با این مشکل مواجه شدند که هنگامی که اندازه تصویر را با رزولوشن 23 میلیون پیکسلی صفحه IMAX تطبیق می دادند تصاویر آنها شکل طبیعی خود را از دست می داد و یا با پرش تصویر مواجه می شد. به این دلیل بود که آنها مجبور شدند که یک سیستم شبیه سازی تازه را با نام DNGR کدنویسی کنند.
سرپرست تیم تحقیقاتی جلوه های ویژه ی فیلم، آقای اولیور جیمز، در یک نشست مطبوعاتی در مورد این سیستم جدید اذعان کرد: «برای اینکه بتوانیم از پرش تصویر جلوگیری کنیم و تصاویر واقعی تری را برای فیلم تولید کنیم ما تصمیم گرفتیم کد برنامه را طوری بازطراحی و تولید کنیم که تاکنون هیچ کس دیگری آن را اینگونه تغییر نداده است.» این تیم تحقیقاتی تصمیم گرفت تا بجای اینکه به تصویرسازی تک به تک پرتوهای نور بپردازد آنها را بصورت باندل های نوری مجسم کند و این قضیه باعث شد تا آنها بتوانند تصاویر بسیار با کیفیت تری تولید کنند. این سیستم شبیه ساز در مواردی بسیار تاثیر گذار بود. اصلی ترین قسمت فیلم که از این تکنولوژی جدید بیشترین بهراه را برده است تصویرسازی تاثیر عدسی های گرانشی بود. این تاثیر حالتی است که در آن نور وقتی در فضا در حال حرکت است وقتی به جسم حجیمی می رسد خم می شود و سپس به حرکت خود ادامه می دهد. و دقیقا چنین تصویرسازی هایی هستند که می توانند به اخترفیزیکدانان در مدل سازی سایر اجسام فضایی کمک کنند.
نکته جالبی که مورد مقاله چاپ شده در ژورنال گرانش کلاسیک و کوانتوم وجود دارد این است که تصویر گارگانچوا که در فیلم دیده می شود اصلا تصویری واقع گرایانه نیست زیرا این تصویر در ماه های ابتدایی پیش تولید ساخته شده است و از این تکنولوژی جدید تقریبا بی بهره است. قرص برافزایشی گارگانچوا، یعنی لایه ی متشعشع اطراف این سیاه چاله که نشان دهنده اجسامی است که به داخل سیاه چاله کشیده می شوند با چیزی که در واقعیت وجود دارد بسیار متفاوت است.
اما دانشمندان بعدها با اضافه کردن جزییات بیشتر به کد خود توانستند که تصویر دقیق تری از گارگانچوا را به دست آورند. تصویر نهایی که این تیم به دست آورده است به طور دقیق تری توانسته است نیروهای دورانی گسترده ای که در اثر چرخیدن سیاه چاله ایجاد می شود را به تصویر بکشد. این نیروها می توانند اجسام را به داخل سیاه چاله پرتاب کنند و همچنین رنگ نوری را که یک دانشمند می بیند تغییر دهند. این اثر را در فیزیک اثر داپلر می گویند که در ان بر اثر حرکت منبع، موج ساطع شده از آن برای بینندگان مختلف متفاوت درک می شود.
آقای جیمز همچنین اعلام کرد که اگرچه که آنها سعی کردند که تصاویرشان کاملا علمی باشد، ولی آنها به هنرمندان سازنده فیلم نیز این اجازه را می دادند تا در صورت تمایل تصاویر را بسته به سلایقشان تغییر دهند. آقای جیمز امیدوار است که دانشمندان بتوانند از تصاویر ساخته شده در فیلم استفاده کرده و با اضافه کردن جزییات بتوانند تصاویر دقیق تری از اجسام فضایی بسازند.
