Teorinis astrofizikas Kipas Thorne'as dirba su Jessica Chastain tarpžvaigždinių filmavimo aikštelėje.(Kreditas: Kip Thorne per laidinį žurnalą)
Šimtmetį nuo to laiko, kai Albertas Einšteinas pirmą kartą paskelbė savo novatorišką bendrą reliatyvumo teoriją, aukščiausi pasaulio protai stengėsi išsiaiškinti, ar jo teorijoje kylančios prognozės pasitvirtina. Vienas iš šių protų, Kipas Thorne'as, praleido savo karjerą tyrinėdamas Einšteino teiginį, kad gravitacijos bangos egzistuoja ir yra laikomas pagrindiniu pasaulyje šios srities ekspertu. Dabar Thorne yra vienas labiausiai stulbinančių mokslinių proveržių šiuolaikinės žmonijos istorijoje: aptikti šias bangas .
Būdamas Kalifornijos technologijos instituto teorinės fizikos profesoriumi, Thorne'as išleido daugybę knygų ir straipsnių apie gravitacijos teoriją. 1984 m. Thorne įkūrė projektą LIGO (Lazerinių interferometrų gravitacinių bangų observatorija), kuris lazeriais matuoja mažus erdvės-laiko audinio iškraipymus - iškraipymus, kuriuos gali sukelti gravitacinės bangos.
1994 m. Jis parašė apdovanojimą Juodosios skylės ir laiko iškarpos: piktinantis Einšteino palikimas, knyga, susiejanti pagrindines auditorijas su jo sudėtinga studijų sritimi. Po dešimtmečio Thorne tapo šios srities mokslo patarėju Tarpžvaigždinis ir pateikė matematikos, reikalingos tiksliai pateikti filmo vaizdą. Jis taip pat paskelbė Tarpžvaigždžių mokslas su puolėju iš Christopherio Nolano.
2015 m. Rugsėjo 14 d. Mokslininkai, dirbantys dviejose LIGO detektorių vietose Livingstone, Luizianoje ir Hanforde, Vašingtone, buvo prisiekę slaptai, nes pirminiai duomenys parodė, kad buvo pastebėtas smarkus kosminis įvykis, įvykęs jau seniai. Po kelis mėnesius trukusio duomenų patikrinimo ir visuotinės naujienų publikos pradžios „CalTech“ ir MIT valdomų LIGO laboratorijų tyrėjai paskelbė apie nepaprastą gravitacinių bangų aptikimą. Kaip naujas langas į Visatą, bangos atskleidė dviejų juodųjų skylių susijungimą beveik prieš 1,3 milijardą metų.
Stebėtojas atsisėdo prieš Kipą Thorne'ą daugialypės terpės bendradarbiavimas su VFX meistru Paulu Franklinu ir „Oskarą“ laimėjusiu kompozitoriumi Hansu Zimmeriu Iškrypusi Visatos pusė , aptarti Einšteiną, gravitacines bangas ir jo darbą Tarpžvaigždinis .
Kokia yra Einšteino bendrojo reliatyvumo teorija?
Tai visų fizikos dėsnių, išskyrus kvantinius dėsnius, sistema. Žmonės paprastai sako gerai, tai yra jo gravitacijos teorija, tačiau tai toli gražu nėra. Jis sukūrė šią teoriją tam, kad paaiškintų sunkumą, bet iš tikrųjų ta teorija daro daug daugiau. Joje pasakojama, kaip visi kiti gamtos dėsniai telpa į erdvę ir laiką.
Tai tiksliausias būdas, kurį mes žinome, apibūdindami gamtą tuo, ką mes vadintume klasikine sritimi, kuri yra viskas, išskyrus atvejus, kai nusileidžiate į labai mažus dalykus - tokius kaip atomai ir molekulės.
Kaip prisijungia Einšteino teorija gravitacinės bangos ?
Einšteinas savo bendrą reliatyvumo teoriją suformulavo labai intensyviai, truko nuo 1905 iki 1915 m., O teoriją jis baigė 1915 m. Lapkritį - tik šiek tiek daugiau nei prieš šimtą metų. Tada jis pradėjo naudoti teoriją ar šiuos savo sukurtus dėsnius, kad galėtų prognozuoti. Viena iš svarbiausių prognozių ir paskutinė svarbiausia jo prognozė buvo ta, kad gravitacijos bangos turėtų egzistuoti. Jis prognozavo, kad 1916 m. Birželį, taigi dabar kalbame tik du mėnesius nuo gravitacinių bangų prognozavimo šimtmečio.
Jis pažvelgė į prognozes, pažvelgė į dienos technologijas ir į dalykus, kurie gali sukelti gravitacines bangas visatoje, ir padarė išvadą, kad beviltiška, kad jas kada nors pamatysime. Mes niekada neturėtume pakankamai tikslios technologijos.
Jis klydo. Pirmą kartą juos pamatėme praėjusių metų rugsėjį.
Kas buvo lūžio taškas, vedęs į proveržį laiko juostoje nuo Einšteino prognozių iki naujausio gravitacinių bangų atradimo?
Na, buvo keli lūžio taškai. Du svarbiausi lūžio taškai atsirado iš dviejų konkrečių žmonių. Apie 1960 m. Josephas Weberis sukūrė tokį požiūrį, kuris atrodytų galintis pamatyti gravitacines bangas, ir ėmėsi pastangų jas surasti. Jis buvo pirmasis asmuo, suabejojęs Einšteino diktantu, kad neturėsime tam technologijos. Weberis nematė gravitacinių bangų. Jis manė, kad kurį laiką tai padarė, bet iš tikrųjų jų nematė. Bangos yra silpnesnės, nei jis tikėjosi, tačiau jis sulaužė žmonių, manančių, kad jūs tiesiog negalite to padaryti, logotipą ir įkvėpė kitus. Iskaitant mane.
Antrasis lūžio taškas buvo išradimas Ray Weiss, MIT bet su šios idėjos sėklomis, anksčiau kilusiomis iš Michailo Gertsenshteino ir Vladislovo Pustovoito Maskvoje, Rusijoje. Ray Weissas išrado šią techniką, kurią dabar naudojame, ir ji skyrėsi nuo Weberio technikos. Mes tai vadiname interferometru gravitacinių bangų aptikimu ir tai pagrįsta gravitacinėmis bangomis, stumiančiomis veidrodžius pirmyn ir atgal. Daugumą veidrodžių matuojate lazerio spinduliais.
Weissas tai išrado, tada jis išanalizavo visus pagrindinius triukšmo šaltinius, su kuriais turėsite susidurti, ir aprašė, kaip su jais elgtis. 1972 m. Jis pateikė šio dizaino planą. Tai buvo projektas, kuris buvo modifikuotas įvairiais būdais, bet ne labai. Tai tikrai buvo dizainas, dešimtmečius išlaikęs laiko išbandymą, kaip būdas tai padaryti. Tai buvo didžiausias lūžio taškas.
Tai gana įdomu, nes Rėjus yra kuklus vaikinas ir jam kilo mintis, kad jis neturėtų to skelbti įprastoje literatūroje, kol neatrado gravitacijos bangų. Taigi jis parašė šį straipsnį, kuris, manau, yra pats galingiausias techninis straipsnis, kokį tik esu skaitęs. Jis parašė ir paskelbė vidinėje MIT ataskaitų serijoje. Tai buvo lengvai prieinama žmonėms, tokiems kaip aš, kurie domėjosi šia tema. Turėjai eiti ieškoti, nes to nebuvo įprastoje literatūroje.
Kas toliau šiame lauke, kai aptiktos gravitacinės bangos?
Na, tai tikrai tik pradžia. Kai Galilėjus pirmą kartą mokė savo optinį teleskopą danguje ir atvėrė šiuolaikinę optinę astronomiją, tai buvo pirmasis iš elektromagnetinių langų iš Visatos: šviesa. Frazę „langas“ naudojame tam tikroms technologijoms, kuriomis mes ieškome radiacijos su tam tikro bangos ilgio regionu. 1940-aisiais gimė radijo astronomija - žiūrima ne su šviesa, o su radijo bangomis. 1960-aisiais gimė rentgeno astronomija. Aštuntajame dešimtmetyje gimė gama spindulių astronomija. Infraraudonųjų spindulių astronomija taip pat gimė 1960 m.
Netrukus mes turėjome visus šiuos skirtingus langus, kurie visi atrodė elektromagnetinėmis bangomis, bet skirtingais bangos ilgiais. Visata per radijo teleskopą ir rentgeno teleskopą atrodo visai kitaip nei su šviesa. Tas pats vyksta ir su gravitacinių bangų astronomija.
Ar gravitacinės bangos bus naudojamos visatos tyrinėjimui?
Tai mes darome dabar. Tai darome dabar LIGO. Mes paskelbėme apie dviejų susidūrusių juodųjų skylių atradimą. Jų bus dar daugiau ir pamatysime daug kitų rūšių reiškinių, tačiau juos matome tik su gravitacinėmis bangomis, kurios turi tam tikrą svyravimo periodą. Kelių milisekundžių laikotarpis. Per ateinančius 20 metų matysime gravitacijos bangas, turinčias valandų valandas. 
LIGO laboratorija Livingstone, Luizianoje (kairėje) buvo naudojama aptikti gravitacines bangas, sklindančias susidūrus dviem juodosioms skylėms (pavaizduota dešinėje).Kreditai: LIGO
Su kosminėje erdvėje skraidančiais detektoriais, panašiais į LIGO, tikriausiai per ateinančius 5 metus pamatysime gravitacines bangas, kurios tęsiasi metus, naudodamos radijo astronomijos techniką, kuri apima to, ką mes vadiname Pulsarais, sekimą.
Tikriausiai pamatysime per ateinančius 5 metus - tikrai per ateinančius 10 metų - gravitacines bangas, kurių periodai yra beveik tokie ilgi kaip visatos amžius. Per danguje sukurtus modelius mes vadiname kosminiu mikrobangų fonu.
Per ateinančius 20 metų turėsime keturis skirtingus gravitacinių bangų langus, ir kiekvienas iš jų matys kažką skirtingo. Tuo ištirsime visatos gimimą. Vadinamoji visatos „infliacinė era“. Mes ištirsime pagrindinių jėgų gimimą ir jų atsiradimą. Stebėsime, kaip jie gimsta ankstyviausiomis visatos akimirkomis, naudojant gravitacines bangas. Stebėsime, kaip susiduria juodosios skylės, kurias dabar darome, bet susiduria didžiulės juodosios skylės. Stebėsime, kaip žvaigždes drasko juodosios skylės.
Pamatysime tik fantastišką asortimentą dalykų, kurių dar niekada nematėme, ir tai tęsis šimtmečius, nes optinė astronomija tęsėsi šimtmečius. Tai tik pradžia.
Dirbote su Christopheriu Nolanu ir Paulą Frankliną kurti mokslą ir vaizdinę medžiagą už nugaros Tarpžvaigždinis. Kiek tiksli buvo juoda skylė filme, „Gargantua“?
Tai tiksliausias vaizdavimas, pasirodęs holivudo filme. Oliveris Jamesas, kuris yra vyriausiasis mokslininkas Paulas Franklinas Kompanija Dvigubas neigiamas , reikalaudamas tam tikro manęs, sugalvojo visiškai naują vaizdavimo būdą. Tai sukuria vaizdus, kurie ta prasme yra sklandesni ir tikslesni. Tai ko jums reikia IMAX filmui.
Mes panaudojome naują metodų rinkinį, tačiau naudodamas senesnius metodus, astrofizikas kūrė tokius vaizdus, kaip Gargantua atvaizdas, datuojamas 1980 m. Pirmą kartą tai padarė Jeanas-Pierre'as Luminet'as Prancūzijoje. Juodųjų skylių, panašių į Gargantua, vaizdų yra, tačiau astrofizikos literatūroje jų matėte retai. Tai nėra kažkas, ką astronomai iš tikrųjų mato savo teleskopais. 
Gargantua, išgalvota juodoji skylė, pavaizduota filme „Interstellar“.(Kreditas: „Warner Bros.“)
Tai aukščiausios skiriamosios gebos versija, patraukliausia ir patraukliausia versija. Tačiau astrofizikai anksčiau tiksliai vaizdavo.
Filme profesorius Brandas paaiškina, kad tuo metu, kai Cooperis grįš iš savo tarpžvaigždinės kelionės, jis būtų išsprendęs gravitacijos problemą. Kokia buvo ta problema?
Filme Žemė miršta biologiškai ir liko tik keli milijonai žmonių. Profesoriaus Brando ir su juo dirbančių žmonių tikslas yra išsiaiškinti, ar įmanoma tuos likusius žmones iškelti iš Žemės kosminėse kolonijose. Jie neturėjo raketos jėgos tai padaryti. Jie turėjo galią statyti kosmines kolonijas Žemėje, tačiau neturėjo raketų galios jas pakelti.
Filme yra gravitacinių anomalijų, kurios įvyko gana netikėtai, ir šis prasidėjęs keistumas apie gravitaciją profesoriui Brandui pasiūlė, kad galbūt įmanoma kontroliuoti gravitaciją ar pakeisti jos elgesį.
Tai, ką jis norėjo padaryti, buvo pakankamai ilgai nuslopinti žemės traukos jėgą, kad panaudotų nedidelę raketinę jėgą, kad mus pakeltų. Tada buvo mokomasi panaudoti šias anomalijas. Matote Murpho miegamojo anomalijos pavyzdį - krentantį dulkių modelį. Ar galite panaudoti šias anomalijas ir iš tikrųjų sumažinti Žemės sunkumą?
Kaip toli žmonija yra nuo tarpžvaigždinių kelionių?
Manau, kad greičiausiai tai padarysime, bet ne mažiau kaip per tris šimtmečius. Tai labai labai sunku.
Yra idėjų, kaip tai padaryti, paprastai įtraukiant žmones į kosmoso kolonijas, kurios trunka kartas. Yra žmonių turimų varomųjų idėjų, kurios priverčia manyti, kad tai pasieks žmonės per tris iš keturių šimtmečių.
Perskaitykite mūsų interviu su „Oskarą“ pelniusiu vizualiųjų efektų menininku Tarpžvaigždinis , Paulas Franklinas.
Robinas Seemangalis daugiausia dėmesio skiria NASA ir propagavimui kosmoso tyrimuose. Jis gimė ir augo Brukline, kur šiuo metu gyvena. Surask jį „Instagram“ daugiau su kosmosu susijusio turinio: @not_gatsby.
