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Die "interstellaren" Beiträge von Kip Thorne

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Im Jahr 1980 hat der Astronom Carl Sagan seine Freundin, die Physikerin Kip Thorne, mit der Filmproduzentin Lynda Obst in einer der besten Reparaturen aller Zeiten zusammengebracht.

Das Match war nicht so seltsam, wie Sie vielleicht denken, Obst war früher der Herausgeber für Gegenkultur und Wissenschaft beim New York Times Magazine. Thorne war der Feynman-Professor für Theoretische Physik am California Institute of Technology.

Herzlichen Glückwunsch an Kip S. Thorne von @ Interstellar, Gewinner des @ NobelPrize in Physics 2017 zusammen mit Rainer Weiss und Barry C. Barish. pic.twitter.com/gZjlJQKDQX

- Interstellar (@Interstellar) 6. Oktober 2017

Während das Match nicht dauerte, blieben Obst und Thorne Freunde. 2005 trafen sie sich zu einem Abendessen, bei dem Obst Thorne ihre Idee für einen Science-Fiction-Film vorstellte, der Wurmlöcher, Schwarze Löcher, mehrere Dimensionen und vor allem die Auswirkungen von Schwerkraft und Geschwindigkeit auf die Raumzeit beinhaltete.

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Um sich auf den Film einzulassen, hatte Thorne zwei Anforderungen:
1. Dass nichts im Film gegen die Gesetze der Physik oder unser Wissen über das Universum verstößt.
2. Dass alles Spekulative im Film aus der realen Wissenschaft stammt.

2006 unterschrieb nicht weniger eine Persönlichkeit als Steven Spielberg als Regisseur des Films, der als "Interstellar" bekannt wurde. Das Drehbuch wurde Jonathan Nolan zugewiesen, der wahrscheinlich am bekanntesten für die Erstellung der TV-Serie "Westworld" ist.

Bis 2007 war Spielberg unterwegs, da es nicht möglich war, eine Einigung mit dem für das Projekt verantwortlichen Studio - Paramount - zu erzielen. Stattdessen übernahm Christopher Nolan, Jonathans Bruder, die Regie für den Film.

Massive Objekte verursachen eine Verzerrung im RaumZeit

Im Kern geht es bei "Interstellar" um Zeit und darum, wie sich Zeit auf die Menschen bezieht, die wir lieben. Nach Einsteins Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie erleben wir Zeit nicht alle auf die gleiche Weise, sondern die Zeit hängt davon ab, wo wir uns im Universum befinden und was wir tun.

Die größten Störfaktoren der Zeit sind Geschwindigkeit und Schwerkraft. Reisen Sie in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit, und die Zeit verlangsamt sich. Treten Sie in die Nähe eines Schwarzen Lochs und seiner kolossalen Gravitation, und die Zeit verlangsamt sich wirklich. Wenn sich die Zeit für Sie verlangsamt hat, hat sie sich für diejenigen, die wir zu Hause lieben, nicht verlangsamt, und dies schafft das Rätsel im Herzen von "Interstellar".

Schwarze Löcher waren bereits in Filmen aufgetaucht: 1997 "Event Horizon", 2005 "Zathura" und 2006 "The Black Hole", aber keines wurde sehr realistisch dargestellt. Ein Team der Firma Double Negative VFX (visuelle Effekte) wurde beauftragt, Gargantua zu erstellen, das sich drehende Schwarze Loch im Herzen von "Interstellar". Während ihrer Arbeit schickte Kip Thorne ihnen detaillierte wissenschaftliche Arbeiten, in denen die physikalischen Phänomene beschrieben wurden, die an und um ein Schwarzes Loch auftreten.

Die Gruppe von Double Negative hat eine völlig neue Software namens Double Negative Gravitational Renderer (DNGR) entwickelt, um die Gleichungen für die Ausbreitung von Strahlenbündeln (Lichtstrahlen) durch die gekrümmte Raumzeit eines sich drehenden Schwarzen Lochs zu lösen. Das Ergebnis war weit entfernt von dem schwarzen Loch. Gargantua war von Lichtscheiben umgeben. Eine Akkretionsscheibe, ein Gasgürtel, der ein Schwarzes Loch umkreist und durch Reibung Wärme sammelt, leuchtete hell um seine Mitte.

Andere Lichtringe um Gargantua wurden durch Gravitationslinsen erzeugt. Hier verzieht ein massiver Körper die Raumzeit um ihn herum und verändert den Lichtweg, der von den dahinter liegenden Körpern kommt. Dieses Licht kann so verzogen sein, dass es um ein Schwarzes Loch kreist. Thorne sagte: "... Ich habe die Gleichungen ausgearbeitet, die es ermöglichen würden, Lichtstrahlen auf ihrem Weg durch ein Wurmloch oder um ein Schwarzes Loch zu verfolgen. Was Sie also sehen, basiert auf Einsteins allgemeinen Relativitätsgleichungen."

Neue Phänomene wurden entdeckt

Die Auflösung der Rendering-Software war so hoch, dass die Teammitglieder den Bereich außerhalb des Ereignishorizonts untersuchen konnten. Ein Ereignishorizont ist eine Region in der Raumzeit, ab der Ereignisse innerhalb eines Schwarzen Lochs einen externen Beobachter nicht mehr beeinflussen können. Es ist die Grenze, an der die Anziehungskraft eines massiven Objekts so groß ist, dass nichts, einschließlich Licht, ihm entkommen kann.

Da sich Gargantua fast mit Lichtgeschwindigkeit drehte, zeigte DNGR, dass sich die Raumzeit in nie zuvor gesehene Formen verzog. Dies führte zur Veröffentlichung wissenschaftlicher Arbeiten zu diesem Effekt.

Nachdem Thorne als ausführender Produzent anerkannt wurde, verdiente "Interstellar" weltweit 700 Millionen US-Dollar, und der Game of Thrones-Autor George R. R. Martin nannte es "den ehrgeizigsten und herausforderndsten Science-Fiction-Film seit Kubricks 2001". Double Negative gewann 2014 den Oscar für die besten visuellen Effekte.

2014 veröffentlichte Thorne ein Buch mit dem Titel "The Science of Interstellar", in dem nicht nur die Wissenschaft hinter dem Film beschrieben wurde, sondern auch seine Erfahrungen bei der Arbeit daran.

Seit 2014 ist Thorne ein wenig beschäftigt, wie beim Gewinn des Nobelpreises für Physik 2017 "für entscheidende Beiträge zum LIGO-Detektor und die Beobachtung von Gravitationswellen".


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