Cristopher Nolan Csillagok között című filmje látványosan merül bele a ma divatos asztrofizikai elméletekbe, ebből a szempontból pedig a sci-fi két pólusa, a hard és a soft science közül előbbihez kell sorolnunk.

 

A sci-fi az angol science fiction kifejezés rövidítése. Jelentése eredetileg tudományos fantasztikus írás. Ezeknek a műveknek a közös jellemzője, hogy zömében egy lehetséges jövőben játszódó képzeletbeli történet.

Érdekessége ezeknek, hogy néhol kevesebb, néhol viszont több valódi tudományos alap rejtőzik benne. Ez általában abban nyilvánul meg, hogy a sci-fi melyik fajtájához sorolható be leginkább.

Hard sci-finek azokat az alkotásokat tekintjük, amelyek a természettudományos témaköröket érintik: mint a fizika, asztrológia, matematika, míg a „soft” változat társadalomtudományi elméletekhez választ színes, fikciós csomagolást. Mi pedig most lerántjuk a leplet, mennyi a Nolan filmből a „sci” mint tudomány, és mennyi a „fi” mint fantasztikum.

Azt jó előre leszögeznünk , hogy a filmhez Kip Thorne jelentősen hozzájárult, aki amerikai elméleti fizikus, a gravitációs fizikai és az asztrofizikai kutató. A film kapcsán pedig tudományos szaktanácsadó volt, valamint abban segédkezett, hogy az összetett fizikai elméletek, ne rugaszkodjanak el annyira a világegyetem valós körforgásától.

Szóval vágjunk is bele, hogy melyek azok a főbb elméletek és jelenségek, aminek lehet valóság alapja.

A film tudományos megalapozottságát azonban különleges szempontok alapján kell vizsgálni, mivel nem szimplán egy űrben játszódó történetről van szó, hanem egy elméleti fizikai jelenségeket bemutató filmről.

Kezdjük a féregjárattal vagy más néven Einstein–­Rosen-híddal. Ez a sci-fi írók egyik legkedveltebb témája. Nevét onnan kapta, hogy Albert Einstein és Nathan Rosen már 1935-ben bebizonyították az egyirányú féreglyukak, a téridő hídjainak lehetőségét, így a jelenség neve azóta is Einstein-Rosen‑híd. Ezeknek kialakulása a fekete lyukakhoz kapcsolódik. A kétirányú féreglyukak elméleti alapjait Kip Thorne és diákjai dolgozták ki 1985-ben.

 A „Csillagok között” univerzumában ezért a féregjárat az egyik legkülönösebb objektum. Az igazság pedig ezzel kapcsolatban az, hogy egy féreglyuk valóban keletkezhetne, azonban még a fizikusoknak fogalmuk sincs arról, hogy egy féregjárat hogyan keletkezhet, vagyis, hogy mi az a fizikai folyamat, ami a „hétköznapi” „sima” téridőt féregjárattá hajlítja.

De az a feltevés, még csak elméletben lehetséges. Úgy feltételezik, hogy a tér legkisebb méreteinek „kvantumbizonytalanságában” folyamatosan keletkeznek és tűnnek is el apró létező féregjáratok, ezek azonban ( ha léteznek is ) megfigyelhetetlenül és használhatatlanul picik.

Egyszerűen úgy lehet elképzelni egy féregjáratot, hogy egy olyan alagutat képzelünk magunk elé, amelynek két bejárata összekapcsolja az univerzum két, egymástól akár több millió fényévnyi távolságra lévő pontjait. Tudományosabban, ha az univerzum két különböző távoli pontján két fekete lyuk között kapcsolat alakul ki, azt nevezhetjük féregjáratnak.

Egy másik érdekes feltevés a filmmel kapcsolatban, hogy ha túl közel kerülünk egy olyan masszív objektum gravitációjához, mint például egy fekete lyuk, azt eredményezheti, hogy az idő sokkal lassabban telik számunkra, mint a földön maradt embereknek. Ez az állítás pedig teljes mértékben igaz.

Albert Einstein állapított meg először, hogy ha az idő és a tér összefonódik, akkor a sebességünk, távolságunk összefüggésbe kerül a gravitációs tömeggel. Ami azt eredményezi, hogy befolyásolva lesz, hogy milyen gyorsan telik az idő számunkra.

Például ott vannak a GPS műholdak, amik a föld körül keringenek. Ezeknek az eszközöknek az órái valamivel gyorsabban járnak, mint a föld felszínén lévő órák. 

Szóval tegyük fel, hogy ha az űrutazók hét évet utaznak saját idejük szerint egy féregjáratban, oda-vissza megjárva azt. A Föld bolygón marad, rokonaiknak barátaiknak ez az eltelt 7 év sokkal hosszabb időnek számít.

Tehát mire visszaérkeznek az űrutazók barátaik addigra, megöregednek vagy meghalnak. Ez azért lehetséges, mert sokkal több idő telt el számukra a földön, mint a féregjáratban. A filmben is hasonlóan történik mindez.

A film során látható, hogy kommunikációs kapcsolatot hoznak létre, amíg az egyik fél egy fekete lyukban van, addig a másik a földön tartózkodik. A tudósok válasza erre csak egy talán. Pontosan nem tudni, hogy fenntartható lenne-e a kommunikáció ilyen közegben.

Még „a gravitációs egyenlet” megoldásával sem tudni, (ahogy azt a film is  mondja) mert egyszerűen nincs ilyen, legalábbis a jelenlegi tudás szerintünk szerint. Szóval a filmnek ezen pontja már kevésbé állja meg a helyét.

Végül pedig elérkeztünk a film talán egyik legfontosabb és leglátványosabb részéhez a Gargantua nevezetű fekete lyukhoz. A speciális hatásokkal foglalkozó csapat csillagászati és asztrofizikai tanulmányok segítségével modellezte le ezt a fekete lyukat. Ezeket az ismereteket Kip Thorne, a film tudományos szaktanácsadója adta a látvány tervezőknek.

Több vélemény szerint ez a tudományos szempontból legpontosabban ábrázolt fekete lyuk, amit valaha láthattunk egy sci-fi filmben. Éppen ezért azóta ennek a programnak a segítségével modelleznek az asztrofizikusok is.

A könnyű megértés érdekében leginkább úgy lehet elmagyarázni egy fekete lyukat, hogy a téridő olyan tartománya, ahonnan az erős gravitáció miatt semmi, még a fény sem tud megszökni.

Azonban a fekete lyukban az eseményhorizont mögött nincs valódi égitest. A fekete lyuknak nincs belső szerkezete, kifelé pedig csak a tömege, töltése és perdülete nyilvánul meg.

Létezésüket az általános relativitáselmélet támasztja alá. Fekete lyuk keletkezik akkor, ha egy véges tömeg, a gravitációs összeomlásnak nevezett folyamat során, egy kritikus értéknél kisebb térfogatba tömörül össze. Ekkor az anyag összehúzódását okozó gravitációs erő minden más anyagi erőnél nagyobb lesz, s az anyag egyetlen pontba húzódik össze.

A fekete lyukak létezése ezért mind elméletileg, mind csillagászati megfigyelésekkel is alátámasztott. A lyuk elnevezés alatt pedig, nem a szokásos értelemben vett lyukat kell érteni, inkább a világűr egy részét, ami mindent elnyel, és ahonnan semmi nem tud visszatérni.

Érdekesség, hogy még a legapróbb részletekre is figyeltek a film készítése kapcsán. A Ciolkovszkij-egyenletet alkalmazták az űrhajók ideális üzemanyag-fogyasztásának kiszámításhoz a kilövés során. Sajnos nagyon nehéz és bonyolult folyamatról beszélünk, hogy ha egy űrhajó kiküldéséről beszélünk az űrbe.

Rengeteg embert és egyéb eszközt szállítanak az űrhajók, amihez rengeteg felhajtó erőre van szükség. A Ciolkovszkij-egyenlet pedig azt mondja, hogy egy egytonnás teherhez, 20-50 tonna üzemanyag kell, hogy ki tudjon lépni a Föld gravitációs vonzásából.

Végszóként tehát az a leginkább valóság alapra fektetett sci-fi film, ami eddig készült. Perszer Nolan bevallja, hogy science fiction lévén nem minden filmbeli esemény állja meg a helyét a valóságban.

Sajnos a tudósok még nincsenek tisztában azzal, hogy valóban mit lehet találni egy fekete lyuk közepén, vagy egyáltalán hol érnénk célt, ha sikerülne valaha átjutni egy ilyenen. De még arról sincsenek tudományos ismeretek valóban milyen egy extra dimenziós tér. 

Hiába fejlődnek rohamosan a tudományágak, még sokat kell tanulnia az embernek, hogy több mindenre tudjuk a választ.