بازخوانی علمی فیلم میانستارهای: ساخته کریستوفر نولان تا چه حد با واقعیت منطبق است؟
فیلم «میانستارهای» به کارگردانی کریستوفر نولان در سال ۲۰۱۴ اکران شد و علاوه بر روایت داستانی درباره مهاجرت فضانوردان برای یافتن سیارهای قابل سکونت، به دلیل دقت علمی در بازنمایی مفاهیمی همچون سیاهچاله، نسبیت عام و سکونتگاههای فضایی مورد توجه دانشمندان قرار گرفت. همکاری با کیپ تورن فیزیکدان نظری آمریکایی و استاد دانشگاه کلتک و بهرهگیری از پژوهشهای علمی او، از عوامل اصلی اعتبار این اثر در جامعه علمی محسوب میشود.
پیش از ساخت فیلم «اوپنهایمر» (Oppenheimer)، کریستوفر نولان (Christopher Nolan) کارگردان بریتانیایی، با فیلم میانستارهای به موضوع اخترفیزیک و سیاهچالهها پرداخت. این فیلم در سال ۲۰۱۴ اکران شد و داستان گروهی از فضانوردان را روایت میکند که ماموریت دارند با توجه به غیرقابل سکونت شدن زمین، سیارهای جایگزین برای ادامه حیات بشر بیابند. میانستارهای علاوه بر پرداختن به مفاهیم علمی مانند نسبیت و سیاهچالهها، به موضوع رابطه خانوادگی میان یک پدر و دختر نیز میپردازد.
این اثر سینمایی به دلیل همکاری علمی با کیپ تورن فیزیکدان نظری آمریکایی و استاد دانشگاه کلتک (Caltech)، در میان دانشمندان مورد توجه قرار گرفت. تورن که بهعنوان مشاور علمی و تهیهکننده اجرایی در فیلم حضور داشت، بعدها جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۱۷ را به دلیل تحقیقات در حوزه امواج گرانشی دریافت کرد. ایده اولیه این فیلم در دهه ۲۰۰۰ با همکاری تورن و لیندا اوبست (Lynda Obst) تهیهکننده آمریکایی شکل گرفت.
کیپ تورن در کتاب خود با عنوان علم میانستارهای (The Science of Interstellar) توضیح میدهد: «تصویرسازی سیاهچاله گارگانتوا (Gargantua) بر اساس محاسبات نسبیت عام انجام میشود و همین موضوع باعث میشود زمان برای فضانوردانی که در مدار نزدیک آن قرار دارند کندتر بگذرد.» در فیلم، فضاپیمای «اندورنس» (Endurance) به سمت سیاهچالهای ابرپرجرم حرکت میکند که ۱۰۰ میلیون برابر خورشید جرم دارد.»
در این تصویرسازی، پدیدهای به نام «قرص برافزایشی» (Accretion Disk) نمایش داده میشود که تحت تاثیر گرانش قوی شکل گرفته و شامل گاز و غبار است. تورن درباره این پدیده مینویسد: «این قرص منبع نور و گرما برای سیارات و اجرام نزدیک به سیاهچاله است.» در پایان فیلم، کاهش سرعت گذر زمان برای شخصیت اصلی، کوپر (Cooper)، به دلیل نزدیکی به سیاهچاله توضیح داده میشود.
پاول فرانکلین (Paul Franklin)، سرپرست جلوههای بصری بریتانیایی، میگوید: «تیم جلوههای ویژه تلاش میکند تا اعوجاجهای گرانشی در اطراف سیاهچاله را به شکل سهبعدی بازسازی کند.» این بازسازی در نهایت با نخستین تصویر واقعی از سیاهچاله که در سال ۲۰۱۹ توسط «تلسکوپ افق رویداد» (Event Horizon Telescope) منتشر شد، مقایسه شد. تصویر فیلم از نظر مرکز تاریک و قرص برافزایشی چرخان شباهت زیادی به عکس واقعی داشت، هرچند که برای دلایل زیباییشناختی تفاوتهایی مانند معکوسسازی روشنایی بخشهای قرص در آن دیده میشد.
در بخش طراحی سکونتگاههای فضایی فیلم، از نظریههای جرارد اونیل (Gerard K. O’Neill) فیزیکدان نظری آمریکایی استفاده شد. او طرحی با نام «استوانههای اونیل» (O’Neill Cylinders) برای ایجاد زیستگاههای فضایی ارائه کرده بود که در فیلم بهعنوان ابزاری برای سکونت انسانها بازآفرینی شد. این سازهها شامل دو استوانه در حال چرخش در خلاف جهت یکدیگر بودند که امکان ایجاد گرانش مصنوعی را فراهم میکردند.
جاناتان نولان (Jonathan Nolan)، نویسنده آمریکایی و برادر کریستوفر نولان، که تجربه تحصیل در حوزه نسبیت در موسسه فناوری کالیفرنیا را داشته است، در نگارش فیلمنامه نقش داشت. او در گفتوگویی با برنامه «لری کینگ حالا» (Larry King Now) بیان میکند: «چهار سال از زندگیام را صرف مطالعه نسبیت در کلتک میکنم تا بتوانم مفاهیم علمی فیلم را دقیقتر ارائه کنم.»
فیلم «میانستارهای» بارها با فیلم «۲۰۰۱: یک ادیسه فضایی» (2001: A Space Odyssey) ساخته استنلی کوبریک (Stanley Kubrick) کارگردان آمریکایی مقایسه شده است. نیل دگراس تایسون (Neil deGrasse Tyson)، اخترفیزیکدان آمریکایی، درباره این مقایسه میگوید: «علم فیلم میانستارهای حتی از ۲۰۰۱ دقیقتر است، بهویژه در نمایش سیاهچالهها و اعوجاج فضایی اطراف آنها.» تایسون در ادامه اشاره میکند که در زمان ساخت «۲۰۰۱: یک ادیسه فضایی»، محاسبات ریاضی برای بازآفرینی دقیق محیط اطراف سیاهچالهها و کرمچالهها کافی نبوده است.