WiredSUBSCRIBEKIP THORNE LOOKS into

Wired
SUBSCRIBE

KIP THORNE LOOKS into the black hole he helped create and thinks, “Why, of course. That's what it would do.” ¶ This particular black hole is a simulation of unprecedented accuracy. It appears to spin at nearly the speed of light, dragging bits of the universe along with it. (That's gravity for you; relativity is superweird.) In theory it was once a star, but instead of fading or exploding, it collapsed like a failed soufflé into a tiny point of inescapable singularity. A glowing ring orbiting the spheroidal maelstrom seems to curve over the top and below the bottom simultaneously.

All this is only natural, because weird things happen near black holes. For example, their gravity is so strong that they bend the fabric of the universe. Einstein explained this: The more massive something is, the more gravity it produces. Objects like stars and black holes do this so powerfully that they actually bend light and pull space and time with it. And it gets weirder: If you were closer to a black hole than I was, our perceptions of space and time would diverge. Relatively speaking, time would seem to be going faster for me.

What does Thorne see in there? He's an astrophysicist; his math guided the creation of this mesmerizing visual effect, the most accurate simulation ever of what a black hole would look like. It's the product of a year of work by 30 people and thousands of computers. And alongside a small galaxy of Hollywood stars—Matthew McConaughey, Anne Hathaway, Jessica Chastain, Bill Irwin, Casey Affleck, John Lithgow—the simulation plays a central role in Interstellar, the prestige space travel epic directed by Christopher Nolan opening November 7. Thorne sees truth. Nolan, the consummate image maker, sees beauty. Black holes, even fictional ones, can warp perception.

Thorne Isn't your average astrophysicist. Sure, he's a famous theorist, but even before his retirement from Caltech in 2009 he was deeply interested in explaining the heady ideas of relativity to the general public. Just before his retirement, Thorne and film producer Lynda Obst, whom he'd known since Carl Sagan set them up on a blind date three decades earlier, were playing around with an idea for a movie that would involve the mysterious properties of black holes and wormholes.

Before long, Steven Spielberg signed on to direct; screenwriter Jonathan “Jonah” Nolan wrote a script. Eventually Spielberg dropped out; Jonathan's brother Chris—known for directing mind-bendy movies like Memento and Inception (plus Batman) dropped in. And while Chris Nolan was rewriting his brother's script, he wanted to get a handle on the science at the heart of his story. So he started meeting with Thorne.

Over the course of a couple months in early 2013, Thorne and Nolan delved into what the physicist calls “the warped side of the universe”—curved spacetime, holes in the fabric of reality, how gravity bends light. “The story is now essentially all Chris and Jonah's,” Thorne says. “But the spirit of it, the goal of having a movie in which science is embedded in the fabric from the beginning—and it's great science—that was preserved.”


Christopher Nolan and Kip Thorne give WIRED an exclusive look at the creation of Interstellar‘s black hole.
©2014 PARAMOUNT ALL RIGHTS RESERVED
The story the filmmakers came up with is set in a dystopian near future when crops have failed and humanity is on the verge of extinction. A former astronaut (McConaughey) gets recruited for one last flight, a desperate attempt to reach other star systems where humans can once again thrive.

And therein lies a problem. See, other stars are really far away. Reaching even the nearest ones would take decades at speeds we humans have no idea how to attain. Back in 1983, when Sagan needed a plausible solution to this problem for the story that would become the movie Contact, Thorne suggested the wormhole, a hypothetical tear in the universe connecting two distant points via dimensions beyond the four we experience as space and time. A wormhole was a natural choice for Interstellar too. As Thorne talked about the movie with Nolan, their discussions about the physical properties of wormholes led to an inevitable question for a filmmaker: How do you actually show one onscreen?

That's not the only headache inducing bit of physics that the film's special effects team had to grapple with. Nolan's story relied on time dilation: time passing at different rates for different characters. To make this scientifically plausible, Thorne told him, he'd need a massive black hole—in the movie it's called Gargantua—spinning at nearly the speed of light. As a filmmaker, Nolan had no idea how to make something like that look realistic. But he had an idea how to make it happen. “Chris called me and said he wanted to send a guy over to my house to talk to me about the visual effects,” Thorne says. “I said, ‘Sure, send him over.’” It wasn't long before Paul Franklin showed up on Thorne's doorstep.

FRANKLIN KNEW THAT his computers would do anything he told them to. That was a problem and a temptation. “It's very easy to fall into the trap of breaking the rules of reality,” says Franklin, a senior supervisor of Academy Award-winning effects house Double Negative. “And those rules are actually quite strict.”

So he asked Thorne to generate equations that would guide their effects software the way physics governs the real world. They started with wormholes. If light around a wormhole wouldn't behave classically—that is, travel in a straight line—what would it do? How could that be described mathematically?

Thorne sent his answers to Franklin in the form of heavily researched memos. Pages long, deeply sourced, and covered in equations, they were more like scientific journal articles than anything else. Franklin's team wrote new rendering software based on these equations and spun up a wormhole. The result was extraordinary. It was like a crystal ball reflecting the universe, a spherical hole in spacetime. “Science fiction always wants to dress things up, like it's never happy with the ordinary universe,” he says. “What we were getting out of the software was compelling straight off.”


McConaughey explores another world in Interstellar (top). Thorne’s diagram of how a black hole distorts light.
DIAGRAMS COURTESY OF KIP THORNE
Their success with the wormhole emboldened the effects team to try the same approach with the black hole. But black holes, as the name suggests, are murder on light. Filmmakers often use a technique called ray tracing to render light and reflections in images. “But ray-tracing software makes the generally reasonable assumption that light is traveling along straight paths,” says Eugénie von Tunzelmann, a CG supervisor at Double Negative. This was a whole other kind of physics. “We had to write a completely new renderer,” she says.

Some individual frames took up to 100 hours to render, the computation overtaxed by the bendy bits of distortion caused by an Einsteinian effect called gravitational lensing. In the end the movie brushed up against 800 terabytes of data. “I thought we might cross the petabyte threshold on this one,” von Tunzelmann says.

“Chris really wanted us to sell the idea that the black hole is spherical,” Franklin says. “I said, ‘You know, it's going to look like a disk.’ The only thing you can see is the way it warps starlight.” Then Franklin started reading about accretion disks, agglomerations of matter that orbit some black holes. Franklin figured that he could use this ring of orbiting detritus to define the sphere.

Von Tunzelmann tried a tricky demo. She generated a flat, multicolored ring—a stand-in for the accretion disk—and positioned it around their spinning black hole. Something very, very weird happened. “We found that warping space around the black hole also warps the accretion disk,” Franklin says. “So rather than looking like Saturn's rings around a black sphere, the light creates this extraordinary halo.”

That's what led Thorne to his “why, of course” moment when he first saw the final effect. The Double Negative team thought it must be a bug in the renderer. But Thorne realized that they had correctly modeled a phenomenon inherent in the math he'd supplied.

RELATED STORIES
Q&A Christopher Nolan on Dreams, Architecture, and Ambiguity
BY ROBERT CAPPS
Beautiful Supernova Remnant May Contain Galaxy’s Youngest Black Hole
BY ADAM MANN
A Brief History of Mind-Bending Ideas About Black Holes
BY ADAM MANN
Still, no one knew exactly what a black hole would look like until they actually built one. Light, temporarily trapped around the black hole, produced an unexpectedly complex fingerprint pattern near the black hole's shadow. And the glowing accretion disk appeared above the black hole, below the black hole, and in front of it. “I never expected that,” Thorne says. “Eugénie just did the simulations and said, ‘Hey, this is what I got.’ It was just amazing.”

In the end, Nolan got elegant images that advance the story. Thorne got a movie that teaches a mass audience some real, accurate science. But he also got something he didn't expect: a scientific discovery. “This is our observational data,” he says of the movie's visualizations. “That's the way nature behaves. Period.” Thorne says he can get at least two published articles out of it.

When Thorne discusses the astrophysics that he likes best—colliding black holes, space dragged into motion by a whirling star, time warps—he uses a lot of analogies. He talks about two tornadoes running into each other or rays of light cast about like straw in the wind. But metaphors can be deceptive; they can make people think they understand something when they only understand what it is like. But Thorne's haloed, spinning black hole and galaxy-spanning wormhole are not just metaphors. Most Interstellar viewers will see these images—the wormhole, the

Kết quả (Việt) 1:

Có dâyĐĂNG KÝKIP THORNE trông vào lỗ đen, ông đã giúp tạo và nghĩ rằng, "tại sao, tất nhiên. Đó là những gì nó sẽ làm "¶ lỗ đen đặc biệt này là một mô phỏng chính xác chưa từng có. Nó xuất hiện để quay tại gần như vận tốc ánh sáng, kéo bit của vũ trụ cùng với nó. (Đó là lực hấp dẫn cho bạn; tương đối rộng là superweird.) Theo lý thuyết nó là một ngôi sao, nhưng thay vì mờ dần hoặc phát nổ, nó sụp đổ giống như một soufflé không thành công vào một điểm nhỏ của điểm kỳ dị không thể lờ đi. Một vòng sáng ở vành đai chính tình trạng rối loạn Thiên dường như đường cong trên đầu và dưới đáy cùng một lúc.Tất cả điều này chỉ là tự nhiên, bởi vì những điều kỳ lạ xảy ra gần lỗ đen. Ví dụ, lực hấp dẫn của họ là rất mạnh mẽ rằng họ uốn cong vải của vũ trụ. Einstein đã giải thích điều này: một cái gì đó là càng lớn, thêm lực hấp dẫn nó tạo ra. Các đối tượng như ngôi sao và lỗ đen làm điều này vì vậy, mạnh mẽ rằng họ thực sự uốn cong ánh sáng và kéo không gian và thời gian với nó. Và nó được weirder: nếu bạn đã gần gũi hơn với một lỗ đen hơn tôi, chúng tôi nhận thức của không gian và thời gian nào phân ra. Tương đối nói, thời gian sẽ có vẻ để đi nhanh hơn đối với tôi.Thorne thấy gì trong đó? Ông là một vật lý thiên văn; toán học của mình hướng dẫn việc tạo ra các hiệu ứng thị giác quyến rũ này, mô phỏng chính xác nhất của những gì một lỗ đen sẽ giống như thế. Nó là sản phẩm của một năm làm việc của 30 người và hàng ngàn của máy tính. Và cùng với một thiên hà nhỏ của các ngôi sao Hollywood-Matthew McConaughey, Anne Hathaway, Jessica Chastain, Bill Irwin, Casey Affleck, John Lithgow — mô phỏng đóng một vai trò trung tâm trong liên, sử thi du lịch space uy tín đạo diễn bởi Christopher Nolan mở tháng 11. Thorne nhìn thấy sự thật. Nolan, nhà sản xuất hình ảnh consummate, nhìn thấy vẻ đẹp. Đen lỗ, ngay cả những cái hư cấu, có thể cong nhận thức.Thorne không phải là vật lý thiên văn Trung bình của bạn. Chắc chắn, ông là một nhà lý luận nổi tiếng, nhưng ngay cả trước khi ông nghỉ hưu từ Caltech năm 2009 ông được quan tâm sâu sắc trong việc giải thích ý tưởng xông lên tương đối trong công chúng. Ngay trước khi nghỉ hưu, Thorne và phim sản xuất Lynda Obst, người mà ông sẽ được biết đến kể từ khi Carl Sagan cài đặt chúng vào một ngày mù ba thập kỷ trước đó, đã chơi xung quanh với một ý tưởng cho một bộ phim mà sẽ bao gồm các tính chất huyền bí của lỗ đen và wormhole.Trước khi dài, Steven Spielberg đã ký để trực tiếp; nhà biên kịch Jonathan Nolan "Jonah" đã viết một kịch bản. Cuối cùng Spielberg đã bỏ ra; Anh trai của Jonathan Chris — được biết đến cho chỉ đạo phim bendy tâm trí như Memento và khởi động (cộng với Batman) bỏ. Và trong khi Chris Nolan viết lại kịch bản của anh trai của ông, ông muốn để có được một xử lý về khoa học ở trung tâm của câu chuyện của ông. Vì vậy, ông bắt đầu cuộc họp với Thorne.Trong quá trình cả một vài tháng vào đầu năm 2013, Thorne và Nolan delved vào những gì nhà vật lý học gọi là "phía bong của vũ trụ" — không thời gian cong, lỗ hổng trong vải của thực tế, làm thế nào hấp dẫn uốn cong ánh sáng. "Những câu chuyện là bây giờ về cơ bản tất cả Chris và Jonah," Thorne nói. "Nhưng tinh thần của nó, mục đích của việc có một bộ phim mà khoa học được nhúng vào trong vải từ đầu- và nó là khoa học tuyệt vời-đó được bảo quản."Christopher Nolan và Kip Thorne cho WIRED một cái nhìn độc quyền tại tạo ra lỗ đen của liên.© 2014 PARAMOUNT TẤT CẢ CÁC QUYỀNCâu chuyện mà các nhà làm phim đã đưa ra nằm trong một tương lai gần dystopian khi cây trồng đã thất bại và nhân loại là trên bờ vực của sự tuyệt chủng. Một phi hành gia cũ (McConaughey) được tuyển dụng cho một chuyến bay cuối cùng, một nỗ lực tuyệt vọng để đạt được các hệ thống sao nơi con người có thể phát triển một lần nữa.Và trong đó cũng nằm một vấn đề. Xem, ngôi sao khác đang thực sự xa. Đến ngay cả những cái gần nhất sẽ mất nhiều thập kỷ ở tốc độ chúng ta con người không có ý tưởng làm thế nào để đạt được. Trở lại năm 1983, khi Sagan cần một giải pháp chính đáng cho vấn đề này cho câu chuyện đó sẽ trở thành bộ phim liên hệ, Thorne đề nghị wormhole, một rách giả thuyết trong vũ trụ kết nối hai điểm xa thông qua kích thước ngoài bốn chúng tôi kinh nghiệm như là không gian và thời gian. Một wormhole là một lựa chọn tự nhiên cho liên quá. Như Thorne nói chuyện về bộ phim với Nolan, các cuộc thảo luận về các tính chất vật lý của wormhole đã dẫn đến một câu hỏi không thể tránh khỏi cho một nhà làm phim: làm thế nào để bạn thực sự thấy một trên màn hình?Đó không phải là đau đầu chỉ gây ra chút về vật lý của bộ phim hiệu ứng đặc biệt đội đã phải vật lộn với. Câu chuyện của Nolan dựa vào sự giãn thời gian: thời gian đi qua mức giá khác nhau cho nhân vật khác nhau. Để thực hiện điều này khoa học chính đáng, Thorne nói với ông, ông sẽ cần một lỗ đen lớn — trong bộ phim, nó được gọi là Gargantua-quay gần với tốc độ của ánh sáng. Như là một nhà làm phim, Nolan không có ý tưởng làm thế nào để làm cho một cái gì đó giống như rằng nhìn thực tế. Nhưng ông đã có một ý tưởng làm thế nào để làm cho nó xảy ra. "Chris gọi tôi và nói rằng ông muốn gửi người qua nhà tôi để nói chuyện với tôi về các hiệu ứng hình ảnh," Thorne nói. "Tôi đã nói, 'Chắc chắn, gửi anh ta qua.'" Nó đã không lâu trước khi Paul Franklin xuất hiện trên ngưỡng cửa của Thorne.FRANKLIN biết rằng máy tính của mình sẽ làm bất cứ điều gì ông nói với họ. Đó là một vấn đề và cám dỗ một. "It's rất dễ dàng để rơi vào cái bẫy của phá vỡ các quy tắc của thực tế," ông Franklin, một giám sát viên cao cấp của từng đoạt giải Oscar hiệu ứng nhà đôi tiêu cực. "Và những quy tắc thực sự khá chặt chẽ."Vì vậy, ông hỏi Thorne để tạo ra phương trình mà sẽ hướng dẫn của phần mềm hiệu ứng vật lý cách chi phối thế giới thực. Họ bắt đầu với wormhole. Nếu ánh sáng xung quanh một wormhole sẽ không hành xử theo kiểu cổ điển — có nghĩa là, đi du lịch trong một đường thẳng-nó sẽ làm gì? Làm thế nào có thể có được mô tả toán học?Thorne gửi câu trả lời của mình cho Franklin trong các hình thức của bản ghi nhớ rất nhiều nghiên cứu. Trang dài, sâu sắc nguồn gốc, và bao phủ trong phương trình, họ đã giống như bài tạp chí khoa học hơn bất cứ điều gì khác. Franklin đội đã viết phần mềm Hiển thị mới dựa trên những phương trình và tách lên một wormhole. Kết quả là bất thường. Nó đã như một quả bóng tinh thể phản ánh vũ trụ, một lỗ hình cầu trong không thời gian. "Khoa học viễn tưởng luôn luôn muốn ăn những thứ lên, như nó không bao giờ hài lòng với vũ trụ bình thường," ông nói. "Những gì chúng tôi đã nhận được ra khỏi các phần mềm được hấp dẫn thẳng ra."McConaughey khám phá một thế giới trong liên (top). Thorne của sơ đồ như thế nào một lỗ đen distorts ánh sáng. SƠ ĐỒ ĐÚNG TRÁCH NHIỆM CỦA KIP THORNEThành công của họ với wormhole khuyến khích nhóm tác dụng thử nghiệm phương pháp tiếp cận tương tự với các lỗ đen. Nhưng lỗ đen, như tên cho thấy, là vụ giết người vào ánh sáng. Nhà làm phim thường sử dụng một kỹ thuật được gọi là tia để render ánh sáng và phản ánh trong hình ảnh. "Nhưng ray-tracing phần mềm làm cho giả định hợp lý nói chung mà ánh sáng đi du lịch dọc theo con đường thẳng," nói Eugénie von Tunzelmann, người giám sát CG lúc đôi tiêu cực. Đây là một loại toàn bộ khác của vật lý. "Chúng tôi đã phải viết một chương trình kết xuất hoàn toàn mới," cô nói.Một số khung hình cá nhân đã lên đến 100 giờ để render, tính toán overtaxed bởi các bit bendy của biến dạng do một hiệu ứng Einsteinian gọi là hấp dẫn lensing. Cuối cùng bộ phim chải lên chống lại 800 terabytes dữ liệu. "Tôi nghĩ rằng chúng tôi có thể vượt qua ngưỡng petabyte ngày này," von Tunzelmann nói."Chris thực sự muốn chúng tôi để bán ý tưởng rằng các lỗ đen là hình cầu," Franklin nói. "Tôi đã nói,"bạn biết, nó sẽ trông giống như một đĩa." Điều duy nhất bạn có thể thấy là cách nó warps starlight." Sau đó, Franklin bắt đầu đọc về bồi tụ đĩa, quanh của vật chất có quỹ đạo một số lỗ đen. Franklin figured rằng ông có thể sử dụng này vòng ở vành đai chính vật tan rả để xác định lĩnh vực.Von Tunzelmann thử một bản demo khôn lanh. Cô tạo ra một vòng phẳng, nhiều màu — một stand-in cho đĩa bồi tụ — và định vị nó xung quanh thành phố của lỗ đen quay. Một cái gì đó rất lạ đã xảy ra. "Chúng tôi thấy rằng cũng cong vênh không gian xung quanh các lỗ đen warps đĩa bồi tụ," Franklin nói. "Vì vậy chứ không phải là trông như vành đai của sao Thổ xung quanh thành phố một hình cầu màu đen, ánh sáng tạo ra này halo bất thường."Đó là những gì dẫn Thorne đến của ông "tại sao, tất nhiên" thời điểm khi ông lần đầu tiên thấy hiệu quả cuối cùng. Đôi tiêu cực nhóm nghĩ rằng nó phải là một lỗi trong bộ tái tạo phần. Nhưng Thorne nhận ra rằng họ có một cách chính xác mô phỏng một hiện tượng cố hữu trong toán ông đã cung cấp.NHỮNG CÂU CHUYỆN LIÊN QUANQ & Christopher Nolan trên những giấc mơ, kiến trúc, và mơ hồBỞI ROBERT CAPPSTàn tích siêu tân tinh xinh đẹp có thể chứa các lỗ đen trẻ nhất của Thiên HàBỞI ADAM MANNMột lịch sử tóm tắt của các ý tưởng tâm-uốn về lỗ đenBỞI ADAM MANNTuy nhiên, không ai biết chính xác những gì một lỗ đen sẽ giống như thế cho đến khi họ thực sự xây dựng một. Ánh sáng, tạm thời bị mắc kẹt xung quanh lỗ đen, sản xuất một mô hình phức tạp bất ngờ vân tay gần lỗ đen bóng. Và đĩa bồi tụ phát sáng xuất hiện phía trên lỗ đen, dưới lỗ đen, và ở phía trước của nó. "Tôi không bao giờ mong đợi rằng," Thorne nói. "Eugénie chỉ đã làm các mô phỏng và nói, 'Hey, đây là những gì tôi nhận.' Đó là chỉ là tuyệt vời."Cuối cùng, Nolan đã nhận hình ảnh thanh lịch tiến câu chuyện. Thorne có một bộ phim mà dạy cho một khán giả đại chúng một số khoa học thực, chính xác. Nhưng ông cũng nhận một cái gì đó ông đã không mong đợi: một khám phá khoa học. "Đây là dữ liệu quan sát của chúng tôi," ông nói của heterocentric visualizations của bộ phim. "Đó là cách cư xử tự nhiên. Khoảng thời gian." Thorne nói ông có thể nhận được ít nhất hai bài viết được xuất bản ra khỏi nó.Khi Thorne thảo luận về vật lý thiên thể mà ông thích tốt nhất-va chạm lỗ đen, space kéo vào chuyển động của một ngôi sao, xoắn thời gian warps — ông sử dụng nhiều suy. Ông nói về hai cơn lốc xoáy chạy vào nhau hoặc tia của ánh sáng diễn viên về như rơm trong gió. Nhưng ẩn dụ có thể được gian lận; họ có thể làm cho mọi người nghĩ rằng họ hiểu một cái gì đó khi họ chỉ hiểu những gì nó là như thế. Nhưng Thorne của hình, lỗ đen quay và Thiên Hà-spanning wormhole không chỉ ẩn dụ. Hầu hết liên người xem sẽ thấy những hình ảnh — wormhole, các

Kết quả (Việt) 2:

Wired
Theo dõi Kip Thorne LOOKS vào lỗ đen ông đã giúp tạo ra và nghĩ rằng, "Tại sao, tất nhiên. Đó là những gì nó sẽ làm gì. "¶ hố đen đặc biệt này là một mô phỏng chính xác chưa từng có. Nó xuất hiện để quay với gần tốc độ ánh sáng, kéo bit của vũ trụ cùng với nó. (Đó là lực hấp dẫn đối với bạn;. Tương đối được superweird) Trong lý thuyết nó đã từng là một ngôi sao, nhưng thay vì mờ dần hoặc nổ, nó sụp đổ như một Souffle thất bại vào một điểm nhỏ của điểm kỳ dị không thể tránh được. Một vòng sáng quay quanh xoáy phỏng cầu dường như đường cong trên đầu và dưới đáy cùng một lúc. Tất cả điều này chỉ là tự nhiên, bởi vì những điều kỳ lạ xảy ra ở gần lỗ đen. Ví dụ, lực hấp dẫn của họ là rất mạnh mẽ rằng họ uốn cong cơ cấu của vũ trụ. Einstein đã giải thích điều này: một cái gì đó lớn hơn là, hấp dẫn hơn nó tạo ra. Các đối tượng như ngôi sao và hố đen làm điều này để mạnh mẽ rằng họ thực sự bẻ cong ánh sáng và kéo không gian và thời gian với nó. Và nó trở nên lạ: Nếu bạn gần gũi hơn với một lỗ đen hơn tôi, nhận thức của chúng ta về không gian và thời gian sẽ bất đồng. Tương đối nói, thời gian dường như được đi nhanh hơn cho tôi. Những gì hiện Thorne thấy trong đó? Ông là một nhà thiên văn; toán học của ông hướng dẫn việc tạo ra các hiệu ứng này mê hoặc thị giác, các mô phỏng chính xác nhất bao giờ hết về những gì một lỗ đen sẽ như thế nào. Đó là sản phẩm của một năm làm việc của 30 người và làm hàng ngàn máy tính. Và cùng với một thiên hà nhỏ của các ngôi sao Hollywood Matthew McConaughey-, Anne Hathaway, Jessica Chastain, Bill Irwin, Casey Affleck, John Lithgow-mô phỏng đóng một vai trò trung tâm trong Interstellar, sử thi uy tín du lịch không gian của đạo diễn Christopher Nolan khai mạc Tháng Mười Một 7. Thorne thấy sự thật. Nolan, nhà sản xuất hình ảnh consummate, nhìn thấy vẻ đẹp. Lỗ đen, thậm chí cả những hư cấu, có thể làm cong nhận thức. Thorne không phải là vật lý thiên văn trung bình của bạn. Chắc chắn, anh ấy là một nhà lý luận nổi tiếng, nhưng ngay cả trước khi nghỉ hưu từ Caltech trong năm 2009, ông đã được quan tâm sâu sắc trong việc giải thích những ý tưởng xông lên tương đối cho công chúng nói chung. Chỉ cần trước khi nghỉ hưu, Thorne và nhà sản xuất phim Lynda Obst, người mà ông đã được biết đến từ Carl Sagan đặt chúng vào một ngày mù ba thập kỷ trước đó, đã chơi xung quanh với một ý tưởng cho một bộ phim mà sẽ liên quan đến các tính chất bí ẩn của lỗ đen . wormhole Trước khi dài, Steven Spielberg đã ký trên để trực tiếp; kịch Jonathan "Jonah" Nolan đã viết một kịch bản. Cuối cùng Spielberg bỏ; Anh trai Jonathan của Chris tiếng với bộ phim tâm quanh co như Memento và Inception (cộng với Batman) giảm trong. Và trong khi Chris Nolan đã được viết lại kịch bản của anh trai mình, ông muốn nhận được một xử lý về khoa học tại trung tâm của câu chuyện của mình. Vì vậy, ông bắt đầu cuộc họp với Thorne. Trong suốt một vài tháng đầu năm 2013, Thorne và Nolan đào sâu vào những gì các nhà vật lý gọi là "mặt biến dạng của vũ trụ" không thời gian -curved, lỗ hổng trong cơ cấu của thực tế, làm thế nào trọng lực bẻ cong ánh sáng . "Câu chuyện bây giờ là cơ bản tất cả Chris và Jonah," Thorne nói. "Nhưng tinh thần của nó, mục đích của việc có một bộ phim trong đó khoa học được nhúng vào trong vải từ đầu, và nó là khoa học mà lớn được giữ nguyên." Christopher Nolan và Kip Thorne đưa ra DÂY một cái nhìn độc quyền tại các sáng tạo của Interstellar của lỗ đen. © 2014 PARAMOUNT ALL RIGHTS RESERVED Câu chuyện các nhà làm phim đã đưa ra được thiết lập trong một tương lai đen tối gần khi cây trồng đã thất bại và nhân loại đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng. Một phi hành gia cũ (McConaughey) được tuyển dụng cho một chuyến bay cuối cùng, một nỗ lực tuyệt vọng để đạt được các hệ sao khác, nơi con người một lần nữa có thể phát triển mạnh. Và đó chính là một vấn đề. Xem, ngôi sao khác là thực sự xa. Vươn kể cả những khu vực gần sẽ mất hàng thập kỷ ở tốc độ con người chúng ta không có ý tưởng làm thế nào để đạt được. Trở lại năm 1983, khi Sagan cần một giải pháp hợp lý cho vấn đề này cho những câu chuyện đó sẽ trở thành bộ phim Liên, Thorne đề nghị các wormhole, một giọt nước mắt giả thuyết trong vũ trụ kết nối hai điểm xa thông qua kích thước xa hơn bốn chúng ta kinh nghiệm như không gian và thời gian. Một wormhole là một sự lựa chọn tự nhiên cho Interstellar quá. Như Thorne nói chuyện về bộ phim với Nolan, các cuộc thảo luận của họ về tính chất vật lý của wormhole dẫn đến một câu hỏi không thể tránh khỏi đối với một nhà làm phim: Làm thế nào để bạn thực sự hiển thị một màn hình? Đó không phải là đau đầu chỉ gây chút vật lý khi đội hiệu ứng đặc biệt của phim đã có vật lộn với. Câu chuyện của Nolan dựa trên sự giãn thời gian: thời gian qua ở mức giá khác nhau cho các nhân vật khác nhau. Để thực hiện điều này một cách khoa học hợp lý, Thorne nói với anh ta, anh ta sẽ cần một lớn lỗ đen bộ phim nó được gọi là Gargantua-quay ở gần tốc độ ánh sáng. Là một nhà làm phim, Nolan đã không có ý tưởng làm thế nào để làm một cái gì đó như thế trông thực tế. Nhưng ông đã có một ý tưởng làm thế nào để làm cho nó xảy ra. "Chris đã gọi cho tôi và nói rằng ông muốn gửi cho một chàng trai qua nhà tôi để nói chuyện với tôi về những hiệu ứng hình ảnh," Thorne nói. "Tôi nói," Chắc chắn, gửi cho anh ta hơn. "" Nó không được lâu trước khi Paul Franklin đã xuất hiện trước cửa nhà của Thorne. FRANKLIN BIẾT RẰNG máy tính của ông sẽ làm bất cứ điều gì ông nói với họ. Đó là một vấn đề và một sự cám dỗ. "Nó rất dễ dàng để rơi vào cái bẫy của phá vỡ các quy tắc của thực tế", Franklin, một giám sát viên cao cấp của Học viện hiệu ứng nhà đoạt giải thưởng Double Negative nói. "Và những quy định là thực sự khá nghiêm ngặt." Vì vậy, ông hỏi Thorne để tạo phương trình đó sẽ hướng dẫn các phần mềm hiệu ứng của họ theo cách vật lý chi phối thế giới thực. Họ bắt đầu với wormhole. Nếu ánh sáng xung quanh một wormhole sẽ không hành xử theo kiểu cổ điển, nghĩa là, đi du lịch trong một đường thẳng, những gì nó sẽ làm gì? Làm thế nào mà có thể được mô tả bằng toán học? Thorne gửi câu trả lời của mình để Franklin ở dạng bản ghi nhớ đầu tư nghiên cứu. Trang dài, nguồn gốc sâu xa, và được bảo hiểm trong các phương trình, họ đã được nhiều như các bài báo khoa học hơn bất cứ điều gì khác. Đội của Franklin đã viết phần mềm dựng hình mới dựa trên các phương trình và kéo thành sợi lên một wormhole. Kết quả là phi thường. Nó giống như một quả cầu pha lê phản chiếu vũ trụ, một lỗ hình cầu trong không thời gian. "Khoa học viễn tưởng luôn muốn ăn mặc mọi thứ lên, giống như nó không bao giờ hài lòng với những vũ trụ bình thường," ông nói. "Những gì chúng ta đã nhận được ra khỏi phần mềm là hấp dẫn thẳng ra." McConaughey khám phá một thế giới khác trong Interstellar (top). Sơ đồ Thorne của cách một lỗ đen làm biến dạng ánh sáng. SƠ ĐỒ biếu không của Kip Thorne thành công của họ với các wormhole khuyến khích các nhóm hiệu ứng để thử các phương pháp tương tự với các lỗ đen. Nhưng lỗ đen, như tên cho thấy, những vụ giết người trên ánh sáng. Các nhà làm phim thường sử dụng một kỹ thuật gọi là ray tracing để render ánh sáng và phản xạ trong các hình ảnh. "Nhưng phần mềm ray-tracing làm cho các giả định nhìn chung hợp lý rằng ánh sáng được đi du lịch cùng một đường thẳng," Eugénie von Tunzelmann, một giám sát CG tại Double Negative nói. Đây là một loại toàn bộ vật lý khác. "Chúng tôi đã phải viết một renderer hoàn toàn mới", cô nói. Một số khung hình cá nhân đã lên đến 100 giờ để render, các tính toán overtaxed bởi các bit quanh co của sự biến dạng gây ra bởi một tác Einstein gọi là thấu kính hấp dẫn. Cuối cùng bộ phim chải lên chống lại 800 terabyte dữ liệu. "Tôi nghĩ rằng chúng tôi có thể vượt qua ngưỡng petabyte một ngày này," von Tunzelmann nói. "Chris thực sự muốn chúng để bán ý tưởng rằng các hố đen có hình cầu," Franklin nói. "Tôi nói, 'Bạn biết đấy, nó sẽ trông giống như một đĩa.' Điều duy nhất bạn có thể thấy là cách nó làm cong ánh sáng sao. "Sau đó, Franklin bắt đầu đọc về đĩa bồi đắp dần, sự tích tụ của vật chất mà quỹ đạo một số lỗ đen. Franklin nghĩ rằng ông ấy có thể sử dụng chiếc nhẫn này của mảnh vụn orbiting để xác định các lĩnh vực. Von Tunzelmann thử một bản demo khéo léo. Cô tạo ra một phẳng, vòng một màu stand-in cho các bồi đĩa và định vị nó xung quanh lỗ đen quay của họ. Một cái gì đó rất, rất lạ đã xảy ra. "Chúng tôi thấy rằng bị cong vênh không gian xung quanh lỗ đen cũng warps đĩa bồi đắp dần," Franklin nói. "Vì vậy, thay vì tìm kiếm như nhẫn của Thổ tinh xung quanh một quả cầu màu đen, ánh sáng tạo ra vầng hào quang kỳ lạ này." Đó là những gì dẫn đến Thorne "tại sao, tất nhiên" thời điểm của mình khi lần đầu tiên nhìn thấy hiệu quả cuối cùng. The Double Negative đội nghĩ rằng nó phải là một lỗi trong các renderer. Nhưng Thorne nhận ra rằng họ đã mô phỏng một cách chính xác một hiện tượng vốn có trong toán học, ông đã cung cấp. CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN Q & A Christopher Nolan trên Dreams, Kiến trúc, và sự mơ hồ ROBERT Capps đẹp Supernova Remnant có thể chứa Youngest Lỗ Đen Galaxy của BY ADAM MANN Lược sử Mind-Uốn Ý tưởng về lỗ đen CỦA ADAM MANN Tuy nhiên, không ai biết chính xác những gì một lỗ đen sẽ trông như thế nào cho đến khi họ thực sự xây dựng một. Ánh sáng, tạm thời bị mắc kẹt xung quanh hố đen, sản xuất một mẫu vân tay bất ngờ phức tạp gần cái bóng của lỗ đen. Và đĩa bồi đắp dần phát sáng xuất hiện trên các lỗ đen, bên dưới các hố đen, và ở phía trước của nó. "Tôi không bao giờ nghĩ rằng," Thorne nói. "Eugénie chỉ làm các mô phỏng và nói:" Này, đây là những gì tôi nhận được. ' Đó chỉ là tuyệt vời. "Cuối cùng, Nolan có hình ảnh thanh lịch mà thúc đẩy câu chuyện. Thorne có một bộ phim mà dạy cho một khán giả đại chúng một số thực, khoa học chính xác. Nhưng ông cũng có một cái gì đó ông không mong đợi: một khám phá khoa học. "Đây là dữ liệu quan sát của chúng tôi," ông nói về hình tượng của bộ phim. "Đó là cách cư xử tự nhiên. Thời kỳ. "Thorne nói rằng ông có thể nhận được ít nhất hai bài báo công bố ra khỏi nó. Khi Thorne thảo luận về vật lý thiên văn mà anh thích nhất va chạm lỗ đen, không gian kéo vào chuyển động của một ngôi sao quay cuồng, thời gian làm cong-ông sử dụng rất nhiều loại suy. Ông nói về hai cơn lốc xoáy chạy vào nhau hoặc các tia ánh sáng bỏ về như rơm trong gió. Nhưng ẩn dụ có thể là lừa đảo; họ có thể làm cho mọi người nghĩ rằng họ hiểu được cái gì khi họ chỉ hiểu những gì nó là như thế. Nhưng haloed, lỗ đen quay Thorne và thiên hà kéo dài wormhole không chỉ là phép ẩn dụ. Hầu hết người xem Interstellar sẽ nhìn thấy những hình ảnh này, các wormhole, các