[Bildquelle: TEDx/Interstellar]
Das Forschungs- und Grafikteam hinter dem Film 'Interstellar' hat einen Grafikrenderer entwickelt, der so genau ist, dass er zur Entdeckung zweier wissenschaftlicher Phänomene führte.
Im Allgemeinen und frustrierenderweise passen Hollywood und Wissenschaft nicht zusammen. Es scheint unglaublich unwahrscheinlich, dass ein Film ans Licht kommt, der auf wissenschaftlichen Fakten basiert. Doch wie durch ein Wunder entwickelte sich der Film 'Interstellar' zu einem der größten Blockbuster seines Jahres.Im Allgemeinen sind Science-Fiction-Filme mehr Fi als Science, insbesondere in Bezug auf Darstellungen von Schwarzen Löchern. Während frühere Filme beeindruckende Auswirkungen eines massiven Lochs gezeigt haben, das alle Materie aufsaugt, sind die wissenschaftlichen Regeln, gegen die sie verstoßen, ziemlich alarmierenddas wissenschaftliche Gebiet weiß, ein Schwarzes Loch ist kein Loch, sondern eine massive Kugel, die ein so starkes Gravitationsfeld hat, dass ihm fast nichts entkommen kann.
Die Definition eines Schwarzen Lochs ist "eine Region des Weltraums mit einem so starken Gravitationsfeld, dass keine Materie oder Strahlung entweichen kann" Quelle.Licht wirkt jedoch eher sporadisch um die Kurven der Raumzeit, die Schwarze Löcher umgeben.Entgegen der landläufigen Meinung gehören Schwarze Löcher jedoch zu den hellsten Regionen im Weltraum.Dies liegt an den immensen Mengen an Materie und Licht, die sich um den Ereignishorizont ansammeln – oder den Punkt, an dem kein Licht entweichen kann.Die Materie erwärmt sich durch unglaubliche Reibung, wodurch sich unglaubliche Mengen an Licht weiter ansammeln und ausstoßen.Im Nachhinein sind Schwarze Löcher sehr, sehr dichte Sterne.Die Entwicklung einer Engine, die diese Effekte einbezieht, obwohl sie selbst noch nicht vollständig verstanden sind, erfordert umfangreiche Forschung.
Führt zum Durchbruch
Das Team, bestehend aus Ärzten, Physikern, Softwareentwicklern und Ingenieuren gleichermaßen, entwarf das Konzept eines dreidimensionalen Lochs und fragte einen bekannten PhysikerKip Thorneanalysiere es. Während das Bild beeindruckend aussieht, wies Kip darauf hin, fehlte eine wichtige Komponente.
Erstes Konzeptbild, das für Interstellar entwickelt wurde [Bildquelle: TEDx/Dan Hee Ryu]
Während das Bild beeindruckend ist, fehlt ihm grundsätzlich eine kritische Komponente, die Schwarze Löcher aufweisen, die Gravitationslinsenwirkung. Massive Körper im Weltraum verzerren effektiv den Raum um sie herum und verändern den Weg des Lichts, das sich sonst bewegen würde, wenn es sich der Masse nähert. Schwarze Löcher sind besonders dicht,Es enthält so viel Masse, dass Licht in eine Umlaufbahn um die Leere gebracht werden kann.Darüber hinaus können einige entfernte Objekte durch Gravitationslinsen sichtbar werden, obwohl es möglicherweise nicht direkt sichtbar ist, da das Licht durch den Weltraum verzerrt wird.
Der Effekt ist jedoch alles andere als fiktiv. Der Effekt wurde vom Hubble-Teleskop durch mehrere Bilder gut dokumentiert. Ein solches Ereignis ist unten zu sehen.
[Bildquelle: TEDx/Hubble]
Die orangefarbene Galaxie in der Mitte des Fotos ist unglaublich massiv, verzerrt den Raum um sie herum, wodurch die blaue Galaxie dahinter in Form eines Rings sichtbar wird.
Nicht stufenweise durch die Komplexität von Schwarzen Löchern, aber das Forschungsteam arbeitete weiterhin täglich mit dem Physiker Kip zusammen, um eine Rendering-Software zu entwickeln, die ein Schwarzes Loch so realitätsnah wie möglich emulieren könnte. Offensichtlich ist es jedoch nicht besonders einfach zu visualisierenein schwarzes Loch mit dem nächsten, das sich fast befindet 27.000 Lichtjahre weg. Als solches stützte sich das Team auf Dutzende von wissenschaftlichen Arbeiten, um einen Motor zu rekonstruieren, der von Jahrzehnten echter physikalischer Gleichungen gestützt wurde.
Eine weitere Komplikation war die Tatsache, dass der Film für IMAX-Kinos bestimmt war und die Engine das Schwarze Loch in noch nie dagewesener Detailtreue emulieren musste. Durch monatelange engagierte Forschung und Entwicklung in Zusammenarbeit mit bekannten Physikern war das Team jedochin der Lage, eine Game-Engine zu entwickeln, um ein Schwarzes Loch in noch nie dagewesenem Detail darzustellen. Die Entwicklung führte zu einem unglaublich überzeugenden Bild. Das folgende Video wurde mit der Software erstellt.
[Bildquelle: TEDx]
Obwohl das Rendering wissenschaftlich genau blieb, konnte es keine Tiefe darstellen, um der Ansicht ein Gefühl der relativen Beziehung zur Position der Schwarzen Löcher zu geben, eine kritische Komponente, die für die Handlung der Geschichte notwendig ist. Damit beschloss das Team, hinzuzufügenEine weitere Komponente für den visuellen Effekt. Eine Akkretionsscheibe, die im Wesentlichen ein Gasgürtel ist, der um ein Schwarzes Loch kreist und während seiner Bewegung Wärme durch Reibung sammelt, wurde der Simulation hinzugefügt. Der Ring strahlt ein überzeugendes helles Leuchten aus und fügt eine weitere Schicht von . hinzuKomplexität.
Was ist die große Sache?
Als die Forscher ihren monumentalen Erfolg analysierten, wurden einige merkwürdige Phänomene festgestellt. Die Bildgebungssoftware ermöglichte es dem Team, die Umgebung bis zum Ereignishorizont zu erkunden. Die unglaubliche Auflösung gab dem Team einen unglaublich detaillierten Blick auf einige besonders interessante EffektePlatz in Richtung des Randes des Schwarzen Lochs Während sich das Schwarze Loch auf fast Lichtgeschwindigkeit drehte was als Teil des Rendering-Codes enthalten war, verformte sich der Raum in zunehmend verworrene Formen, eine Entdeckung, die noch niemand zuvor gesehen hatte.
[Bildquelle: TEDx]
Mit der Entdeckung der spiralförmig verzerrten Raumzeit zusammen mit den Techniken, die zu ihrer Wiedergabe erforderlich sind, konnte das Team zwei wissenschaftliche Arbeiten veröffentlichen. Hollywood schlachtet oft jedes wissenschaftliche Gesetz ab, mit der einzigen Ausnahme, dass Interstellar dazu in der Lage warstellen nicht nur einen fantastischen Film dar, sondern geben auch der wissenschaftlichen Gemeinschaft durch seine unglaublichen Entdeckungen etwas zurück, was Hollywood vielleicht am Rande von seiner oft belächelten Sicht auf die Wissenschaft rettet. Manchmal kann die Realität tatsächlich verrückter sein als die Fiktion.
Weitere Lesungen der wissenschaftlichen Entdeckung können durch die gelesen werdenveröffentlichtes Papier, sowie die vollständige Geschichte können aus dem unten verlinkten TedX-Video angesehen werden.
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Geschrieben von Maverick Baker