Teoretični astrofizik Kip Thorne sodeluje z Jessico Chastain na snemanju filma Interstellar(Zasluge: Kip Thorne prek revije Wired)
Stoletje, odkar je Albert Einstein prvič objavil svojo revolucionarno splošno teorijo relativnosti, vrhunski možje sveta poskušajo odkriti, ali napovedi, ki izhajajo iz njegove teorije, držijo. Eden od teh misli, Kip Thorne, je kariero preživel pri preiskovanju Einsteinove trditve, da gravitacijski valovi res obstajajo, in velja za vodilnega svetovnega strokovnjaka na tem področju. Thorne je zdaj na vrhu enega najbolj presenetljivih znanstvenih prebojev v sodobni človeški zgodovini: zaznavanje teh valov .
Kot profesor teoretične fizike na Kalifornijskem tehnološkem inštitutu je Thorne objavil številne knjige in članke o gravitacijski teoriji. Leta 1984 je Thorne soustanovil projekt LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), ki z laserji meri majhna popačenja v tkivu prostora-časa - izkrivljanja, ki bi jih lahko povzročili gravitacijski valovi.
Leta 1994 je napisal nagrajeno Črne luknje in časovne osnove: Einsteinova nezaslišana zapuščina, knjiga, ki povezuje glavno občinstvo z njegovim kompleksnim področjem študija. Desetletje kasneje je Thorne postal znanstveni svetovalec za Medzvezdni in zagotovil matematiko, ki je potrebna za natančno prikazovanje velikih vizualnih vsebin filma. Objavil je tudi Znanost o medzvezdju s napadačem Christopherja Nolana.
14. septembra 2015 so znanstveniki, ki so delali na dvojnih lokacijah detektorjev LIGO v Livingstonu, Louisiani in Hanfordu v Washingtonu, prisegli na skrivnost, potem ko so prvi podatki pokazali odkritje nasilnega kozmičnega dogodka, ki se je zgodil že zdavnaj. Po mesecih preverjanja in ponovnega preverjanja podatkov in ko so novice začele pricurljati v javnost, so raziskovalci v laboratorijih LIGO, ki jih upravljata CalTech in MIT, napovedali izredno zaznavanje gravitacijskih valov. Kot novo okno v vesolje so valovi razkrili združitev dveh črnih lukenj pred skoraj 1,3 milijarde leti.
Opazovalec je sedel pred Kipom Thornejem multimedijsko sodelovanje z mojstrom VFX Paulom Franklinom in z oskarjem nagrajenim skladateljem Hansom Zimmerjem naprej Ukrivljena stran vesolja , razpravljati o Einsteinu, gravitacijskih valovih in njegovem delu na temo Medzvezdni .
Kaj je Einsteinova teorija splošne relativnosti?
Je okvir za vse zakone fizike, razen kvantnih zakonov. Ljudje običajno rečejo dobro, to je njegova teorija gravitacije, vendar je daleč dlje od tega. To teorijo je zgradil, da bi razložil gravitacijo, v resnici pa ta teorija naredi veliko več kot to. Pove vam, kako se vsi drugi naravni zakoni prilegajo prostoru in času.
To je najbolj natančen način, da znamo opisati naravo v tem, kar bi imenovali klasična domena, kar je vse, razen če pridete do zelo majhnih stvari, kot so atomi in molekule.
Kako se povezuje Einsteinova teorija gravitacijski valovi ?
Einstein je svojo splošno teorijo relativnosti oblikoval v zelo intenzivnem prizadevanju, ki je trajalo od leta 1905 do 1915, teorijo pa je dokončal novembra 1915 - pred nekaj več kot sto leti. Nato je začel uporabljati teorijo ali te zakone, ki jih je razvil, za napovedovanje. Ena najpomembnejših napovedi in zadnja pomembnejša napoved je bila, da bi morali obstajati gravitacijski valovi. Napovedal je, da junija 1916, torej zdaj, govorimo le dva meseca od stoletnice napovedi gravitacijskih valov.
Ogledal si je napovedi, pogledal tehnologijo dneva in pogledal stvari, ki bi lahko povzročile gravitacijske valove v vesolju, in ugotovil, da je brezupno, da jih bomo kdaj videli. Nikoli ne bi imeli dovolj natančne tehnologije.
Motil se je. Prvič smo jih videli septembra lani.
Kakšna prelomnica je bila v časovni premici od Einsteinovih napovedi do nedavnega odkritja gravitacijskih valov?
No, nekaj prelomnic je bilo. Dve najpomembnejši prelomnici sta prišli iz dveh ljudi. Joseph Weber je okoli leta 1960 zasnoval pristop, ki je bil videti, kot da bi lahko videl gravitacijske valove, in si je prizadeval, da bi jih našel. Bil je prva oseba, ki je podvomila v Einsteinovo izreko, da za to ne bi imeli tehnologije. Weber ni videl gravitacijskih valov. Nekaj časa je mislil, da je, vendar jih pravzaprav ni videl. Valovi so šibkejši, kot je upal, vendar je zlomil logjam ljudi, ki so mislili, da tega preprosto ne zmoreš, in navdihnil druge. Vključno z mano.
Druga prelomnica je bil izum Ray Weiss na MIT ampak s semeni te ideje, ki sta jo prej prišla od Mihaila Gercenshteina in Vladislava Pustovoita iz Moskve v Rusiji. Ray Weiss je izumil to tehniko, ki jo uporabljamo zdaj, in se je razlikovala od Weberjeve tehnike. Imenujemo ga interferometer zaznavanje gravitacijskih valov in temelji na gravitacijskih valovih, ki potiskajo ogledala naprej in nazaj. Večino ogledal izmerite z laserskimi žarki.
Weiss je to izumil, nato pa je analiziral vse glavne vire hrupa, s katerimi bi se morali soočiti, in opisal, kako z njimi ravnati. Leta 1972 je s tovrstno zasnovo zagotovil načrt za pot naprej. To je bil načrt, ki so ga spremenili na različne načine, vendar ne zelo. To je bil resnično dizajn, ki je bil desetletja preizkušnja časa kot vodilo za to. To je bila največja prelomnica.
Zanimivo je, ker je Ray skromen fant in mislil je, da tega ne bi smel objaviti v običajni literaturi, dokler ni odkril gravitacijskih valov. Tako je napisal ta članek, za katerega menim, da je najmočnejši tehnični članek, kar sem jih kdaj prebral. Napisal ga je in objavil v interni seriji poročil MIT. Takoj je bil na voljo ljudem, kot sem jaz, ki jih je zadeva zanimala. Iskati ste ga morali, ker ni bil na voljo v običajni literaturi.
Kaj je naslednje za to polje zdaj, ko so bili zaznani gravitacijski valovi?
No, to je v resnici šele začetek. Ko je Galileo prvič treniral svoj optični teleskop na nebesih in odprl moderno optično astronomijo, je bilo to prvo izmed elektromagnetnih oken iz vesolja: svetloba. Besedno zvezo „okno“ pomenijo določene tehnologije, ki jih uporabljamo za iskanje sevanja z določeno območje valovnih dolžin. V štiridesetih letih se je rodila radijska astronomija - ki je gledala z radijskimi valovi namesto s svetlobo. V šestdesetih letih se je rodila rentgenska astronomija. V sedemdesetih letih se je rodila astronomija gama žarkov. Infrardeča astronomija se je rodila tudi v šestdesetih letih prejšnjega stoletja.
Kmalu smo imeli vsa ta različna okna, ki so vsa gledala z elektromagnetnimi valovi, vendar z različnimi valovnimi dolžinami. Vesolje je z radijskim teleskopom in rentgenskim teleskopom videti zelo drugače kot s svetlobo. Enako se dogaja z astronomijo gravitacijskih valov.
Ali bodo gravitacijski valovi uporabljeni za raziskovanje vesolja?
To počnemo zdaj. Zdaj to počnemo v LIGO. Napovedali smo odkritje dveh trkajočih črnih lukenj. Bilo jih bo še več in videli bomo še veliko drugih pojavov, vendar jih vidimo le z gravitacijskimi valovi, ki imajo določeno obdobje nihanja. Obdobje nekaj milisekund. V naslednjih 20 letih bomo videli gravitacijske valove, ki imajo obdobja ur. 
Laboratorij LIGO v Livingstonu v zvezni državi Louisiana (levo) je bil uporabljen za zaznavanje gravitacijskih valov, ki oddajajo trčenje dveh črnih lukenj (prikazano desno).Zasluge: LIGO
Z detektorji, podobnimi LIGO, ki letijo v vesolje, bomo verjetno v naslednjih petih letih videli gravitacijske valove, ki se raztezajo skozi leta z uporabo tehnike iz radijske astronomije, ki vključuje sledenje temu, kar imenujemo Pulsarji.
Verjetno bomo v naslednjih petih letih - zagotovo v naslednjih 10 letih videli gravitacijske valove s obdobji, skoraj dolgimi kot starost vesolja. Skozi vzorce, ki jih naredijo na nebu, ki jih imenujemo kozmično mikrovalovno ozadje.
V naslednjih 20 letih bomo odprli štiri različna okna gravitacijskih valov in vsak od njih bo videl nekaj drugačnega. S tem bomo preizkušali rojstvo vesolja. Tako imenovano 'inflacijsko obdobje' vesolja. Preizkusili bomo rojstvo temeljnih sil in kako so nastale. Z gravitacijskimi valovi jih bomo opazovali v najzgodnejših trenutkih vesolja. Opazovali bomo trčenje črnih lukenj, kar zdaj počnemo, vendar trčijo ogromne črne luknje. Opazovali bomo zvezde, ki jih raztrgajo črne luknje.
Videli bomo le fantastično paleto stvari, ki jih še nismo videli, in to se bo dogajalo stoletja, kot optična astronomija že stoletja. To je šele začetek.
Sodelovali ste s Christopherjem Nolanom in Paul Franklin za izgradnjo znanosti in vizualnih elementov zadaj Medzvezdni. Kako natančna je bila črna luknja v filmu, Gargantua?
To je najbolj natančna predstavitev, ki se je pojavila v hollywoodskem filmu. Oliver James, ki je glavni znanstvenik pri Paul Franklin Je podjetje Dvojno negativno , z nekaj mojega vztrajanja sem izumil povsem nov način slikanja. Ustvari slike, ki so v tem smislu bolj gladke in natančnejše. To je tisto, kar potrebujete za film IMAX.
Uporabili smo nov sklop tehnik, toda astrofizik je s starejšim sklopom tehnik gradil podobe, kot je podoba Gargantue, že od leta 1980. Prvič jo je naredil Jean-Pierre Luminet v Franciji. Obstajajo slike črnih lukenj, ki spominjajo na Gargantuo, vendar ste jih le redko videli v astrofizični literaturi. To astronomi dejansko ne vidijo s svojimi teleskopi. 
Gargantua, izmišljena črna luknja, prikazana v filmu Medzvezdnica.(Zasluge: Warner Bros.)
To je različica z najvišjo ločljivostjo, najbolj prepričljiva različica in najbolj očarljiva različica. A natančne upodobitve so astrofiziki že opravili že prej.
V filmu profesor Brand pojasnjuje, da bi Cooper, ko se vrne s svojega medzvezdnega potovanja, rešil problem gravitacije. Kaj je bil ta problem?
V filmu Zemlja biološko umira in ostalo je le nekaj milijonov ljudi. Profesor Brand in ljudje, ki delajo z njim, želijo ugotoviti, ali je mogoče preostale ljudi dvigniti z Zemlje v vesoljskih kolonijah. Za to niso imeli raketne moči. Imeli so moč graditi vesoljske kolonije na Zemlji, vendar niso imeli raketne moči, da bi jih dvignili.
V filmu obstajajo gravitacijske anomalije, ki so se pojavile precej nenadoma, in ta nenavadnost glede gravitacije, ki se je začela pojavljati, je profesorju Brandu nakazala, da bi bilo mogoče nadzorovati gravitacijo ali spremeniti njeno vedenje.
Kar je hotel storiti, je bilo, da je gravitacijski vlek Zemlje dovolj dolgo zavrnil, da nas je z majhno raketno močjo dvignil. Vprašanje se je nato učilo, kako izkoristiti te nepravilnosti. Vidite primer anomalije v Murphjevi spalnici - padajoči vzorec prahu. Ali lahko izkoristite te nepravilnosti in dejansko zavrnete gravitacijo Zemlje?
Kako daleč je človeštvo od medzvezdnih potovanj?
Mislim, da bomo verjetno, vendar ne čez približno tri stoletja. To je zelo zelo težko.
Obstajajo ideje, kako bi to lahko storili, na splošno vključujejo ljudi v vesoljske kolonije, ki trajajo več generacij. Obstajajo ideje o pogonu, ki so jih imeli ljudje, zaradi katerih mislim, da jih bodo ljudje dosegli v treh od štirih stoletij.
Preberite naš intervju z z oskarjem nagrajenim umetnikom vizualnih učinkov Medzvezdni , Paul Franklin.
Robin Seemangal se osredotoča na NASO in zagovarjanje raziskovanja vesolja. Rodil se je in odraščal v Brooklynu, kjer trenutno prebiva. Poiščite ga Instagram za več vsebin, povezanih s prostorom: @not_gatsby.
