علم در فیلم «ميان ستاره‌ای»: اخترفیزیک، ولی نه از آن نوعی که می‌شناسیم
(ترجمه اختصاصی)
(ترجمه اختصاصی)
دکتر «روبرتو تروتا»، استاد ارشد اخترفیزیک در ایمپریال کالج لندن، می‌گوید: هرچند که آخرین فیلم علمی-تخیلی پر فروش دنیای سینما ظاهری علمی دارد، ولی پیرنگ داستان آن نیازمند خیال‌پردازی‌های علمی-تخیلی بوده است.
شاید به خاطر تبلیغات عظیم این فیلم باشد، ولی انتظار داشتم «ميان ستاره‌ای» بار علمی بیشتری نسبت به دیگر فیلمهای این ژانر داشته باشد؛ کمی ناامید شدم، باید اعتراف کنم که اساس علمی فیلم و تکنیک‌های به کار رفته برای واقعی نمایاندن جزئیات داستان، از نظر فیزیکی و علمی کمی ضعیف بودند. البته نکات دقیق بسیاری هم در فیلم وجود داشت: نحوه به تصویر کشیدن سفر فضایی، حالت بی‌وزنی، و سطح سیارات دیگر همگی عالی بودند. ولی در عین حال از بسیاری از تکنیک‌های کلاسیک علمی-تخیلی نیز استفاده شده بود که سفر در زمان، خمیدگی فضا-زمان، و طی کردن مسافت‌های طولانی در زمان بسیار کوتاه از جمله این موارد بودند. «ميان ستاره‌ای» روکشی علمی دارد، ولی در پرداختن به مطالب عمیق علمی آنطور که تصور می‌کردم بدون عیب و نقص نبود.
شاید به خاطر تبلیغات عظیم این فیلم باشد، ولی انتظار داشتم «ميان ستاره‌ای» بار علمی بیشتری نسبت به دیگر فیلمهای این ژانر داشته باشد؛ کمی ناامید شدم، باید اعتراف کنم که اساس علمی فیلم و تکنیک‌های به کار رفته برای واقعی نمایاندن جزئیات داستان، از نظر فیزیکی و علمی کمی ضعیف بودند. البته نکات دقیق بسیاری هم در فیلم وجود داشت: نحوه به تصویر کشیدن سفر فضایی، حالت بی‌وزنی، و سطح سیارات دیگر همگی عالی بودند. ولی در عین حال از بسیاری از تکنیک‌های کلاسیک علمی-تخیلی نیز استفاده شده بود که سفر در زمان، خمیدگی فضا-زمان، و طی کردن مسافت‌های طولانی در زمان بسیار کوتاه از جمله این موارد بودند. «ميان ستاره‌ای» روکشی علمی دارد، ولی در پرداختن به مطالب عمیق علمی آنطور که تصور می‌کردم بدون عیب و نقص نبود.
سفر در فضا
ایده سفینه اصلی که «ایندیورنس» نام دارد درست بود. این ایده که طی سفرهای طولانی با چرخش به دور خودش تولید جاذبه نماید هم خوب بود. تنظیم موقعیت پنجره‌های سفینه متناسب با الگوهای گردش نور هم واقعا به خوبی انجام شده بود. اما از نظر من، نشان ندادن مخازن سوخت سفینه به تماشاگران قابل انتقاد است. برای سفرهای بین سیاره‌ای به مقدار زیادی سوخت نیاز است و بخش زیادی از جرم سفینه را سوخت آن تشکیل می‌دهد. تماشاگر تصوری از اینکه سفینه «ایندیورنس» از چه نیروی محرکه‌ای استفاده می‌کند ندارد. وقتی که به زحل می‌رسند، این امر واضح‌تر می‌شود: واقعا آنجا سفینه چطور سرعتش را کاهش می‌دهد؟ برای این کار به یک راکت هم اندازهٔ راکت اصلی که سفینه را به چنان سرعتی رسانده است، در جلوی سفینه نیاز است. موضوع به همین سادگی است؛ در غیر این صورت سفینه قادر به کاهش سرعت نمی‌شود و از کنار زحل عبور خواهد کرد. راکت‌های کوچک بازدارنده‌ای که در فیلم دیده می‌شوند، بیش از حد کوچک هستند.
این را هم اضافه کنم که سفر به زحل تنها در دو سال به نظر من خیلی سریع است. اگر از بهینه‌ترین روش مصرف سوخت هم برای سفر به زحل استفاده کنیم، باز هم حدود 4.7 سال زمان لازم است، و آن هم تنها در مقاطع زمانی خاصی امکانپذیر است، یعنی هنگامی که موقعیت قرارگیری سیارات نسبت به هم مناسب باشد. درست است که سفینه «نیوهورایزنز» طی دو سال و چهار ماه به زحل رسید، ولی دلیلش این بود که با سرعت تمام در حال حرکت به سمت پلوتون بود و در زحل سرعت خود را کاهش نداد. اگر این سفینه قصد توقف در زحل را داشت، زمان بسیار بیشتری برای سفر لازم بود چرا که برای قرار گرفتن در مدار سیاره نیاز به کاهش سرعت است.
ریاضیات
فیلم روکش ریاضی خوبی دارد؛ مثلا معادلاتی که روی تخته به چشم می‌خورند، همان معادلات نسبیت عام هستند که در کتب درسی ذکر می‌شوند، که از نظر خوره‌های علم نکته جالبی است. کمی جلو‌تر در فیلمنامه ذکر می‌شود، از آنجا که دانشمندان هنوز به رابطهٔ بین گرانش و مکانیک کوانتومی پی نبرده‌اند، معادلات مذکور درست در نمی‌آیند، که البته حرف معقولی است. ولی در فیلم این مشکل با فرستادن یک ربات به داخل سیاهچاله برای ارسال «اطلاعات کوانتومی» حل می‌شود، که واقعاً بی‌معنی است؛ انگار که این قسمت تنها برای رفع و رجوع طرح داستان ساخته شده است و هیچ پشتوانه‌ای از دیدگاه علم فیزیک ندارد.
کرمچالهها
در مورد نمایش کرم‌چاله از نظر شکل و شمایل ظاهری کاملا حساب شده عمل شده است. سرنشینان سفینه ساختاری کروی با الگوی نورانی درهم ریخته را کشف می‌کنند که امری محتمل است. وقتی با چنین جرم به شدت فشرده‌ای روبرو باشیم، شاهد اعوجاج در اجسام دوردست هم خواهیم بود - ظاهر احتمالی آن بستگی به تصور شما دارد.
نسبیت
یکی از اجزای اصلی طرح داستان مربوط به اولین سیاره‌ای می‌شود که سفینه به آن سفر می‌کند، یعنی سیاره آبی. یک ساعت روی سطح آن برابر هفت سال زمینی است. از نظر علمی، مشکلی در این ارتباط وجود ندارد؛ بر کسی پوشیده نیست که زمان در مجاورت یک میدان جاذبه کند‌تر می‌گذرد، ولی سوال اصلی این است: آیا این کش آمدن زمان (اتساع زمانی) در سیاره‌ای که برروی آن فرود آمده‌اند امکانپذیر است؟ در یک صحنه از فیلم می‌شنویم که شدت نیروی جاذبه بر روی این سیاره حدود 130 درصد زمین است؛ و می‌بینیم که دراثر قرارگیری در این جاذبه شدید، بازیگران کمی نفس نفس می‌زنند. ولی آیا برای چنین اتساع زمانی، کافی است؟ خیر، اصلاً کافی نیست. اگر کسی به سطح خورشید برود با توجه به اینکه این ستاره از زمین بسیار بزرگ‌تر است ولی بازهم یک کلان‌جرم محسوب نمی‌شود پس تنها 66 ثانیه در هر سال زمان اضافی به دست می‌آورد. برای به دست آوردن چنین اتساع عظیمی که یک ساعت برابر با هفت سالِ زمین باشد به میدان جاذبهٔ بسیار پرقدرتی نیاز است و شما در واقع باید به شعاع شوارتزشیلد جسم مورد نظر نزدیک بشوید؛ که همان افق رویداد یک سیاهچاله است. در عمل سیاره‌ای با چنین جاذبه‌ای وجود ندارد، و اگر بخواهید روی سطح چنین سیاره‌ای فرود بیایید، جاذبه چنان قوی خواهد بود که شما را له می‌کند. این اعداد و ارقام اصلاً با واقعیت سازگاری ندارند.
سیاه‌چاله‌ها
سرنشینان سفینه در نزدیکی یک سیاهچاله به سیاره‌ای بر می‌خورند و تصمیم می‌گیرند که برای پرهیز از «ناحیه تغییر زمانی» آن را دور بزنند؛ آن‌ها طوری در مورد تغییر زمانی حرف می‌زنند که گویی مرز مشخصی دارد، ولی واقعیت امر به هیچ وجه اینگونه نیست و تغییر زمان حالتی تدریجی و پیشرونده دارد و در تمامی جهات نیز یکسان است. همچنین، اگر چنان میدان جاذبه قدرتمندی در کار بود، آنگاه خود سیاره به دلیل اختلاف جاذبه در طرفین خود نابود میشد. کشف سیاره‌ای پایدار در محدوده چنین میدان جاذبه قدرتمندی صرفاً ساخته و پرداخته تخیلات است و در عمل هرگز چنین چیزی رخ نمی‌دهد.
نمایش ظاهر سیاهچاله به صورت یک صفحه بزرگ از مواد نورانی که می‌چرخند و با کشش جاذبه بلعیده می‌شوند، قطعا در واقعیت ممکن است. ولی اگر سر از چنین مکانی در‌آورید، نخواهید توانست از تشعشعات این صفحه بسیار داغ که از خود اشعهٔ گاما پخش می‌کند یا کشش جاذبه‌ای که برشما اعمال می‌شود، جان سالم بدر برید. وقتی نزدیک سیاهچاله هستید، جاذبه‌ای که به پا‌هایتان اعمال می‌شود آنقدر از جاذبه‌ای که به سرتان اعمال می‌شود بیشتر است که مثل اسپاگتی کش می‌آیید و تبدیل به رشته‌ای از ماده می‌شوید. در فیلم هیچ اثری از چنین اتفاقی به چشم نمی‌خورد.
نتیجه‌گیری
ما واقعا نمی‌دانیم که سفر بین ستاره‌ای چگونه است، پس تضمینی برای گمانه‌زنی‌هایی که در این زمینه می‌شود وجود ندارد. ساخت فیلم «ميان ستاره‌ای» در مقایسه با فیلم «جاذبه» بسیار پر زحمت‌تر است. ما می‌دانیم زندگی در مدار زمین چگونه است؛ مکانیک مداری مربوطه بسیار ساده است؛ پس فیلم «جاذبه» با راهنمایی صحیح توانست موارد فیزیکی را به درستی رعایت کند. «ميان ستاره‌ای» در پی آزمایش کردن موضوعات مهمتری است؛ بیشتر موارد علمی مورد اشاره هنوز ناشناخته هستند و اگر تلاش کنیم از مرز ممکن‌ها فراتر برویم، چنانکه سنت چنین فیلم‌هایی اقتضا می‌کند، بدون شک حاصل کار فاقد پشتوانهٔ علمی خواهد بود. ساده بگویم، کار سختی است!
ایده سفینه اصلی که «ایندیورنس» نام دارد درست بود. این ایده که طی سفرهای طولانی با چرخش به دور خودش تولید جاذبه نماید هم خوب بود. تنظیم موقعیت پنجره‌های سفینه متناسب با الگوهای گردش نور هم واقعا به خوبی انجام شده بود. اما از نظر من، نشان ندادن مخازن سوخت سفینه به تماشاگران قابل انتقاد است. برای سفرهای بین سیاره‌ای به مقدار زیادی سوخت نیاز است و بخش زیادی از جرم سفینه را سوخت آن تشکیل می‌دهد. تماشاگر تصوری از اینکه سفینه «ایندیورنس» از چه نیروی محرکه‌ای استفاده می‌کند ندارد. وقتی که به زحل می‌رسند، این امر واضح‌تر می‌شود: واقعا آنجا سفینه چطور سرعتش را کاهش می‌دهد؟ برای این کار به یک راکت هم اندازهٔ راکت اصلی که سفینه را به چنان سرعتی رسانده است، در جلوی سفینه نیاز است. موضوع به همین سادگی است؛ در غیر این صورت سفینه قادر به کاهش سرعت نمی‌شود و از کنار زحل عبور خواهد کرد. راکت‌های کوچک بازدارنده‌ای که در فیلم دیده می‌شوند، بیش از حد کوچک هستند.
این را هم اضافه کنم که سفر به زحل تنها در دو سال به نظر من خیلی سریع است. اگر از بهینه‌ترین روش مصرف سوخت هم برای سفر به زحل استفاده کنیم، باز هم حدود 4.7 سال زمان لازم است، و آن هم تنها در مقاطع زمانی خاصی امکانپذیر است، یعنی هنگامی که موقعیت قرارگیری سیارات نسبت به هم مناسب باشد. درست است که سفینه «نیوهورایزنز» طی دو سال و چهار ماه به زحل رسید، ولی دلیلش این بود که با سرعت تمام در حال حرکت به سمت پلوتون بود و در زحل سرعت خود را کاهش نداد. اگر این سفینه قصد توقف در زحل را داشت، زمان بسیار بیشتری برای سفر لازم بود چرا که برای قرار گرفتن در مدار سیاره نیاز به کاهش سرعت است.
ریاضیات
فیلم روکش ریاضی خوبی دارد؛ مثلا معادلاتی که روی تخته به چشم می‌خورند، همان معادلات نسبیت عام هستند که در کتب درسی ذکر می‌شوند، که از نظر خوره‌های علم نکته جالبی است. کمی جلو‌تر در فیلمنامه ذکر می‌شود، از آنجا که دانشمندان هنوز به رابطهٔ بین گرانش و مکانیک کوانتومی پی نبرده‌اند، معادلات مذکور درست در نمی‌آیند، که البته حرف معقولی است. ولی در فیلم این مشکل با فرستادن یک ربات به داخل سیاهچاله برای ارسال «اطلاعات کوانتومی» حل می‌شود، که واقعاً بی‌معنی است؛ انگار که این قسمت تنها برای رفع و رجوع طرح داستان ساخته شده است و هیچ پشتوانه‌ای از دیدگاه علم فیزیک ندارد.
کرمچالهها
در مورد نمایش کرم‌چاله از نظر شکل و شمایل ظاهری کاملا حساب شده عمل شده است. سرنشینان سفینه ساختاری کروی با الگوی نورانی درهم ریخته را کشف می‌کنند که امری محتمل است. وقتی با چنین جرم به شدت فشرده‌ای روبرو باشیم، شاهد اعوجاج در اجسام دوردست هم خواهیم بود - ظاهر احتمالی آن بستگی به تصور شما دارد.
نسبیت
یکی از اجزای اصلی طرح داستان مربوط به اولین سیاره‌ای می‌شود که سفینه به آن سفر می‌کند، یعنی سیاره آبی. یک ساعت روی سطح آن برابر هفت سال زمینی است. از نظر علمی، مشکلی در این ارتباط وجود ندارد؛ بر کسی پوشیده نیست که زمان در مجاورت یک میدان جاذبه کند‌تر می‌گذرد، ولی سوال اصلی این است: آیا این کش آمدن زمان (اتساع زمانی) در سیاره‌ای که برروی آن فرود آمده‌اند امکانپذیر است؟ در یک صحنه از فیلم می‌شنویم که شدت نیروی جاذبه بر روی این سیاره حدود 130 درصد زمین است؛ و می‌بینیم که دراثر قرارگیری در این جاذبه شدید، بازیگران کمی نفس نفس می‌زنند. ولی آیا برای چنین اتساع زمانی، کافی است؟ خیر، اصلاً کافی نیست. اگر کسی به سطح خورشید برود با توجه به اینکه این ستاره از زمین بسیار بزرگ‌تر است ولی بازهم یک کلان‌جرم محسوب نمی‌شود پس تنها 66 ثانیه در هر سال زمان اضافی به دست می‌آورد. برای به دست آوردن چنین اتساع عظیمی که یک ساعت برابر با هفت سالِ زمین باشد به میدان جاذبهٔ بسیار پرقدرتی نیاز است و شما در واقع باید به شعاع شوارتزشیلد جسم مورد نظر نزدیک بشوید؛ که همان افق رویداد یک سیاهچاله است. در عمل سیاره‌ای با چنین جاذبه‌ای وجود ندارد، و اگر بخواهید روی سطح چنین سیاره‌ای فرود بیایید، جاذبه چنان قوی خواهد بود که شما را له می‌کند. این اعداد و ارقام اصلاً با واقعیت سازگاری ندارند.
سیاه‌چاله‌ها
سرنشینان سفینه در نزدیکی یک سیاهچاله به سیاره‌ای بر می‌خورند و تصمیم می‌گیرند که برای پرهیز از «ناحیه تغییر زمانی» آن را دور بزنند؛ آن‌ها طوری در مورد تغییر زمانی حرف می‌زنند که گویی مرز مشخصی دارد، ولی واقعیت امر به هیچ وجه اینگونه نیست و تغییر زمان حالتی تدریجی و پیشرونده دارد و در تمامی جهات نیز یکسان است. همچنین، اگر چنان میدان جاذبه قدرتمندی در کار بود، آنگاه خود سیاره به دلیل اختلاف جاذبه در طرفین خود نابود میشد. کشف سیاره‌ای پایدار در محدوده چنین میدان جاذبه قدرتمندی صرفاً ساخته و پرداخته تخیلات است و در عمل هرگز چنین چیزی رخ نمی‌دهد.
نمایش ظاهر سیاهچاله به صورت یک صفحه بزرگ از مواد نورانی که می‌چرخند و با کشش جاذبه بلعیده می‌شوند، قطعا در واقعیت ممکن است. ولی اگر سر از چنین مکانی در‌آورید، نخواهید توانست از تشعشعات این صفحه بسیار داغ که از خود اشعهٔ گاما پخش می‌کند یا کشش جاذبه‌ای که برشما اعمال می‌شود، جان سالم بدر برید. وقتی نزدیک سیاهچاله هستید، جاذبه‌ای که به پا‌هایتان اعمال می‌شود آنقدر از جاذبه‌ای که به سرتان اعمال می‌شود بیشتر است که مثل اسپاگتی کش می‌آیید و تبدیل به رشته‌ای از ماده می‌شوید. در فیلم هیچ اثری از چنین اتفاقی به چشم نمی‌خورد.
نتیجه‌گیری
ما واقعا نمی‌دانیم که سفر بین ستاره‌ای چگونه است، پس تضمینی برای گمانه‌زنی‌هایی که در این زمینه می‌شود وجود ندارد. ساخت فیلم «ميان ستاره‌ای» در مقایسه با فیلم «جاذبه» بسیار پر زحمت‌تر است. ما می‌دانیم زندگی در مدار زمین چگونه است؛ مکانیک مداری مربوطه بسیار ساده است؛ پس فیلم «جاذبه» با راهنمایی صحیح توانست موارد فیزیکی را به درستی رعایت کند. «ميان ستاره‌ای» در پی آزمایش کردن موضوعات مهمتری است؛ بیشتر موارد علمی مورد اشاره هنوز ناشناخته هستند و اگر تلاش کنیم از مرز ممکن‌ها فراتر برویم، چنانکه سنت چنین فیلم‌هایی اقتضا می‌کند، بدون شک حاصل کار فاقد پشتوانهٔ علمی خواهد بود. ساده بگویم، کار سختی است!
