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El equipo detrás de los asombrosos efectos especiales de Interstellars iba en serio cuando se propusieron emular el espacio, los objetos celestes y los agujeros negros con la mayor precisión científica posible. En un artículo publicado en la revista Classical and Quantum Gravity, el equipo de efectos especiales describe detalladamente el innovador código de computadora que usaron para generar imágenes asombrosas, pero también para hacer nuevos descubrimientos científicos. Cada vez que una película de ciencia ficción arroja un nuevo avance científico, bueno, ¡sabes que es una buena!

Representando la ciencia de los agujeros negros

El agujero negro de Gargantua de Interstellar. Crédito: doble negativo

Los efectos especiales de Interstellars estuvieron a cargo de la compañía de efectos visuales con sede en Londres Double Negative. Las personas a cargo allí, por pedido del director Christopher Nolan, querían trabajar de la manera más realista posible, por lo que reclutaron al físico teórico de renombre mundial Kip Thorne, ex profesor de Caltech, para que los guiara hacia la simulación más precisa jamás realizada de lo que es un negro. agujero se vería como. Entonces, Thorne comenzó a generar ecuaciones que guiarían su software de efectos de la misma manera que la física gobierna el mundo real. Todos acordaron comenzar primero con agujeros de gusano. Se enviaron cientos de páginas y memorandos de un lado a otro y, al final, todo el esfuerzo valió la pena. Habían hecho una impresionante bola de cristal que refleja el Universo en sí mismo.

La ciencia ficción siempre quiere disfrazar las cosas, como si nunca estuviera contenta con el universo ordinario, dice Thorne. Lo que obtuvimos del software fue convincente desde el principio.

Diagrama de Thornes de cómo un agujero negro distorsiona la luz. Crédito: Kip Thorne

Los agujeros negros eran mucho más difíciles. Los rayos de luz que pasan cerca del agujero negro quedan atrapados y no pueden escapar. Por lo tanto, la región alrededor del agujero negro es un disco oscuro. Los rayos de luz que pasan un poco más lejos no son atrapados, pero sí doblados por la gravedad de los agujeros negros. Esto hace que el campo estelar parezca distorsionado, como en el espejo de una casa de la risa. También produce múltiples imágenes. Vería dos imágenes duplicadas de la misma estrella en lados opuestos del agujero negro, porque los rayos de luz que pasan por el agujero negro en cualquier lado se desvían hacia usted. De hecho, hay infinitas imágenes de cada estrella, correspondientes a rayos de luz que dan varias vueltas al agujero negro antes de llegar a ti.

Según Wired :

Los cineastas a menudo usan una técnica llamada trazado de rayos para representar la luz y los reflejos en las imágenes. Pero el software de trazado de rayos hace la suposición generalmente razonable de que la luz viaja a lo largo de caminos rectos, dice Eugnie von Tunzelmann, supervisor de CG en Double Negative. Este era otro tipo de física. Tuvimos que escribir un renderizador completamente nuevo, dice ella.

Algunos cuadros individuales tardaron hasta 100 horas en renderizarse, el cálculo sobrecargado por los bits flexibles de distorsión causados ​​​​por un efecto einsteiniano llamado lente gravitacional. Al final, la película rozó 800 terabytes de datos.

La teoría de la relatividad general de Einstein predice que todo objeto desvía los rayos de luz a través de su gravedad. Esto se llama lente gravitacional. Para nuestro Sol este efecto es muy débil, pero ha sido medido. Para objetos más masivos y distantes en el Universo, se han visto lentes mucho más fuertes. Sin embargo, aún no ha sido posible observar este efecto cerca de un agujero negro o fotografiar directamente el disco oscuro que rodea un agujero negro.

Gargantua

Representación del cilindro ONeill, una de mis tomas favoritas de la película. Está inspirado en el barco de Arthur C. Clarkes Rendezvous with Rama, un libro que recomiendo mucho.

Para su película, el equipo de Double Negative tomó un camino alternativo a los efectos especiales convencionales para películas espaciales. En lugar de seguir trayectorias de rayos de luz individuales, simularon haces de luz que demostraron ser excelentes para imitar las lentes gravitacionales. De hecho, su código es tan preciso que los astrofísicos están pensando en usarlo para modelar sus rarezas cósmicas.

Eventualmente, Double Negative ganó el premio gordo y presentó una de las imágenes más icónicas de la ciencia ficción, rivalizando con Space Odysseys Monolith: el agujero negro de Gargantua. El código de computadora generó el agujero negro, completado con su brillante disco de acreción con una claridad sin igual.

El coautor del estudio y científico jefe de Double Negative, Oliver James, dijo: Para deshacernos del parpadeo y producir imágenes suaves y realistas para la película, cambiamos nuestro código de una manera que nunca antes se había hecho. En lugar de rastrear los caminos de los rayos de luz individuales utilizando las ecuaciones de Einstein, uno por píxel, rastreamos los caminos distorsionados y las formas de los haces de luz.

El coautor del estudio, Kip Thorne, dijo: Este nuevo enfoque para crear imágenes será de gran valor para los astrofísicos como yo. Nosotros también necesitamos imágenes suaves.

Oliver James continuó: Una vez que nuestro código, llamado DNGR (Double Negative Gravitational Renderer), maduró y creó las imágenes que se ven en la película Interstellar , nos dimos cuenta de que teníamos una herramienta que se podía adaptar fácilmente para la investigación científica.

Aquí hay un dato interesante del periódico. Parece que Gargantua, aunque impresionante y bastante preciso, no es en realidad la interpretación más fiel de un agujero negro que pudieron hacer. La versión final de Gargantua presenta un código adicional que tiene en cuenta las enormes fuerzas de rotación que se crearían a medida que gira el agujero negro. Gargantua ahora se ve considerablemente diferente, con más materia arrojada por un lado, mientras que un observador vería un color diferente debido al efecto Doppler.

Una versión más precisa de Gargantua, publicada recientemente en un artículo científico. Crédito: PIO"