Join me today as we learn The Truth About Interstellar. Exploring the scientific phenomena of this film that underpin wormholes and black holes, explore the “real estate” of the Gargantua-Pantagruel system, and discover the realities of what happens when you bend spacetime to its extreme.Discover our full back catalogue of hundreds of videos on YouTube: https://www.youtube.com/@astrumspaceFor early access videos, bonus content, and to support the channel, join us on Patreon: https://astrumspace.info/4ayJJuZ
Chapter 1: What scientific concepts does Interstellar explore?
schwarze Höhlen, Wurmhöhlen und Zeitdilation. Alle Konzepte der Generalrelativität, die Christopher Nolan in seinem 2014-Film Interstellar in einer Art und Weise, die wir noch nie gesehen haben.
Während viele ihre grundlegende, wissenschaftliche Vorstellung über die Gefährdungen einer intensiven Zeitdilation ließen, da sein Gruppe von Astronauten in der Suche nach einem neuen Zuhause für die Menschheit Jahre in Minuten verloren haben, waren es sicherlich Elemente des Films und dessen Ende, die seltsam sahen. fliegende Wälder, die sich um Planeten drehen.
Dreckige Löcher, die man entern und nutzen kann, um sich über Zeit und Raum zu bewegen, mit gravitationellen Kräften. Interstellar war damals so, als ob es sich von der Wissenschaft in die Wissenschaftsfiktion drehte. Aber was ist die Wissenschaft und was ist die Fiktion? Was hat der Film richtig gemacht?
Wo hat es die künstliche Leistung genommen und sich von unserem aktuellen wissenschaftlichen Wissen abgewandt? Kann man wirklich eine dreckige Löcher benutzen, um Ideen über Zeit und Raum zu kommunizieren? I'm Alex McColgan and you're listening to the Astron Podcast. Join me today as we learn the truth about Interstellar.
We will explore the numerous scientific phenomena of this film that underpin wormholes and black holes, explore the real estate of the gargantua pantagruel system and discover the realities of what happens when you bend spacetime to its extreme. Für diejenigen von euch, die einen Erinnerung brauchen, fangen wir mit einem kurzen Plot-Recap an.
In dem Film wird eine Krankheit, die als Blut genannt wird, von den Pflanzen auf der Erde aufgenommen und sie startet, sie zu töten, schädigend die Bevölkerung und den technologischen Verlust, weil die Menschheit sich auf Farmen instead of Spacefaring konzentriert.
Unser Protagonist, ein früherer NASA-Pilot namens Cooper, findet sich an einer versteckten NASA-Base, wo sie auf Pläne arbeiten, um die Menschheit zu retten. Hoffnung ist in Form eines Wurmhöhls gekommen, einem Tunnel durch Spazietime, den sie vor einem halben Jahrhundert an der Orbit von Saturn entdeckt haben, der zu potenziellen habitablen Planeten geführt wird.
Im Film zeigen sie den Wurmhaufen nicht als Klischee-Portal, sondern durch Distortionen von Sternen nahe Saturn. So, hier haben wir unser erstes Stück Wissenschaft zu evaluieren. Diese Vorstellung eines Wurmhaufens macht Sinn.
Ein Wurmhaufen ist eine extreme Distortion der Farbe des Universums, ähnlich wie ein schwarzer Haufen, und würde nur wirklich durch das Licht nahe seinen Ecken sichtbar werden. Wurmhäuser sind interessant. Wir haben die Theorie und Mathematik hinter ihnen bereits bemerkt, dank von Einstein und Relativität.
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Chapter 2: How does time dilation affect the characters in Interstellar?
Obwohl dies virtuell unmöglich erscheint, hypothesisierte Dr. Thorne einen Süßspot, der existieren könnte, wo die zentrale Fugalforce des Planeten die gravitationelle Kraft ausbalanciert, die es nach innen drückt. Doch das echte Problem ist nicht die Orbit der Planeten, sondern die Formation der Planeten.
Is it even possible for smaller, slower objects to coagulate together to form a planetary body so close to a black hole? In 2019 a group of physicists showed it is possible, but only if the planet formed within the accretion disk. Dr. Thorne aligns with this in his book and takes it a step further, stating that it is actually not possible for Miller's planet to exist outside the accretion disk.
Dies präsentiert ein Problem, denn in dem Film sehen wir den Planeten, der weit über dem Akkretionsdisk orbitiert. Es ist in der falschen Richtung, was die Physik betrifft. Aber manchmal muss man eine kreative Leistung nehmen und auf Fiktion über Fakten entscheiden, um mehr visuell beeindruckende Bilder zu bekommen.
Nun, um unser nächstes Zeichen der Wissenschaft zu evaluieren, schauen wir uns an, was passiert, wenn die Crew auf Millers Planeten erreicht. Einige der Crew gehen auf den Planeten, aber in nur ein paar Stunden haben sie vor Jahrzehnten in die Zukunft geflogen, viel zu der Unreise der Crewmate, die sie hinterlassen haben, die diese Jahre auf normaler Geschwindigkeit leben mussten.
Diese Teil des Films ist absolut plausibel. Dies ist die Gravitationszeitdilation in Aktion und ist experimentell präzise. Die Gravitationszeitdilation ist ein Ergebnis des Ausbruchs des Spazietimes, das von massiven Objekten erzeugt wird. Time itself runs slower when you are gripped by stronger gravity. It even takes place here on Earth, between us and our orbiting satellites.
Much like the crewmate left outside the gravity well experiencing faster time, a clock placed at the orbit of GPS satellites records 45 extra microseconds per day compared to a clock on the Earth's surface. GPS must take this effect into account to get calculations of your position right. Wenn sie nicht da wären, würde deine Google Maps-Lokation schnell von deiner echten Position wegfliegen.
Es ist verrückt zu denken, dass die gleiche unterliegende Theorie, die Black Holes und Zeitreise erklärt, uns auch helfen, unsere Reise nach Hause zu finden, wenn wir verloren sind. Das ist in sich Nobelpreiswertig. Natürlich, in Interstellar wird der Effekt der Zeitdilation zum Extrem genommen. In dem Film passiert die Zeit auf Miller 60.000-mal schneller als auf der Erde.
Given where the planet is located, would time dilation actually be this severe? While researching this podcast, I came across differing opinions. Some think yes, it is possible, while others deny it, saying time dilation is only felt once you're inside the accretion disk, much closer than Miller's location in the film.
According to Dr. Thorne, for this kind of time dilation to be realistic, Gargantua would have to spin at 1 in 100 trillion parts slower than the maximum spin possible for a black hole of that size. Incredibly unlikely, but technically not impossible. We can't discuss Mellor's planet without discussing its waves. Being so close to Gargantua, it is under enormous tidal gravity.
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Chapter 3: What are the realities of black holes and wormholes?
Wahrscheinlich wäre die Hälfte der Welt Eis und die andere Hälfte super heiß. Aber wenn wir die Vorlesung von vorhin fortsetzen und akzeptieren, dass Millers Planet in der Mitte von Gargantuas Akkretionsdisk zu befinden war, dann wäre die Wärme nicht einmalseitig. Sprechend von Wasser, sprechen wir über Millers Wälder.
Die Film würde euch glauben, dass sich zu solchen intensiven Tide-Waffen zu den kolossalen Tide-Waffen, die wir auf dem Bild sehen, aufzunehmen. Sie können mit den Tide-Waffen hier auf der Erde vergleichbar sein, die von unseren Sonnen- und Mond-Gravitation-Waffen bedient werden, aber auf einer viel größeren Scale.
Dr. Thorne selbst ermittelt, dass der einzige Weg, um die Äquationen funktionieren zu können, ist, die Planeten von Miller zurück und zurück relativ zu Gargantua zu machen. Aber das würde einen dritten Körper benötigen, sehr nahe, wie ein weiteres großes Planeten, um seine Orbit zu halten.
Eine zweite Theorie, die er vorgibt, ist, dass die Tidal-Forcen die Kruste des Planeten zerstören, ledigend zu enormen Tsunamis. Aber das hängt immer noch von etwas ab, das den Planeten zerstört. Vielleicht der beste Miller-Analog, den wir kennen, ist Jupiters Mond, Europa.
So wie Millers Planet, hat Europa eine exzentrische Orbit, die aus der Gravität der anderen Galileaner Monden hervorgehoben ist. Diese Orbit kratzt auch ihre Kruste viel und schafft Tide in ihrem subsurface Ozean, die sich strecken und die Mondseite entschleunigen. Das Einzige, was hier zu beobachten ist, ist die Größe des Black Holes im Himmel aus der Sicht der Planeten.
In The Science of Interstellar sagt Dr. Thorne, dass Gargantua 100 Millionen Mal die Masse unseres Sonnens ist und dass dies bedeutet, dass das Black Hole die Hälfte des ganzen Himmels von Millers Planeten aufnehmen würde, um die Kalkulationen herauszufinden. However, Nolan decided to make it look smaller in the sky, so that it would appear more striking when it's the focus of the story later on.
Here is an example of where aesthetics won out over true scientific exactitude. Es gibt eine interessante Geschichte darüber, wie die dunklen Höhlen und die Wurmhöhle für die Interstellarität geschaffen wurden.
Mit echten Equationen, die von der generalen Relativität ausgetauscht wurden, hat das Special-Effects-Team ein Programm gegründet, das den Double Negative Gravitational Renderer, oder DNGR, genannt hat, der genau feststellt, wie Lichtbeam durch den zerstörten Zeitraum durchgehen würde. Das ist ein bisschen wie das Raytracing, das man in modernen Videospielen sieht.
Mit dieser Technologie kalkulieren die Computern, wie die Lichtstrahlen von einer Suche um die Umgebung springen, um zu simulieren, wie sie von verschiedenen Oberflächen absorbiert und diffusiert werden, um eine realistische Aussicht auf die Szene zu geben.
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Chapter 4: Can planets exist near black holes like Gargantua?
And the final version of Gargantua that appears in the film is based on the initial simulation, enhanced with just a bit of lens flare. It's a fascinating example overall of how science really played a massive part in the film's visuals, although apparently not the most important part. Ultimately, this was a film intended to entertain. Nicht speziell, um zu beruhigen. Nun zurück zu unserem Tour.
Allgemein, scheint Miller's Planet überhaupt nicht sehr nachhaltig zu sein, wie die Crew der Sicherheitsmission herausgefunden hat. Der Film hat das richtig gemacht, also folgen wir unserem Protagonisten zum nächsten Destination. Der zweite Planeten, den die Endurance-Crew besuchen, ist der Planeten des Menschen.
Es ist ein hartes, eisiges Weltfeld, das auch in Gargantua orbitiert, obwohl es nicht so nahe ist wie Millers. Hier gibt es keinen Hinweis auf Zeitdilation, aber es gibt andere unique Features, die diesen Planeten faszinierend machen.
Wie wir durch den Film herausgefunden haben, hat Dr. Mann Daten verweigert, um seinen Planeten mehr zu befriedigen, als er tatsächlich war, um von einem zukünftigen Crew zu retten. Er hat beklagt, dass es eine kreisende Oberfläche gab, mit flüssigem Luft und organischem Material, obwohl dies nie wirklich gefunden wurde. Anstattdessen scheint der gesamte Planeten ein gefrorenes Weltbild zu sein.
Ein großes, wie eine Spongelein-Netzwerk von Eisbäumen, Käfigen und Krebsen, die große Verzweigungen umfassen. mit gefrorenen Flüssen in der oberen Atmosphäre. Um gefrorene Flüsse zu bleiben, müssen sie weniger dünn als die Atmosphäre sein. Nenn mich einen Skeptiker, aber das scheint sehr unwahrscheinlich.
Dr. Thorne theorisiert, dass die Flüsse wahrscheinlich CO2-gefroren sind, das eine Densität von 1,55 Gramm pro Zentimeter kubisch hat, abhängig von der atmosphärischen Druck der Erde. Eine atmosphärische Atmosphäre mit Ammonium wäre knapp 0,00077 Gramm pro Zentimeter geübt.
Keine Chance, dreckiges Eis in Ammoniumgas zu fliegen, ohne dass die atmosphärische Druck auf die Menschheit sehr anders ist, als wenn diese Zahlen drastisch verändern würden. In jedem Fall geht der Film nicht über diese Erklärungen, also nehmen wir nur fest, dass die kreative Freiheit hier genommen wurde, um die visuellen Unterschiede zwischen Millern und Menschlichen Planeten zu emphasieren.
Es wird gedacht, dass diese Eisklauen sich verkleinern, ständig kühlen und evakuieren und dann wieder kühlen. Es wird gedacht, dass dies wegen der Exzentrizität der Orbit der Menschheit über Gargantua sein könnte, was die Planeten aufheben und abkühlen kann, abhängig davon, wie weit sie aus dem dunklen Loch kommen. Es scheint, dass Nolan mit Man's Planet viel künstliche Leistung genommen hat.
Wegen diesem ist es schwer, es in unserem Universum zu vergleichen. Bis jetzt haben wir keine Exoplaneten mit ammonierischen Atmosphären entdeckt. Wir haben jedoch viele kaltere Exoplaneten gefunden. Dieser Exoplanet, ein eiserner Super-Earth, 21.500 Lichtjahre entfernt, ist einer der kaltesten genannten Exoplaneten, die wir kennen, die Temperaturen so niedrig wie minus 220 Grad Celsius erreichen.
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Chapter 5: What are the limitations of wormholes according to scientific theories?
Wie manches Planeten ist es kein guter Kandidat für eine menschliche Kolonie. Schauen wir uns Edmunds Planeten an. Nachdem man den Planeten verlassen hat, haben Cooper und Brand genug Luft, um ihn zu Edmunds Planeten zu bringen, um den Star-Pantagruel ein Lichtjahr entfernt zu fliegen.
Nachdem Selings das Gargantua um 51 Jahre gekostet hat, wegen der Zeitverweigerung, jettet Cooper sich selbst, um sich von der Stärke aus zu bewegen und Dr. Brand an Edmunds Planeten zu bringen. Jedoch ist es unklar, wie Brand in den Orbit zu fliegen würde, um Edmunds Planeten zu fliegen. Eine Option ist, es um eine andere dunkle Höhle zu schlagen, aber das wird nicht im Film gezeigt.
Edmunds ist eine schwarze Planete mit Blumen und einer atemhaften Atmosphäre. Daraus versuchen wir es auch zu haben, eine Flusswasser-Source und eine biologische Sorge von Oxygen-Gas. Das könnte aus Soilbakterien kommen, die von der Erde kompatibel sind, seit der Film mit einer menschlichen Kolonie endet, die Edmunds-Planete populiert. Edmunds teilt viele Vergleiche mit der Erde.
Gleicher Gravität, flüssiges Wasser, flüssiges Boden und potenziell flüssiges Wasser. Es scheint auch nicht steil zu sein. Einige Interstellar-Fans vergleichen Edmunds mit einem ehemaligen Mars, als es Ozeane hatte. Wir könnten auch Edmunds mit Kepler-452b vergleichen, einem Exoplaneten, das ca. 1400 Lichtjahre in der Cygnus-Konstellation entfernt ist.
Annonciert im Juli 2015, ist es einer der am meisten ersteren ersteren Planeten, in Bezug auf sein Potential für Habitabilität. Es orbitiert eine G2-Type Sterne, wie unsere Sonne, und liegt in ihrer habitablen Zone. Sie hat eine Diameter von 1,6 Mal der Erde und orbitiert ihre Sterne in 385 Tagen.
Obwohl wir nicht wissen, ob Kepler-452b fertile Boden, Flügel oder flächendeckende Wasser hat, ist es unglaublich ähnlich wie Edmonds. Kepler-452b wird mit einer möglichen Liquidwasserfläche, ähnlich wie Edmunds Planeten, mit einer rockyen Oberfläche besorgt, die zeigt, dass es Kontinente, Ozeane und möglicherweise lustige Vegetation gibt.
Diese Features zeigen, dass beide Planeten komplexe Ökosysteme unterstützen könnten. Was noch? Beide Planeten werden Atmosphären haben, die Menschenleben unterstützen können. Kepler-452b's potenziell dünne Atmosphäre könnte flüssige Wasser und Temperaturen regulieren, ähnlich wie die flüssige Atmosphäre, die auf Edmunds Planeten gezeigt wird.
Am Ende des Films ist Edmunds Planet als eine verfügbare Option für die Kolonisierung der Menschen. Kepler-452b ist auch ein potenzielles Ziel für zukünftige menschliche Erfindung und Einrichtung. Wir müssen nur Hyper-Sleep-Pots entwickeln und einen nahen Wurmhaufen finden. Aber lasst uns von Edmund weitergehen. Wir haben die seltsamste, am mindbendendsten Szene des gesamten Films zu entdecken.
Der Teil, wo Cooper in den Black Hole kommt. Um die Mission zu retten und zumindest einige der Crew auf der letzten Planeten zu bekommen, muss Cooper sich selbst verletzen. sich in den Herzen des Black Holes zu zerstören, um anderen genug Momentum zu geben, um seine Gravität zu vermeiden. Ironisch ist dies aber nicht der bestimmte Schmerz, der zu Beginn erscheint.
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Chapter 6: How was the visual representation of Gargantua created?
Meistens, wenn Cooper in diese spezielle Zone eingefahren wäre, würde er plötzlich einen vorher unbekannten, massiven Spiegel von Radiation treffen, der ihn sehr einfach töten könnte, wenn er nicht schon von der Plasma- oder der Spaghettifikation-Inkretion gestorben wäre. Es gibt viele Möglichkeiten, zu sterben, wenn man in ein schwarzes Loch fällt.
Aber sagen wir mal, dass er über all das übernimmt. Könnte er dann tatsächlich diesen letzten Punkt versuchen, über Zeit und Raum mit der Gravität zu sprechen? Honestly, it's a little unclear. The physics beyond the event horizon is murky at best, so scientists don't really know for sure what happens down there.
But strangely, it does bear some passing resemblance to our current mathematical solutions on the subject. Our maths, as it stands, says that space curves so much that all the paths you can travel just lead you down deeper into the black hole. But there are some weird scenarios where you can end up arriving at points in your own past, which could allow you to influence what you do there.
Which brings us once again to the idea of paradoxes. Paradoxes are all through the film Interstellar. What if Cooper did something in the black hole that killed his past self – that's four kinds of dead now, for those keeping track – thus stopping himself from going back in time later? Then he would never have gone back to kill his past self, thus saving his past self's life.
But that would mean he was able to go back, so could kill himself. And on and on it goes in a circle. Der Film versucht, diesen Kreis umzusetzen, mit etwas, das als Bootstrap-Paradox genannt wird, wo alles im Film immer so passiert, wie es war, als es durch Zeitreise beeinflusst wurde.
Cooper hat den Black Hole benutzt, um Menschen auf der Erde Daten zu erlernen, die sie für eine Gravitations-Äquation benötigten, die sie ermöglichten, in erster Linie Cooper's Schiff zu launchen. Aber der Film zeigte, dass Coopers interdimensionale Veränderungen auch am Anfang des Films präsent waren. Cooper hat das getan, was er getan hat, und er hat es immer getan.
In einer Art und Weise schließt das den Weg. Aber das ist ein wenig unerfreulich, denn es öffnet immer noch die Frage, was hätte passieren können, wenn Cooper nicht mit dem Vergangenheitsteil von Gravitationsdaten teilnehmen würde. Es entfernt Freude. Sobald Cooper realisiert hat, dass er in einem Bootstrap-Paradoxe war, musste er tun, was er immer getan hätte, oder das ganze Ding würde zerstören.
Dies passiert noch breiter, als wir lernen, dass zukünftige Menschen, jetzt genügend vorangegangen, diejenigen waren, die den Tesserakt erschaffen haben, der die Menschen im ersten Moment retten konnte. Aber was, wenn sie entscheiden, ihn nicht zu erschaffen? Dann sind wir wieder im Paradox-Territorium, in dem das Universum eine Sache lösen muss, die im gleichen Zeitpunkt nicht stattfindet.
Wir haben in der Physik nicht wirklich eine Antwort darauf, was da passiert. Also ist das ein Bereich, in dem die Interstellarität weniger wissenschaftlich sicher wird. Jedoch macht es für eine bedrohliche Geschichte.
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Chapter 7: What happens on Miller's planet in the film?
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Untertitelung.
BR 2018
Chapter 8: What unique features does Mann's planet present?
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Vielen Dank.