Maandag 04/07/2022

Zwarte gaten

'Interstellar': meer science dan fiction

Een 'hoofdpersonage' in de film is het zwarte gat Gargantua. De vervorming van tijd, ruimte en licht door zwarte gaten werd nog nooit zo precies gesimuleerd. Beeld rv
Een 'hoofdpersonage' in de film is het zwarte gat Gargantua. De vervorming van tijd, ruimte en licht door zwarte gaten werd nog nooit zo precies gesimuleerd.Beeld rv

Voor het eerst leidt een sciencefictionfilm tot echte wetenschap. Kaskraker 'Interstellar' levert nieuwe inzichten op in zwarte gaten. Het team dat de visuele effecten creëerde, publiceert daarover in een vakblad. "Dit werk kan zorgen voor een beter begrip van donkere materie."

Barbara Debusschere

Hoe correct geeft 'Interstellar' zwarte gaten, wormgaten en andere ruimtefenomenen weer? Daar wordt heftig over gediscussieerd. Nu blijkt dat de film behoorlijk wetenschappelijk verantwoord is. In de nieuwste editie van het vakblad Classical and Quantum Gravity staat een paper door het team dat de 'diepe ruimte' in de kaskraker mee vormgaf. 'Vervorming door de zwaartekracht nabij draaiende zwarte gaten in de astrofysica en in de film Interstellar', luidt de titel.

Een 'hoofdpersonage' in de film is het zwarte gat Gargantua, dat rondtolt aan bijna de lichtsnelheid. De enorme kracht van het zwarte gat vervormt ruimte, tijd en licht in de buurt. Het team wetenschappers dat meewerkte aan de film, beschrijft nu in de paper hoe ze de beelden maakten die een idee moesten geven van die vervormingen - en hoe ze in dat proces tot nieuwe ontdekkingen kwamen. Hun bevindingen leren astrofysici hoe de vervorming van ruimte, tijd en licht in de buurt van, in dit geval zeer snel roterende, zwarte gaten eruitziet.

Uit hun simulaties blijkt dat je in de buurt van een zwart gat zoals Gargantua een nabije ster niet gewoon één keer ziet. Je ziet zo'n ster op die plek vele keren meer, tot dertien keer tegelijk, vanuit verschillende richtingen en langs één kant van het gat. Dat komt omdat het roterende zwarte gat de ruimtetijd (lengte, breedte, hoogte en duur) en ook licht in één wervelende beweging rond zijn middelpunt 'meesleurt' en lichtstralen vele keren rond hun eigen as draaien, zoals de lucht in een tornado. Het is voor het eerst dat zo'n precieze beeldsimulatie is gemaakt.

Ook de computercode die de onderzoekers daarvoor gebruikten is nieuw. De code kan van vele lichtstralen tegelijk berekenen hoe die door de verwrongen ruimtetijd reizen. "Dat is een welgekomen werkmiddel voor de astrofysica", zegt coauteur Oliver James.

Wetenschap + blockbuster

Een sciencefictionfilm die het zo ver schopt in de echte wetenschap, is uiterst zeldzaam. Maar in het geval van 'Interstellar' was het niet toevallig een theoretisch natuurkundige die met het idee voor de film op de proppen kwam: de Amerikaan Kip Thorne (California Institute of Technology). Hij is ook een van de auteurs van de nieuwe paper. Het was zijn droom wetenschap te combineren met een blockbuster.

"Fantastisch dat een Hollywoodproductie daarin slaagt. Ik ging naar de film kijken met mijn studenten, omdat het een prachtig vertrekpunt is om de algemene relativiteitstheorie van Einstein uit te leggen. De visualisatie van het zwarte gat is magnifiek en grotendeels wetenschappelijk correct", reageert theoretisch fysicus Karel Van Acoleyen (UGent).

"Wereldschokkend fysicanieuws is dit niet. Maar die vele beelden die je ziet bij een zwart gat, dat is geflipt en niet wat je spontaan zou verwachten. De auteurs laten trouwens ook weten dat onder andere de kleuren van al dat gekromde licht in het echt extremer zijn dan in de film en dat ze al de werkelijke gekte bij dat gat een beetje moesten afzwakken om het mogelijk te maken in filmtaal."

Ook collega Antoine Van Proeyen (KU Leuven) noemt het omzetten van de theorie in beeld opmerkelijk. "Al is er wel nog fikse discussie over de verschillende theorieën over zwarte gaten. Dit is dus hypothetisch. Maar zo'n exacte beeldsimulatie heb ik nog nooit gezien."

In een zwart gat springen

Over het belang voor zijn vakgebied zegt Van Acoleyen: "Hoe ruimte, tijd, licht door zwarte gaten verwrongen raken, is op zich zeer belangrijk voor ons begrip van de donkere materie in het universum. Als we weten hoe het licht van een ster 'geplooid' wordt, leer je hoe de ruimtetijd 'geplooid' is en dus welke materie er aanwezig is, inclusief de donkere materie die zelf geen licht uitstraalt."

"Wie weet leidt hun werk tot betere manieren om die afbuiging van het licht te beschrijven. Onze ultieme wens is eens in zo'n zwart gat springen. Naar wat aan de binnenkant gebeurt wordt vandaag veel onderzoek gedaan, maar hoe het eruitziet weten we nog niet. Al zijn we redelijk zeker dat we er geen oneindige boekenkast zullen aantreffen zoals in de film."

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234