"Interstellar i nauka" to książką wyjątkowa, przede wszystkim ze względu na jej ścisłe powiązanie z filmem. Autor, Kip Thorne, to wybitny astrofizyk i obok Feynmana, uczeń Johna Wheelera. Projekt realizacji filmu, z wykorzystaniem wprost osiągnięć współczesnej nauki, to efekt jego kilkuletnich starań. Stąd książka, która wszystkie zawiłości filmowe miała wyjaśniać, musiała być pieczołowicie przygotowanym tekstem. Pasja, w jak najwierniejszym opisaniu świata filmu i osiągnięć nauki, wyczuwalna jest na każdej stronie książki.

Ze względu na wielość odniesień w książce do fabuły filmu "Interstellar", zalecane jest wcześniejsze zapoznanie się z dziełem Nolana (chyba, że ktoś i tak nie planuje ogladać, bo interesują go tylko naukowe ustalenia w książce). Dydaktycznie najlepszym zabiegiem, było zastosowanie w książce oznaczeń dla różnych partii tekstu. Pewne części to naukowa prawda, inne to solidne hipotezy, zaś reszta do domysły (każdy rozdział ma odpowiednie przypisanie). Dość dobrze Thorne opisał różnicę w statusie tych emblematów; w jaki sposób dokonał rozróżnienia. To genialny zabieg, porządkujący materię książki.
Atutem "Interstellar i nauka" jest szata graficzna. Wszystkie rysunki są świetne, a kilka wprost oczarowuje! Bez nich trudno byłoby mi zrozumieć kilka wywodów, które normalnie prezentuje się poprzez równania. To duża sztuka - jak pokazać intuicyjnie bardzo zaawansowane treści. Thornowi się to udało.

Tematyka książki skupia się na kilku ekstremalnych zjawisk, wynikających z ogólnej teorii względności (OTW) Einsteina. Najwięcej miejsca autor poświęca na opisanie czarnych dziur, sposobach ich powstawania, fizycznych własnościach i wyglądzie otoczenia wokół tych pułapek materii. Pojawiają się również opisy fal grawitacyjnych. Dostajemy wyjaśnienie, czym jest czasoprzestrzeń i hiperprzestrzeń oraz jak OTW ma się do podróży w czasie przy użyciu tuneli czasoprzestrzennych (poprzez wnętrza czarnych dziur czy dzięki zastosowaniu dodatkowych wymiarów przestrzennych).

Jeśli miałbym komuś polecać najlepszy fragment książki, dla którego warto po nią sięgnąć, to byłyby strony o podstawach astrofizyki czarnych dziur (str. 50-125). Te kilka rozdziałów zawiera niesłychanie intuicyjny opis zakrzywienia przestrzeni, będący przygotowaniem do opisu morfologii czarnych dziur. Thorne opisał najpierw nierotującą czarną dziurę, następnie dodał obrót by ostatecznie 'dołożyć' dysk akrecyjny. Pokazał dowód na istnienie czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej. Następnie wyjaśnił jak wyglądałoby gwiezdne niebo z zakrzywionymi torami światła wokół czarnej dziury. To trzeba zobaczyć i warto zrozumieć! Nie ma innej książki po polsku, która by te zawiłe obrazy opisywała bez wzorów! Na mnie, największe wrażenie zrobiły symulacje przejścia jednej czarnej dziury przed obrazem innej (str. 106). Genialne - co grawitacja robi z przestrzenią i w efekcie z plastycznie dynamicznym obrazem światła docierającego do naszych oczu. Jeśli do tego dodamy świetnie wytłumaczony opis powstawania otoczek materii w postaci dysku akrecyjnego (to pozostałość po 'zjedzonych' przez czarną dziurę gwiazdach), to całość daje niemal fachowy obraz świata fizyki ekstremalnych tworów, gdzie nawet światło jest uwięzione.

Niemal równie intuicyjnie Thorne przybliżył czym są tunele czasoprzestrzenne i pływy. Te drugie, na jednej z planet krążących wokół filmowej czarnej dziury, wywołują fale morskie wysokości ponad 1 km (str. 191-196)! Pośród rozsianych w książce perełek dydaktycznej perfekcji, na mnie wrażenie zrobiły intuicyjne opisy wyobrażenia sobie czwartego wymiaru i sposobu jego doświadczania w naszej rzeczywistości (str. 221-222). Równie pasjonująco czytało się o przekraczaniu horyzontu zdarzeń czarnej dziury (str. 286-287), które jest zjawiskiem zupełnie odmiennej natury dla obserwatora z zewnątrz i podróżnika wpadającego.

Końcowe partie książki, opisujące hipersześcian, w którym znalazł się filmowy bohater, są nieco trudniejsze (str. 292-303). Wymagają skupienia i pewnej przestrzennej wyobraźni. Jednak niezawodne rysunki są niezwykle pomocne. Warto trochę poświecić czasu na zrozumienie fizycznych podstaw dla możliwych podróży w czasie. Ten temat w literaturze jest eksploatowany od lat, a faktyczne ograniczenia umieszczają tę fantastykę w ramach dość dobrze zdefiniowanej rzeczywistości tego, co możliwe.

Podsumowując, książka jest fenomenalna. Całość warto przeczytać. Większość zaprezentowanych aspektów astrofizycznych jest daleka od codziennych zjawisk. Dlatego każdy element, który uda się przyswoić i zrozumieć, jest dużym sukcesem czytelnika. Jestem pewien, że warto o taką satysfakcję czytelniczą zawalczyć poprzez lekturę książki.
Sam film jest próbą znalezienia przez Ziemian, odpowiedzi na globalny kataklizm ekologiczny i dyskusją nad możliwą przeprowadzką ludzi na inną planetę. To fikcja, która kiedyś może jednak nas spotkać.
Poza czysto naukowymi wyjaśnieniami dziwów natury, dostajemy zaplecze produkcji filmu. Ciekawe były opisy wieloaspektowych konsultacji, obliczeń numerycznych i symulacji. Sam Thorne posiłkował się zdaniem biologów, kolegów fizyków i astronomów. Spędził długie godziny na weryfikacji potrzeb reżysera z ich możliwym fizycznym wyjaśnieniem. Pewne elementy zostały 'nagięte', o czym Thorne uczciwie pisze (na przykład asysta grawitacyjna, rozmiary liniowe Gargantui pokazane na ekranie czy problem pływów).

Gorąco polecam "Interstellar i nauka". Do trudniejszych partii będzie trzeba wracać, ale połowa książki to sama przyjemność. Po lekturze człowiek zostaje z przyjemna myślą, że tyle nowych rzeczy przyswoił, niemal bezwiednie i bez wysiłku!


SUPLEMENT I UWAGI

Choć książka jest właściwie aktualna, jednak ze względu na bezpośrednie zaangażowanie Thorna w projekt LIGO i poszukiwanie fal grawitacyjnych, należy wspomnieć o ich sensacyjnym wykryciu na początku 2016 roku. Zresztą autor kilkukrotnie wspomina, że to odkrycie 'wisi na włosku'. Teraz mamy dowód potwierdzający kolejne przewidywanie OTW. Fale grawitacyjne są faktem.

Uważnie czytałem tekst związany z kluczowym obiektem, czarną dziurą nazwana po rabelaisowsku, Gargantua. Thorne niestety nie wspomniał, że taki obiekt w rzeczywistości nie istnieje. To literacko-filmowy zabieg. Brak tego jednego zdania może powodować zamęt w głowach laików (być może założył, że to oczywiste, choć z pytań moich znajomymi wiem, że tak nie jest).
Poza tym zabrakło mi wyjaśnienia możliwych przeciążeń i ich wpływu na organizm człowieka, gdy autor opisał manewr hamowania w pobliżu 'pomocniczej' czarnej dziury (str. 87-89) z niebanalnym przyspieszeniu przy zmianie prędkości o -0,3c (czyli zmniejszenie jej 'tylko' o 90000 km/s).

Chyba najtrudniejszy fragment, to próba poradzenia sobie (na gruncie nauki) z problemem dodatkowego wymiaru przestrzennego, który nie byłby zawinięty i szybko stłumiłby rozpraszanie fal grawitacyjnych w dodatkowy wymiar. Thorne wprowadził kilka pojęć, które niełatwo intuicyjne opisać bez aparatu matematycznego. Zakrzywiona antydesitterowska hiperprzestrzeń i pomocnicze ograniczające ją brany, to wymagający uwagi fragment i chyba słabo się wkomponował w dominującą świetną narrację książki (str. 229-258).

Zabrakło mi również jednoznacznego wyjaśnienia, że rysunki opisujące chociażby okolice czarnych dziur są dwojakiego rodzaju. Jedne to zrzutowane 3-wymiarowe postaci 'naszej zwykłej' przestrzeni na dwuwymiarową kartkę (te wielokrotnie prezentowane 'lejki', np. strona 81) widziane z 'zewnątrz', czyli z 4-tego wymiaru hiperprzestrzennego. Drugie, to proste rzutowanie na 2 wymiary geometrii wokół czarnych dziur (np. str.96).

Dość mylące wydało mi się stwierdzenie, że "w przypadku czarnej dziury zakrzywienie jest w pełni odpowiedzialne za zakrzywienie" (str. 63). Tego nie rozumiem (specjalnie sprawdziłem oryginał i tam sens tego fragmentu jest równie enigmatyczny). Równania pola OTW zawierają z jednej strony tensor Riemanna, opisującego krzywiznę przestrzeni, z drugiej jest tensor energii-pędu opisujący rozkład mas. Z opisu Thorna wynika, jakby zapomniał o drugiej stronie równania i masie! Daleko mi do wiedzy autora o teorii Einsteina, więc nie wejdę z nim w bezpośrednią polemikę, oddam jedynie głos jego mentorowi, Johnowi Wheelerowi, który tak opisał sens OTW, idący w poprzek stwierdzeniu Kipa:

"Spacetime tells matter how to move; matter tells spacetime how to curve. [Czasoprzestrzeń dyktuje masie jak się poruszać; a masa dyktuje czasoprzestrzeni jak się zakrzywiać.]"

"Interstellar i nauka" to książką wyjątkowa, przede wszystkim ze względu na jej ścisłe powiązanie z filmem. Autor, Kip Thorne, to wybitny astrofizyk i obok Feynmana, uczeń Johna Wheelera. Projekt realizacji filmu, z wykorzystaniem wprost osiągnięć współczesnej nauki, to efekt jego kilkuletnich starań. Stąd książka, która wszystkie zawiłości filmowe miała wyjaśniać, musiała...