Interstellar (2014)

Även om helasituationen med planeter och neutronstjärnor i omloppsbana kring ett supermassivt svart hål är otroligt osanolik.
(FB) Fysik i ”Interstellar” (SPOILERS)

Det finns så klart saker man fått ändra på för filmupplevelsens skull. Exempelvis hur det svarta hålet ser ut från Millers planet. Den hade täckt hela 180 grader, dvs hela himlen på det avståndet. Den skulle egentligen befunnit sig innanför ackretionsskivan.

Angående böjd mark, så är det faktiskt så här man tänkt sig när man skapar artificiell gravitation i stor skala.

Angående just vågorna kan jag säga det att Millers planet med största sannolikhet skulle inte kunna existera från första början. Planeten befinner sig i den absolut ogästvänligaste platsen i universum,
i omloppsbana nära händelsehorisonten för ett supermassivt svart hål. I filmen har det svarta hålet namnet Gargantua.
Omloppsbanan ligger precis på den plats där centrifugalkraften och gravitationen från det supermassiva svarta hålet balanseras. Den sk ISCO (Innermost Stable Circular Orbit).
När det Gargantua roterar drar den med sig rumtiden, likt en virvel i vatten. Detta gör att planeten faktiskt skulle kunna befinna sig så nära, utan att slitas i stycken. Men, det får en annan effekt, nämligen att de relativistiska effekterna ökar enormt.
Skillnaden är en faktor av 60 000, vilket gör att tiden på planeten går 1/60000 så långsamt som för dom på Jorden.

Nu till det lite intressanta:
Om nu planeten befinner sig där, är omloppstiden 1.7 timmar. Planeten gör alltså ett varv kring det svarta hålet på under två timmar. Sträckan den färdas (något större än den yttre händelsehorisonten) är ca en miljard km. Det är samma sträcka jorden avverkar på ett år (300000000km*pi).
Hastigheten runt är då cirka halva ljusets hastighet.

Om dom på planeten skulle mäta hastigheten planeten färdas skulle de komma fram till att den gör ett varv på en tiondels sekund! Vilket så klart kan tyckas märkligt.
En miljard km på 0.1 sekunder? Det är bra mycket snabbare än ljusets hastighet. Poängen här är att eftersom rumtiden sveps med det otroliga rörelsemängdmoment Gargantua har, är hastigheten relativt rumtiden fortfarande under ljusets.

Vågorna då?
Ja du känner säkert till att vår måne är tidvattenlåst till Jorden, dvs att den vänder alltid samma sida mot oss. Mer eller mindre. Detta fenomen finns på många ställen i solsystemet.
Samma sak gäller Millers planet, den är väldigt nära det svarta hålet och vänder då alltid samma sida mot det svarta hålet. Men inte riktigt, planeten precis som månen visar mer än halva ytan under en rotation. Det i sin tur betyder att planeten närmare skakar när den rör sig snabbt runt Gargantua.
Planeten hade krossats av detta om det inte vore för att rumtiden dras med av rotationen.
Hela planeten knådas av tidvattenkraften och så även havet, allt detta sätter igång dessa enorma vågor som Kip uppskattat till 1.2 km höga.

Några andra saker om just planeten:

> Egentligen befinner sig Millers planet innanför den lysande ackretionsskivan, vilket skulle betyda att om man befann sig på ekvatorn på ena sidan hade hela himlen täckts av det svarta hålet. Andra sidan skulle lysa av den extremt varma gasen utanför omloppsbanan. Man valde helt enkelt att visuellt flytta ut planeten för att det ser snyggare ut på film. (Visst var animationerna av det svarta hålet schyssta?)

> Troligtvis kan inga planeter existera så som dessa i filmen. I verkligheten är Stjärndensiteten i centrum av galaxer otroligt hög. Många stjärnor passerar nära de svarta hålen som finns där och kastas ut igen i otroligt elliptiska banor. Planetbildningen låter orimlig.

> Samma sak gäller ackretionsskivan. Den hade troligtvis kokat bort haven på Millers planet.

Jag tolkade Triremers påstående om att "världen vänds upp och ned" i filmen bara pga att det skulle vara en häftig effekt. Det handlar i Interstellar naturligtvis av att skapa artificiell gravitation genom att rotera hela skeppet.