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O que Interestelar acertou sobre buracos negros?

Quando o cinema decidiu calcular o impossível antes de filmá-lo.

Ilustração original de um buraco negro com disco de acreção luminoso e lente gravitacionalCIÊNCIA NO CINEMA

Interestelar transformou um dos objetos mais complexos do Universo em personagem central. Para construir Gargantua, a equipe de efeitos visuais trabalhou com o físico Kip Thorne e criou um programa capaz de calcular como a luz viajaria no espaço-tempo curvado por um buraco negro em rotação. O resultado não é uma fotografia do real, mas está muito além de um desenho inventado para o cinema.

Aviso: este artigo contém spoilers leves. A aparência de Gargantua tem física real; o que acontece depois da entrada no buraco negro continua no território da ficção.

Gargantua nasceu das equações

A equipe da DNEG desenvolveu o Double Negative Gravitational Renderer, ou DNGR, em colaboração com Kip Thorne. Em vez de assumir que a luz viaja em linhas retas, o sistema acompanhava feixes luminosos através do espaço-tempo de um buraco negro de Kerr — o modelo da relatividade geral para um buraco negro em rotação.

O trabalho foi detalhado posteriormente em um artigo científico. Os pesquisadores calcularam como estrelas distantes e o disco luminoso seriam deformados para uma câmera em movimento nas proximidades do objeto. Isso faz de Gargantua uma visualização baseada em física, ainda que adaptada para ser compreendida por quem está assistindo ao filme.

Por que o disco aparece acima e abaixo?

O disco de acreção está aproximadamente em um plano ao redor do buraco negro. Mesmo assim, a gravidade curva a luz que vem da parte de trás do disco e permite que ela chegue até o observador por caminhos diferentes. Por isso, enxergamos imagens do mesmo disco envolvendo a região escura, inclusive acima e abaixo dela.

Esse fenômeno se chama lente gravitacional. A NASA também representa buracos negros dessa forma: a luz do lado distante do disco parece se dobrar ao redor da sombra. Interestelar acertou justamente a característica que mais faz Gargantua parecer estranho aos nossos olhos.

A região escura é maior que o horizonte

O centro escuro visto na imagem não corresponde exatamente ao tamanho do horizonte de eventos. Parte da luz que passa nas proximidades é capturada, enquanto outra parte é desviada. A combinação cria uma sombra aparente maior que o próprio horizonte.

O filme também acerta ao não tratar o buraco negro como um aspirador cósmico. Uma nave suficientemente distante pode orbitá-lo, assim como planetas orbitam estrelas. O perigo cresce quando a trajetória se aproxima demais do horizonte e das intensas forças de maré.

O tempo realmente passa de forma diferente

A dilatação gravitacional do tempo é uma previsão real da relatividade geral. Relógios submetidos a campos gravitacionais diferentes não acumulam exatamente o mesmo tempo. Perto de um buraco negro, a diferença em relação a um observador distante pode se tornar enorme.

O princípio por trás do planeta onde uma hora corresponde a anos longe de Gargantua está correto. A proporção extrema apresentada pelo filme depende, porém, de condições igualmente extremas: um buraco negro supermassivo, girando muito rapidamente, e uma órbita situada numa região excepcional. É uma possibilidade construída no limite do modelo, não um cenário comum ao redor de buracos negros.

Onde a ciência entrega o roteiro à ficção

As cores e o brilho do disco foram simplificados. Os próprios autores do estudo explicam que efeitos de frequência, intensidade e movimento foram ajustados para tornar a imagem legível ao público. Uma representação estritamente física poderia mostrar fortes diferenças de brilho entre as regiões do disco.

A partir do momento em que Cooper cruza o horizonte, a ciência conhecida não permite enviar informações de volta para fora. O tesseract, a comunicação através da gravidade e a saída posterior são recursos narrativos. Buracos negros reais não são atalhos confirmados para outros lugares e nada que atravesse o horizonte pode retornar segundo a relatividade geral.

  • Acerto: a luz deformada pela gravidade.
  • Acerto: o disco aparecendo em múltiplas posições.
  • Acerto: o princípio da dilatação temporal.
  • Adaptação: brilho, cores e visibilidade do disco.
  • Ficção: o tesseract e a comunicação depois do horizonte.

FONTES CONSULTADAS

Para continuar explorando

  1. Caltech — Gravitational Lensing by Spinning Black Holes in Astrophysics, and in the Movie Interstellar
  2. NASA Science — Black Hole Basics
  3. NASA Science — Black Hole Anatomy
  4. NASA Science — What Happens When Something Gets Too Close to a Black Hole?
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