L’astrofísic teòric Kip Thorne treballant amb Jessica Chastain al plató de la interestel·lar(Crèdit: Kip Thorne a través de la revista Wired)
Durant un segle des que Albert Einstein va publicar per primera vegada la seva innovadora teoria general de la relativitat, les principals ments del món han intentat descobrir si les prediccions derivades de la seva teoria es mantenen reals. Una d’aquestes ments, Kip Thorne, ha dedicat la seva carrera a investigar l’afirmació d’Einstein que les ones gravitacionals existeixen i és considerat el principal expert mundial en la matèria. Thorne està ara a la cúspide d'un dels avenços científics més sorprenents de la història humana moderna: el detecció d’aquestes ones .
Com a professor de física teòrica a l'Institut de Tecnologia de Califòrnia, Thorne va publicar nombrosos llibres i articles sobre teoria gravitatòria. El 1984, Thorne va cofundar el projecte LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) que utilitza làsers per mesurar petites distorsions en el teixit de l'espai-temps, distorsions que podrien ser causades per les ones gravitacionals.
El 1994 va escriure el guardonat Black Holes and Time Warps: Einstein’s Outrageous Legacy, un llibre que connecta el públic principal amb el seu complex camp d’estudi. Una dècada després, Thorne es va convertir en l'assessor científic de Interestel·lar i va proporcionar les matemàtiques necessàries per proporcionar amb precisió les grans visuals de la pel·lícula. També va publicar La ciència de la interestel·lar amb un davanter de Christopher Nolan.
El 14 de setembre de 2015, científics que treballaven a dos llocs de detectors LIGO bessons a Livingston, Louisiana i Hanford, Washington, van jurar secret quan les dades inicials van indicar la detecció d’un violent esdeveniment còsmic ocorregut fa molt de temps. Després de mesos comprovant i comprovant de nou les dades, i amb notícies que començaven a filtrar-se al públic, investigadors dels laboratoris LIGO de CalTech i del MIT van anunciar la detecció extraordinària de les ones gravitacionals. Com a nova finestra de l'univers, les ones han revelat la fusió de dos forats negres fa gairebé 1.300 milions d'anys.
L'Observador es va asseure amb Kip Thorne abans que el seu col·laboració multimèdia amb el mestre VFX Paul Franklin i el compositor guanyador de l'Oscar Hans Zimmer Costat deformat de l'univers , per discutir sobre Einstein, les ones gravitacionals i el seu treball Interestel·lar .
Quina és la teoria de la relativitat general d’Einstein?
És un marc per a totes les lleis de la física, excepte les lleis quàntiques. La gent sol dir bé, és la seva teoria de la gravetat, però està molt més enllà. Va construir aquesta teoria per explicar la gravetat, però de fet aquesta teoria fa molt més que això. T’explica com totes les altres lleis de la natura encaixen en l’espai i el temps.
És la forma més exacta que sabem de descriure la natura en el que anomenaríem domini clàssic, que és tot, excepte quan arribem a allò més petit: coses com els àtoms i les molècules.
Com es connecta la teoria d’Einstein ones gravitacionals ?
Einstein va formular la seva teoria general de la relativitat en un esforç molt intens que va durar del 1905 al 1915 i va completar la teoria el novembre del 1915, fa poc més de cent anys. Després va començar a utilitzar la teoria o aquestes lleis que va desenvolupar per fer prediccions. Una de les prediccions més importants i l'última gran predicció que va fer va ser que les ones gravitacionals haurien d'existir. Va predir que el juny de 1916, de manera que ara estem parlant a només dos mesos del centenari de la predicció de les ones gravitacionals.
Va mirar les prediccions, va mirar la tecnologia del dia i va mirar coses que podrien produir ones gravitacionals a l’univers i va concloure que no tenia esperança que les veiéssim mai. Mai no tindríem la tecnologia suficientment precisa.
Es va equivocar. Els vam veure per primera vegada el setembre passat.
En la línia de temps des de les prediccions d’Einstein fins al recent descobriment de les ones gravitacionals, quin va ser el punt d’inflexió que va conduir a un avenç?
Doncs hi va haver uns quants punts decisius. Els dos punts decisius més decisius van ser de dues persones concretes. Joseph Weber, cap al 1960, va idear un enfocament que semblava que podria ser capaç de veure ones gravitacionals i va emprendre l’esforç per trobar-les. Va ser la primera persona que va qüestionar el dictamen d’Einstein que no tindríem la tecnologia per fer-ho. Weber no va veure ones gravitacionals. Va pensar que ho va fer durant un temps, però en realitat no els va veure. Les onades són més febles del que ell esperava, però va trencar el logjam de la gent pensant que no es pot fer i va inspirar els altres. Incloent-me.
El segon punt d'inflexió va ser un invent de Ray Weiss al MIT però amb les llavors d’aquesta idea que arriben abans de Mikhail Gertsenshtein i Vladislav Pustovoit a Moscou, Rússia. Ray Weiss va inventar aquesta tècnica que ara fem servir i era diferent de la tècnica de Weber. L’anomenem detecció d’ones gravitacionals d’interferòmetre i es basa en que les ones gravitacionals empenyen els miralls cap endavant i cap enrere. Mesureu la majoria dels miralls amb feixos làser.
Weiss ho va inventar i després va analitzar totes les principals fonts de soroll que hauríeu d’afrontar i va descriure com tractar-les. El 1972, va proporcionar un pla per al camí a seguir amb aquest tipus de disseny. Va ser un pla que es va modificar de diverses maneres, però no de manera enorme. Va ser realment un disseny que va resistir la prova del temps durant dècades com a guia per a una manera de fer-ho. Aquest va ser el punt d'inflexió més gran.
És força interessant perquè Ray és un noi modest i va tenir la idea que no hauria de publicar-ho a la literatura habitual fins que no hagués descobert les ones gravitacionals. Per tant, va escriure aquest article que crec que és el document tècnic més potent que he llegit mai. El va escriure i el va publicar en una sèrie d'informes interns del MIT. Estava fàcilment disponible per a persones com jo que estaven interessades en el tema. L’havíeu d’anar a buscar perquè no estava disponible a la literatura habitual.
Què passa ara amb aquest camp ara que s’han detectat ones gravitacionals?
Bé, això és realment només el principi. Quan Galileu va entrenar per primera vegada el seu telescopi òptic sobre el cel i va obrir l’astronomia òptica moderna, aquesta va ser la primera de les finestres electromagnètiques de l’univers: la llum. Utilitzem la frase ‘finestra’ per indicar determinades tecnologies que utilitzem per buscar radiació amb una regió de longitud d’ona determinada. A la dècada de 1940 va néixer la radioastronomia, mirant amb ones de ràdio en lloc de llum. A la dècada de 1960 va néixer l’astronomia de raigs X. Als anys 70 va néixer l’astronomia de raigs gamma. L’astronomia infraroja també va néixer als anys seixanta.
Aviat vam tenir totes aquestes finestres diferents que semblaven amb ones electromagnètiques però amb diferents longituds d'ona. L’univers té un aspecte molt diferent a través d’un radiotelescopi i un telescopi de raigs X que no pas amb la llum. El mateix passa amb l’astronomia de les ones gravitacionals.
S’utilitzaran les ones gravitacionals per explorar l’univers?
Això és el que estem fent ara. Ara ho fem a LIGO. Hem anunciat el descobriment de dos forats negres que xoquen. N’hi haurà més i veurem molts altres tipus de fenòmens, però només els veiem amb ones gravitacionals que tenen un cert període d’oscil·lació. Un període d’uns quants mil·lisegons. En els propers 20 anys veurem ones de gravitació que tenen períodes d’hores. 
El laboratori LIGO de Livingston, Louisiana (esquerra) es va utilitzar per detectar ones gravitacionals que emeten per la col·lisió de dos forats negres (il·lustrat a la dreta).Crèdits: LIGO
Amb detectors similars a LIGO que volen a l’espai, probablement en els propers 5 anys veurem ones gravitacionals que abasten anys utilitzant una tècnica de radioastronomia que implica el seguiment d’allò que anomenem Pulsars.
Probablement veurem dins dels propers 5 anys, segurament els propers 10 anys, ones gravitacionals amb períodes gairebé tan llargs com l’edat de l’univers. A través de patrons que fan al cel que anomenem fons còsmic de microones.
Tindrem quatre finestres d'ones gravitacionals diferents obertes durant els propers 20 anys i cadascuna d'elles veurà alguna cosa diferent. Provarem amb això el naixement de l’univers. L’anomenada ‘era inflacionista’ de l’univers. Provarem el naixement de les forces fonamentals i la forma en què van sorgir. Els veurem néixer en els primers moments de l’univers mitjançant ones gravitacionals. Veurem com xoquen els forats negres que ara estem fent, però xoquen enormes forats negres. Veurem que les estrelles es trenquen per forats negres.
Veurem només un ventall fantàstic de coses que mai no havíem vist mai, i això continuarà durant segles, com l’astronomia òptica durant segles. Això és només el principi.
Vostè va treballar amb Christopher Nolan i Paul Franklin per construir la ciència i la imatge darrere Interestel·lar. Quina precisió tenia el forat negre de la pel·lícula, Gargantua?
És la representació més precisa que ha aparegut en una pel·lícula de hollywood. Oliver James, que és el principal científic de Paul Franklin L’empresa Doble negatiu , amb certa insistència meva, vaig inventar una forma completament nova de fer imatges. Produeix imatges més fluides i més precises en aquest sentit. Això és el que necessiteu per a una pel·lícula IMAX.
Hem utilitzat un nou conjunt de tècniques, però amb un conjunt de tècniques més antic, els astrofísics han estat creant imatges com la imatge de Gargantua que es remuntava al 1980. Va ser feta per primera vegada per Jean-Pierre Luminet a França. Hi ha imatges de forats negres que s’assemblen a Gargantua, però poques vegades les heu vist a la literatura astrofísica. Els astrònoms no ho veuen realment amb els seus telescopis. 
Gargantua, el forat negre fictici representat a la pel·lícula Interstellar.(Crèdit: Warner Bros.)
Aquesta és la versió de més alta resolució, la versió més atractiva i la versió més captivadora. Però els astrofísics han realitzat representacions precises amb anterioritat.
A la pel·lícula, el professor Brand explica que quan Cooper torni del seu viatge interestel·lar, hauria resolt el problema de la gravetat. Quin va ser aquest problema?
A la pel·lícula, la Terra està morint biològicament i només queden uns quants milions de persones. La recerca del professor Brand i de la gent que treballa amb ell és esbrinar si és possible llevar a la Terra a les persones que queden de les colònies espacials. No tenien el poder del coet per fer-ho. Tenien el poder de construir colònies espacials a la Terra, però no tenien el coet per aixecar-les.
A la pel·lícula, hi ha anomalies gravitatòries que s’han produït de forma sobtada i aquesta estranyesa sobre la gravetat que ha començat a produir-se va suggerir al professor Brand que podria ser possible controlar la gravetat o canviar-ne el comportament.
El que volia fer era reduir la força gravitatòria de la terra el temps suficient per fer servir un petit coet per aixecar-nos. El problema llavors era aprendre a aprofitar aquestes anomalies. Veieu un exemple de l’anomalia al dormitori de Murph: el patró de pols que cau. Es pot aprofitar aquestes anomalies i, en realitat, reduir la gravetat de la Terra?
A quina distància es troba la humanitat dels viatges interestel·lars?
Crec que probablement ho farem però no en menys de tres segles. És molt molt difícil.
Hi ha idees sobre com podeu fer-ho, que consisteix generalment a col·locar persones en colònies espacials que duren generacions. Hi ha idees de propulsió que la gent ha tingut que em fan pensar que l’ésser humà l’aconseguirà en tres o quatre segles.
Llegiu la nostra entrevista amb l’artista d’efectes visuals guanyadora d’un Oscar Interestel·lar , Paul Franklin.
Robin Seemangal se centra en la NASA i en la defensa de l'exploració espacial. Va néixer i va créixer a Brooklyn, on resideix actualment. Troba’l a Instagram per obtenir més contingut relacionat amb l’espai: @not_gatsby.
