La ciencia de Interstellar, una joya de la ciencia ficción

No puedo evitar hablar de la que, seguramente, es la mejor película de ciencia ficción que se ha publicado en los últimos años. Me refiero a Interstellar, de Christopher Nolan, que llegó a los cines en 2014. Aviso para navegantes, en este artículo habrá spoilers de la película. Es inevitable (como diría el Agente Smith en Matrix).

Interstellar tuvo un productor ejecutivo de lujo

Póster promocional de Interstellar.

Póster promocional de Interstellar.
Crédito: Universal/Warner Bros.

Antes de hablar de la película, quiero mencionar que Interstellar contó con Kip Thorne. Fue una de las personas encargadas de desarrollar el concepto de la película. En 2017 ganó un premio Nobel por el descubrimiento de las ondas gravitacionales. A él debemos que la ciencia de la película sea tan precisa como es. Evidentemente, hay ciertas licencias en algunos momentos y especulaciones. Pero el propio Thorne cuenta que su condición con Christopher Nolan fue que no se haría nada que violase las leyes de la física.

Con esto, Kip Thorne quería demostrar que se podía hacer una película que atrajese al gran público y que, al mismo tiempo, tuviese una base sólida en nuestro conocimiento de la ciencia. Eso sí, que sea una base sólida no quiere decir que toda ella sea fácil, ni mucho menos. De hecho, en aquel mismo año, Kip Thorne publicó el libro “The Science of Interstellar” (no sé si está en castellano) en el que explica muchas cosas que podrían pasar desapercibidas. Así como algunas que parecen ir en contra de lo que sabemos, cuando en realidad no es así.

Baste mencionar que los propios físicos se han encontrado con dificultades y cosas que no necesariamente conocían. No hay que olvidar que Kip Thorne no es ningún chaval. Tiene 77 años y lleva toda su vida dedicado al estudio de la relatividad y agujeros negros, entre otros temas. Dicho esto, entremos en materia. El artículo no va a ser excesivamente pormenorizado. Más que nada porque debo admitir que no recuerdo toda la película con claridad. Pero sí que puedo decir que hablaremos de los puntos más interesantes. Intentaré seguir el orden de la película.

Los inicios de Interstellar

Kip Thorne en 2007.
Crédito: Wikimedia Commons/Keenan Pepper

Así que si me salto algo, o lo menciono fuera de lugar, simplemente se trata de mi memoria jugándome una mala pasada. A partir de aquí, pongámonos con la película… Del tramo inicial creo que no hay demasiado que decir, aunque sí hay un par de detalles que mencionar. Por un lado, la plaga que asola los cultivos. En realidad, y yo por lo menos me quedé con esa idea, el mecanismo para obligar a la gente a abandonar el planeta no es tanto la ausencia de cultivo, sino la falta de oxígeno. Esos microorganismos se alimentarían de nitrógeno.

Por otro, cómo no, el agujero de gusano que aparece cerca de Saturno. Según explica la NASA en la película, fue colocado allí por “Ellos”. Parece ser algún tipo de criatura capaz de manipular un espacio formado por cinco dimensiones (en vez de cuatro). El papel de “Ellos” es importante en varios puntos. Este es el primero. Los agujeros de gusano son una posibilidad teórica. Es un fenómeno que no se ha visto en la naturaleza, pero nuestro conocimiento de la física dice que podrían ser posibles.

El tiempo de viaje hasta Saturno es de dos años, aprovechando la asistencia gravitatoria de Marte. Es decir, se acercan mucho a Marte para aprovechar la gravedad del planeta y ganar velocidad. En la travesía, la tripulación duerme mientras un robot controla los sistemas. Desde el punto de vista de nuestro desarrollo de la inteligencia artificial, TARS parece completamente posible. La parte del sueño suspendido es complicada de juzgar porque nunca se llega a describir cómo funciona. Pero científicamente no tiene por qué ser imposible.

El sistema de destino de Interstellar

Gargantúa, el agujero negro supermasivo de Interstellar.
Crédito: Universal/Warner Bros.

Respecto al destino, se nos cuenta que el agujero de gusano conecta el Sistema Solar con una galaxia. No se dice en ningún momento si se trata de una galaxia de este mismo universo o, por el contrario, está en un universo alternativo. Ambos casos son científicamente posibles. Sabemos que Gargantúa es un agujero negro supermasivo. Así que podemos suponer que está cerca del centro de su galaxia, o bien en el centro de su galaxia. Creemos que la inmensa mayoría de galaxias tienen un agujero negro supermasivo en esa región.

La otra posibilidad es que sea una galaxia en un universo distinto. Es una de las posibilidades que nos plantean los agujeros de gusano. Podrían comunicar dos lugares de un mismo universo o bien dos universos diferentes. No sabemos si existe el multiverso. La verdad es que el nombre de Gargantúa es perfecto. Una de las cosas que en la película no es evidente es que es un agujero negro con unas características realmente monstruosas. Tiene una masa de 100 millones de veces la masa del Sol. Es una bestia cósmica en todos los sentidos.

Como comparación, Sagitario A* (eso se lee “A estrella”), el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, tiene “solo” 4 millones de veces la masa del Sol. Además, Gargantúa tiene varias particularidades que tenemos que tener en cuenta para explicar lo que vemos. Comencemos primero por el propio agujero negro y lo que, seguramente, es la imagen más espectacular de la película. El gigantesco disco de material que le rodea…

Las particularidades de Gargantúa

Esta animación es una simulación del efecto de lente gravitacional, producido cuando un agujero negro pasa por delante de una galaxia.
Crédito: Wikimedia Commons/Urbane Legend

Digo bien, disco. Porque aunque no lo parezca, en realidad es un disco, que vemos extremadamente distorsionado. En realidad, el aspecto de Gargantúa vendría a ser el que se muestra en la animación que acompaña a este párrafo. Pero como los agujeros negros curvan el espacio a su alrededor, vemos en funcionamiento un mecanismo que se utiliza en el estudio de objetos extremadamente distantes.

Se trata del efecto de lente gravitacional. La inmensa gravedad de un agujero negro distorsiona todo lo que se encuentra por detrás de él y provoca una imagen compleja. Por eso parece que Gargantúa tenga a su alrededor algo más parecido a una corona que a un disco. Por cierto, ese disco, que vemos brillar con la fuerza de una estrella, es el que proporciona luz y calor a los planetas que orbitan a su alrededor. El detalle aquí es que no se trata de un disco de acreción. Es decir, el material de ese disco no está cayendo al agujero negro.

Esto es importante porque, si fuese así, las emisiones de rayos gamma y rayos X habrían aniquilado a los astronautas que viajaron al sistema. Por extensión, también acabaría con cualquier posibilidad de que hubiese algún planeta habitable al que la humanidad pudiese trasladarse. En este punto, Kip Thorne menciona que el disco de Gargantúa es “anémico y frío”. Hace tiempo que Gargantúa no devora material, pero el disco a su alrededor todavía no se ha enfriado. La temperatura es similar a la de la superficie del Sol y no emite radiación mortal.

El complicado reto del planeta de Miller

El planeta de Miller visto desde el espacio.
Crédito: Universal/Warner Bros.

Es una forma elegante de resolver algo que parecería imposible. Los discos alrededor de agujeros negros son totalmente reales. En este caso en particular, al no tratarse de un disco de acreción, si no me falla la memoria, Thorne menciona que solo brillaría un tiempo limitado. Desconozco si ese tiempo limitado sería siglos o milenios, pero en cualquier caso, Gargantúa es uno de los puntos de la película del que hablaré varias veces más. El primer objetivo de Cooper y los suyos es el planeta de Miller, que nos plantea varias cuestiones complejas.

Por un lado, el planeta de Miller está tan cerca de Gargantúa que una hora en su superficie equivale a 7 años lejos de allí. Aquí nos encontramos con el primer dilema. A la distancia a la que estaría el planeta, la gravedad del agujero negro supermasivo lo habría destrozado. Esto lo resuelve Kip Thorne planteando que Gargantúa es un agujero negro en rotación. Bajo este marco, existe una órbita, a una distancia muy concreta (esto creo que es lo que obliga a Thorne a estimar que Gargantúa debería tener esa masa) que sería perfectamente estable.

Cuando hablo de agujero negro en rotación, quiero decir que gira sobre sí mismo al 0,9999999999999991 (si no se me ha ido ningún número, que no lo descarto) del máximo posible que podría alcanzar. Ademas, tenemos que hablar de un viejo amigo: Einstein y su relatividad. Porque entramos en el terreno de la relatividad. Tengo que decir que eso de que el agujero negro esté en rotación no es un detalle menor. Desde el punto de vista de la física, eso complica los cálculos notablemente. Es completamente diferente a un agujero negro estático.

El papel de la relatividad en Interstellar

Los astronautas en el planeta de Miller.
Crédito: Universal/Warner Bros.

El bueno de Albert Einstein nos descubrió que, al viajar a velocidades cercanas a la de la luz, el tiempo pasa mucho más lento para aquellos que van a velocidades más lentas. Lo mismo pasa cuando estamos en un lugar con una gravedad muy intensa (como cerca de Gargantúa). Aunque no es imprescindible leer el artículo sobre la relatividad (que he enlazado antes), te puede ayudar. Especialmente si todo eso de las diferencias en el paso del tiempo para unos y otros te da dolores de cabeza.

La relatividad es muy importante en todo lo que pasa en el planeta de Miller. Si no recuerdo mal, sabemos que la señal del planeta lleva años emitiendo que todo está bien. Sin embargo, cuando aterrizan, Cooper ve una ola gigantesca que se aleja de donde han aterrizado. Por raro que parezca, es muy posible que esa misma ola fuese la que, solo unos minutos antes (desde la perspectiva del planeta) había acabado con la doctora Miller. La gravedad del planeta es un 130% de la de la Tierra, lo que dificulta los movimientos de los astronautas.

También sabemos, o se puede deducir, que el planeta de Miller está en acoplamiento de marea con Gargantúa. Es decir, la misma cara apunta siempre hacia el agujero negro. La ola gigantesca, aunque lo parezca, no es un tsunami que recorre la superficie. Es más bien al revés. Podemos imaginar el planeta de Miller como un balón de fútbol americano. Esa ola gigantesca está provocada por la gravedad de Gargantúa. Así que lo que vemos es la consecuencia del planeta rotando. Porque, sí, está en acoplamiento de marea, pero tiene algo de rotación…

Un “tsunami imposible” y el planeta de Mann

El planeta de Mann.
Crédito: Universal/Warner Bros.

Digamos que es una pequeña “trampa” usada por Kip Thorne en Interstellar. Un planeta en acoplamiento de marea puede moverse ligeramente hacia delante y atrás. Provocando que la ola pueda golpear a los astronautas. Además, las olas explican el océano tan poco profundo que podemos ver. Las olas tienen un tamaño de un kilómetro de altura. Sin embargo, el resto del océano apenas llega a la altura de las rodillas. Este fenómeno lo explica. Probablemente, el planeta de Miller no tenga tierra firme. En cualquier caso, esta visita no sale demasiado bien.

La dilación del tiempo juega una mala pasada a todo el mundo. La señal de Laura Miller llevaba años funcionando bien, pero claro, en el planeta apenas había pasado una hora. Además, al volver a la nave, tras unas horas allí, Cooper descubre que Romilly ha pasado 23 años esperándoles. Las consecuencias ya las conocemos. Eso les obliga a elegir entre el planeta de Mann y el de Edmund. Mientras, en la Tierra, las cosas también han avanzado. Murph ya no es una niña, etc, etc.  Todo esto es consistente con la dilación del tiempo. No hay quejas posibles.

El planeta de Mann es el más interesante si nos atenemos a las palabras de Kip Thorne. No lo digo por la acción, ni las acciones de Mann (dicho sea de paso). Sino porque es, para él, el lugar con la mayor inconsistencia científica de toda la película. La complejidad del hielo. Resulta que Kip Thorne no cree que el hielo sea capaz de formar esas estructuras complejas que vemos en el planeta de Mann…  Como quizá recuerdes, Mann no logra encontrar la superficie. Solo nubes y nubes congeladas. El planeta no es habitable, se mire por donde se mire.

Hacia el desenlace de Interstellar

El planeta de Edmund.
Crédito: Universal/Warner Bros.

Esto nos lleva al desenlace de la película. Aquí volvemos a encontrarnos con la dilación del tiempo. Vayamos por partes. Por un lado, como quizá recuerdes, la nave está cayendo hacia Gargantúa y no hay posibilidad de volver a la Tierra. Además, queda el planeta de Edmund. Así que Cooper planea hacer lo mismo que se hizo con Marte para llegar a Saturno en solo dos años… pero usando a Gargantúa en este caso. La idea es aprovechar su inmensa gravedad para acelerar la nave y poder llegar hasta el planeta de Edmund para comprobar si es habitable.

La maniobra les obliga a acercarse tanto a Gargantúa que, aunque para ellos solo pasan unos minutos, en la Tierra pasan 51 años. Antes de hablar del gran acto final de Cooper, mencionaré brevemente algo del planeta de Edmund. Al llegar allí, descubren que el doctor ya había fallecido. Determinan que había muerto 77 años atrás, tras una avalancha, mientras estaba en esa cámara de sueño. Si sumamos los 23 años que pasan por la visita al planeta de Miller, y los 51 de la maniobra, descubrimos que Edmund falleció 3 años antes de que llegasen al sistema.

En cualquier caso, esto nos lleva ya al final de Interstellar. Al momento quizá más complicado de describir. Aquí sí que nos encontramos con una licencia narrativa más pura. Pero vayamos por partes. Lo primero de todo, Cooper cae al interior de Gargantúa sin morir. Esto puede sonar extraño si tenemos en cuenta que nos dicen que un agujero negro nos convertiría en un espagueti por la diferencia entre la gravedad que sentimos en nuestros pies y en nuestra cabeza. Eso es cierto… pero no se aplica en agujeros negros supermasivos.

Agujeros negros y teseractos

El teseracto.
Crédito: Universal/Warner Bros.

Al ser tan sumamente grandes, la diferencia de gravedad que sentimos entre un punto y otro es mínima. Algo que no sucede si fuese un agujero negro de masa estelar. Es decir, provocado por el colapso de una estrella muy masiva al final de su vida. Así que Cooper sobrevive. En el interior de cualquier agujero negro supermasivo, sabemos que hay un punto, su centro, en el que se encuentra la singularidad. Que no deja de ser una manera elegante de decir que no sabemos muy bien qué pasa ahí, porque nuestra comprensión de la física deja de funcionar.

En teoría, Cooper debería haber fallecido al llegar a la singularidad. Sin embargo, en vez de caer a la singularidad, llega a un lugar completamente diferente. Al teseracto. Aquí es donde volvemos a encontrarnos con “Ellos”. Porque cabe suponer que son los responsables. Un teseracto es, en realidad, el nombre que damos a un cubo al proyectarlo a cuatro dimensiones. Todo esto me lleva, elegantemente, a este artículo que publiqué, hace algún tiempo, sobre Planilandia y el teseracto.

El caso es que el teseracto, en Interstellar, es una forma de comunicación de “Ellos”. Al ser seres de cinco dimensiones ven el tiempo como una dimensión completa más. Es decir, pueden ver todos los momentos en el pasado, presente y futuro. Cooper lo utiliza para comunicarse con el pasado. Así, comprende que él era el “fantasma” del que hablaba su hija al principio. Se comunicaba a través del teseracto. Esto es altamente especulativo. No conocemos ninguna forma de comunicarnos con el pasado, ni de manipular un espacio con más de cuatro dimensiones.

El final de Interstellar

La Estación Cooper.
Crédito: Universal/Warner Bros.

Cooper insinua que “Ellos” quizá sean seres humanos de un futuro lejano. Puede que hayan llegado a acceder a toda la energía y recursos del universo. Algo que les permitiría manipular dimensiones más allá de las que podemos experimentar. Pero, como digo, es prácticamente ficción pura y dura. Del final de la película no hay gran cosa que decir. A estas alturas ya sabes por qué ha pasado tanto tiempo y Cooper se encuentra con su hija ya casi en su lecho de muerte.

Aunque sí que diré algo de la Estación Cooper (por cierto, en honor a la hija y no al padre como creía yo). La Estación Cooper es un cilindro de O’Neill. No tenemos la tecnología (pero ni de lejos) ni los recursos necesarios para pensar en su construcción. Pero todo al respecto es perfectamente plausible. No es científicamente imposible construir una colonia orbital. Aunque ahora mismo sea imposible con nuestra tecnología actual.

En definitiva, por todo esto, Interstellar es una de las grandes joyas de Hollywood en cuanto a fidelidad científica se refiere. Si es una buena película o no, argumentalmente hablando, ya os lo dejo a vosotros. A mí me gustó mucho y me pareció muy entretenida. Aunque también tengo algunas reservas con el argumento, porque no todo me convence. Pero eso es ya es una cuestión de apreciación personal y puramente subjetiva.

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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10 Respuestas

  1. Muy bueno, Alex. Me ha encantado.
    ¡Que siga la divulgación!

    Salud

  2. Buenas Alex,
    hace poco que te sigo y leo tus artículos, los cuales cabe decir que son muy interesantes y fáciles de comprender. A pesar de no ser un gran conocedor de la materia, disfruto y aprendo mucho con tus artículos. Me ha gustado mucho que analices esta película ya que aborda varios de mis temas favoritos, como son los agujeros de gusano, agujeros negros o colonias orbitales entre otro muchos que me fascinan.

    Un saludo.

  3. Miguel dice:

    Hola,Alex. Podría ser interesante que en próximos artículos comentases más película s.Lo dice un amante de la ciencia, y cinéfilo.

  4. Carlos dice:

    En su día fuimos toda la familia a verla, mi mujer y mis dos hijos mellizos (niño y niña). ellos tenían 12 años y les encanto, bueno, a todos. Fue maravilloso ver que la ciencia no desentona con una bonita historia de amor paterno-filial y de superación de las adversidades. en fin una peli maravillosa.

  5. javi dice:

    Lo de la forma cilíndrica de la Estación Cooper y la marea gigante para mi que también tiene mucho de homenaje/saludo a “Cita con Rama” de Arthur C. Clarke.

  6. A mí también me recuerda a “Cita con Rama”, es una película de “ciencia ficción dura” con sus puntos “hollywoodescos” pero buena en todos los aspectos. Un filme que recomiendo, gracias por el artículo y traernos este grato recuerdo, gracias.

  7. ischumi dice:

    De mis películas favoritas, aunque la gente se olvide que a pesar de tener un papel científico importante no deja de ser del genero ciencia ficción.
    Es una historia de amor.
    Un saludo!

  8. asolas dice:

    “La señal de Laura Miller llevaba años funcionando bien” Entiendo que ese es uno de los problemas en el guion. Exactamente como llega esa señal desde el planeta de Laura Miller?. Si en el planeta solo han pasado unos minutos cuantos mensajes emitio la sonda?

  9. perlita1 dice:

    Me ha parecido muy interesante este post. Ví la película hace varios años ya, pero me impactó por lo real , lo cercano a la ciencia. Gracias .

  10. Bonderman dice:

    Leído, tío!

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