El agujero negro convertido en estrella de cine

THE SCIENCE OF INTERSTELLAR
Por Kip Thorne Thorne (prólogo de Christopher Nolan). W. W. Norton & Company, Nueva York, 2014.

Los admiradores de Einstein y aficionados a su revolucionaria teoría de la gravedad (la teoría general de la relatividad) estamos de enhorabuena este año. A las numerosas actividades, tanto especializadas como de divulgación, motivadas por el centenario de la formulación definitiva de la teoría en noviembre de 1915, se añade la publicación de un magnífico libro dedicado a explicar la abundante ciencia que subyace en Interstellar, la taquillera película de 2014 que tiene entre sus estrellas principales ni más ni menos que a un agujero negro, y que incluye secundarios de lujo tales como un agujero de gusano, ondas gravitacionales y un universo con cinco dimensiones.

El autor del libro, Kip Thorne, es un astrofísico y experto en la teoría de la gravedad del Instituto de Tecnología de California (Caltech), jubilado en 2009, que ya tenía experiencia en incorporar la difícil física de la relatividad a la ciencia ficción más exigente: aquella que difiere de la mera ficción fantástica en su decisión de respetar la ciencia que conocemos. En los años ochenta, Thorne había asesorado a su amigo Carl Sagan sobre cómo usar los agujeros de gusano en su novela Contact, llevada a la pantalla en 1997 en una película que tiene muchos elementos en común (actor protagonista incluido) con Interstellar.

Thorne nos narra la génesis del proyecto de Interstellar: en 2005, junto con la productora cinematográfica Lynda Obst, comenzó a jugar con la idea de realizar una película en la que las fascinantes y misteriosas propiedades de los agujeros negros desempeñasen un papel central. Tras muchas vicisitudes, el proyecto acabó en manos de los hermanos Nolan (el director Chris y el guionista Jonah), quienes se comprometieron a mantener el espíritu original de hacer una película en la que la ciencia estuviese presente de principio a fin.

Thorne impuso dos condiciones muy exigentes sobre el guion: primero, que nada en la película debería violar leyes científicas firmemente establecidas; segundo, que las especulaciones sobre leyes no comprendidas del todo deberían al menos tener un hilo de conexión con la ciencia posible. La tensión entre estos requisitos y las necesidades narrativas de la historia es palpable a lo largo de este libro. Tanto la película como la ciencia descrita en el libro tienen un comienzo sólido y prometedor, que progresivamente se hace más irregular y desemboca en un final con bastantes elementos confusos. Buena parte del libro es un intento de dar una interpretación científica honesta y plausible de aquello que en la pantalla solo se describe mediante imágenes o en brevísimas palabras. Creo que el lector se verá tan sorprendido como yo por el nivel de detalle científico implícito en secuencias que duran apenas unos segundos.

Si bien ha habido grandes películas con un tratamiento serio de la ciencia que involucran —desde la genial 2001: Odisea del espacio hasta la más reciente Gravity— creo que Interstellar marca un hito en el género por la diversidad y densidad de conceptos científicos y la finura con la que son tratados. No solo cubre una gran variedad de física gravitatoria; Thorne nos habla de una reunión de ocho horas que mantuvo en Caltech con astrobiólogos, planetólogos, físicos teóricos, cosmólogos, psicólogos y un experto en política espacial, con el fin de discutir ideas y objeciones que deberían tenerse en cuenta. Así, cuestiones como la posibilidad de una catastrófica plaga que en unas décadas arruine las cosechas de toda la Tierra, o la geología y condiciones para la existencia y evolución de la vida en los planetas que visitan los astronautas, fueron sometidas a escrutinio con el fin de evaluar su plausibilidad y certificar que, cuando no probables, al menos estuviesen dentro de lo que la ciencia nos dice que no es imposible.

Ese respeto a la ciencia ha hecho que las bellísimas imágenes del agujero de gusano cercano a Saturno, del viaje de los astronautas que lo atraviesan, y de Gargantúa, el gigantesco agujero negro junto al que posteriormente aparecen, hayan sido generadas siguiendo las matemáticas de la teoría de Einstein, recurriendo a mínimas licencias artísticas para su adaptación a la pantalla. No sé de otro caso en el que la preparación de una película comercial haya dado lugar a un artículo publicado en una revista científica especializada («Gravitational lensing by spinning black holes in astrophysics, and in the movie Interstellar», por O. James, E. von Tunzelmann, P.Franklin, K.S.Thorne en Classical and Quantum Gravity, vol. 32, n.^o 6, art. 065001, 2015).

De entre los fenómenos científicos que se detallan en el libro, hay dos con los que disfruto especialmente al explicarlos a los amigos que han visto la película. El primero es esencial para la más potente fuente de tensión en la historia: el tiempo en la vecindad de Gargantúa transcurre a un ritmo mucho más lento que en la nave que queda a cierta distancia de él, o que en la Tierra (se nos dice que una hora en el planeta de Miller equivale a siete años en la Tierra). Por increíble que parezca, este efecto entra dentro de la «ciencia bien establecida» de la película.

Ya en 1959 se verificó experimentalmente que, cuanto más intensa es la gravedad, más lento discurre el tiempo. Un reloj en la planta baja de un edificio se retrasa cada día 200 billonésimas de segundo (200×10^–12 segundos) respecto a un reloj en la azotea, donde, al estar 20 metros más lejos del centro de la Tierra, la gravedad es (muy levemente) más débil. Desde luego, este resultado es demasiado pequeño para que lo notemos y decidamos mudarnos al sótano con el fin de retrasar nuestro envejecimiento. Sin embargo, el mismo efecto se ha incorporado a nuestras vidas en los últimos años a través de la localización GPS. Esta se basa en la sincronización entre el reloj interno del aparato en nuestro coche y la señal emitida desde satélites que orbitan a 20.000 kilómetros de altura. La diferencia de altitud es ahora tal que el retraso diario es de 40 millonésimas de segundo. Si no se tuviese esto en cuenta, en pocos minutos el error en la localización de nuestro aparato de GPS sería de cientos de metros, lo que lo haría inútil para la conducción. Claramente, en la cercanía del intensísimo campo gravitatorio de un agujero negro el resultado será mucho mayor. Aun así, el lector del libro descubrirá que la magnitud del efecto requerida en la película no es fácil de obtener en las situaciones «realistas» más frecuentes en el universo. De todas maneras, encaja cómodamente dentro de lo admisible por las leyes de la física actual.

El otro fenómeno que me gusta discutir es la ola gigantesca que alcanza a los astronautas poco después de que se hayan posado en la superficie acuática del planeta de Miller. De nuevo, aquí tenemos la magnificación extrema de un efecto familiar. Todos sabemos que las mareas las causa la atracción gravitatoria que la Luna (y, en menor medida, el Sol) ejerce sobre la Tierra y sus océanos. Nos resulta entonces fácil entender que las mareas que un agujero negro produzca en un planeta próximo a él se manifiesten como olas descomunales. Pero hay otro efecto interesante implicado. La gravedad no solo desplaza el agua de los océanos, sino que también actúa sobre la roca del planeta. Al ser más rígida, esta reacciona distorsionándose y fragmentándose. En la Tierra, este efecto es muy pequeño, pero en Ío, la luna más próxima a Júpiter, el resultado es una gran actividad sísmica y volcánica. En el planeta de Miller, la intensa atracción del agujero negro sobre la parte rocosa del planeta da lugar a terremotos que originan enormes tsunamis como el que golpea a los astronautas en la película. De nuevo, la comprensión más completa del fenómeno involucra otros detalles finos que el lector encontrará explicados muy claramente en el libro.

La ciencia de Interstellar se vuelve mucho más especulativa en los dos últimos capítulos de esta obra, que coinciden con el desarrollo hacia el clímax de la película a partir del momento en que el astronauta Cooper cae al interior del agujero negro. Aquí Thorne nos introduce en ideas de la física teórica contemporánea (teoría de cuerdas, cosmologías con dimensiones adicionales y universos-brana) que, aunque no estén verificadas experimentalmente, son consistentes con las leyes establecidas y, por tanto, aceptables en la narrativa de ciencia ficción. Pese a que Thorne es un físico teórico muy distinguido y un divulgador avezado, en sus explicaciones se entrevé que estos temas no caen dentro de su especialidad. Esto, unido al carácter alejado de nuestra experiencia de las ideas que se manejan, hace que a partir de este punto el libro resulte más difícil para el lector, que a menudo se ve abocado a «tragar sin digerir» muchas de las ideas que se discuten. Pese a ello, en esto apenas difiere de la mayoría de las publicaciones divulgativas sobre estos temas, y Thorne consigue excitar la imaginación del lector con ideas muy sugerentes.

En los tramos finales del libro, la especulación bordea de manera peligrosa el límite de lo que creemos científicamente posible. En particular, la idea de que se puedan enviar señales gravitatorias al pasado (aun a través de una quinta dimensión) es algo que, creo, la mayoría de los físicos teóricos consideramos muy probablemente incorrecta y tal vez contradictoria con la física de nuestro universo. De hecho, he tenido la impresión de percibir entre líneas la incomodidad de Thorne al tener que justificar, por imperativos del guión, algo que él mismo encuentra difícil de defender. Probablemente sea más adecuado —como él mismo sugiere— que, en lugar de verlo como una mancha en una película con aspiraciones de impecabilidad científica, lo tomemos como una licencia al servicio de una buena historia que se mantiene siempre muy por encima del nivel de rigor habitual en el género.

Thorne nos revela muchos otros detalles menores que escaparán a buena parte del público, y en cuyo tratamiento esta película es también singular. Por ejemplo, las ecuaciones que aparecen en las pizarras no son simplemente caricaturas matemáticas (con muchas raíces cuadradas, símbolos de integral, etcétera, dispuestos más o menos al azar), sino que corresponden a ecuaciones genuinas que describen la dinámica de la gravedad y las dimensiones adicionales, sacadas de los cuadernos y artículos de físicos de Caltech. Uno de los momentos privadamente más memorables para algunos de nosotros es aquel en que Murph (Jessica Chastain) comienza a escribir en una pizarra la «acción efectiva de la teoría de cuerdas a bajas energías», correctamente y en toda su gloria.

Por desgracia, este esfuerzo tan loable por no caricaturizar la ciencia corre el riesgo de irse al traste cuando se representa la tarea de los científicos: resulta muy poco creíble, por no decir grotesco, que «la solución» que el profesor Brand (Michael Caine) encontró muchos años atrás para «la ecuación de la gravedad» contenga un error del que solo él, y nadie más, se había percatado. Los científicos geniales indudablemente existen, pero sus descubrimientos siempre han sido asimilados con rapidez y escrutados por colegas extremadamente capaces que pueden detectar sus posibles problemas. Es una pena que Thorne haya consentido que la tan manida como falsa imagen del genio individual con ideas fuera del alcance de los demás mortales aparezca en una película con la ambición y logros de Interstellar, y que no se haya preocupado de desmentirla en su libro.

En definitiva, me parece indudable que las virtudes únicas tanto del libro como de la película compensan sobradamente sus defectos e irregularidades, y los convierten en adiciones indispensables a la colección de cualquier buen aficionado a la ciencia moderna y a la más ambiciosa ciencia ficción. Una excelente manera de celebrar el centenario de uno de los mayores logros intelectuales de la humanidad.