Interstellar: ¿ciencia ficción o realidad?

Es posible que hayas visto o tengas pensado ver "Interstellar", la película de Christopher Nolan estrenada el pasado 29 de octubre. Si es así, te recomendamos que eches un vistazo a este post donde te contamos de forma sencilla la base física de la película para que vayas al cine con la lección sabida, si es que piensas verla, o para tratar de comprender dónde comienza la ficción y donde acaba la ciencia. Ya te advertimos del spoiler, te damos nuestra opinión al final sobre lo que significa su última escena.

Algo tiene esta película que sales del cine preguntándote cosas sobre el Cosmos. En principio, esto es bueno. De hecho, es tan bueno que habrán aumentado las búsquedas en los motores de Internet sobre qué es un agujero negro, o un agujero de gusano o sobre la dilatación del tiempo. En nuestra opinión, "Interstellar" es una buena película, más allá de sus aciertos científicos y de sus desaciertos. En este artículo te vamos a ayudar a encontrar la "trampa" de Hollywood, el momento en que la ficción supera la ciencia. Si no tenemos muy claro cuál es ese momento, puedes salir del cine intentando explicar escenas que no tienen explicación racional posible en el Cosmos conocido. Son pura fantasía. Y, por ello, podemos acabar frustrados de no hallar el porqué del argumento. Comencemos por el principio. Desde aquí, SPOILER débil.

La Tierra (al menos la pequeña porción de Estados Unidos que se nos muestra) está agitada por nubes de polvo que provocan serias lesiones pulmonares en sus habitantes y que arruinan las cosechas. La especie humana abocada a la extinción. Ante semejante amenaza la NASA se pone manos a la obra para construir una nave capaz de enviar a humanos en busca de planetas habitables. La cinta no ahonda mucho en el escenario apocalíptico terrestre. Probablemente, porque no interesa a los guionistas. El mensaje que pretende transmitir hace que la trama se desarrolle por otros vericuetos.

Matthew Mc.Conaughey 2.0 en una interpretación emotiva y realista, en nuestra opinión, es el elegido por la NASA para tripular la misión hacia los planetas lejanos. Y, por suerte, la base secreta de la agencia le pilla bastante cerca de casa, mira tú qué suerte.

La nave "Endeavour"

Aquí comienza la película a nutrirse de argumentos científicos. Para realizar un viaje al Universo lejano, mucho más allá de nuestra galaxia, se requerirían muchos años. Incluso el film habla acertadamente de que viajar a Saturno nos llevaría por lo menos dos años. La galaxia de Andrómeda, una de las más cercanas a La  Tierra, se halla a 2,5 millones de años luz. Si pudiéramos viajar a la velocidad de la luz, aún nos llevaría un buen rato llegar a ella.

¿Cómo llegar entonces en un tiempo razonable? ¿Y si sólo tenemos unas pocas decenas de años para lograrlo si queremos salvar a la Humanidad? Bueno, hay una posibilidad remota que la Física Teórica contempla aunque nunca se haya visto ninguno: los agujeros de gusano. Hoy te irás a dormir sabiendo que el tiempo es deformable. Así, tal cual. Igual sabías que el espacio es deformable. Pues resulta que el tiempo también lo es. De hecho, desde ahora hablaremos del espacio-tiempo, ya que se hallan íntimamente ligados. No puedes ir a un sitio (cubrir un espacio) sin tardar algo de tiempo en llegar. También sabrás que vivimos en un mundo tridimensional, pero resulta que hay una cuarta dimensión: el tiempo. Puedes estar en un sitio, con unas coordenadas x, y o z, pero además estarás en un tiempo concreto. Y aunque podemos movernos y modificar las coordenadas espaciales, somos prisioneros del tiempo. Del tiempo presente. No podemos ir hacia adelante ni hacia atrás. ¿O sí?

Imaginemos que entre Madrid y París se alza de repente una enorme enorme cordillera alpina que pliega por completo el espacio que separa ambas ciudades, hasta llegar a acortar la distancia que las une a unos pocos kilómetros. Sí, es mucho imaginar, pero en caso de producirse semejante evento podríamos construir un túnel por debajo que permitiera llegar a París desde Madrid en pocos minutos. Es decir, podríamos cubrir mucho espacio sólo a costa de aumentar la velocidad o de disminuir el tiempo que tardamos en completar el trayecto. Ese túnel sería, en el contexto cósmico, un agujero de gusano. El ejemplo típico que suele ponerse para explicarlos y que refleja la película son las dos equis sobre un papel. Esas dos equis están separadas a una cierta distancia, que podemos trazar con una línea recta. Si plegamos el papel hasta juntar las dos equis y hacemos un agujero que atraviese el papel por ambas, podríamos recorrer la distancia que las une en tiempo récord. Para usar esta vía rápida necesitamos que el Universo se pliegue, pequeño gran problema. Teóricamente, al ser el espacio-tiempo deformable, esto puede ocurrir, aunque hasta la fecha no hayamos encontrado ninguno. Muchos astrónomos opinan, y quizá no les falta razón, que si algún día se nos aparece la vida extraterrestre, probablemente lleguen a través de un agujero de gusano. Ser capaces de manejar esta singularidad del Universo en el futuro (quién sabe si crearla) será el pasaporte para la exploración del Cosmos lejano. En "Interstellar", por suerte, tenemos un agujero de gusano a nuestra disposición en Saturno. Sobre quién lo ha creado no aporta claridad alguna, aunque se insinúa (SPOILER, cuidado) que tal vez fue la civilización humana futura. Sobre esto algo comentaremos más adelante.

El agujero negro de "Interstellar"

Saturno es un destino razonablemente cercano y si manejamos las técnicas de hibernación, pues tanto mejor. Tras echarse a dormir, los astronautas tienen un plácido viaje hasta el agujero de gusano y, de ahí, a los potenciales planetas habitables. El Endeavour comienza a girar para generar una cierta gravedad que permita a los astronautas vivir con normalidad. Próxima parada: Saturno.

(Desde aquí, SPOLIER argumental, CUIDADO). Michael Caine, en su papel de científico de la agencia espacial esperanzado en salvar a la Humanidad, le explica a Cooper que su misión pasa por encontrar a los astronautas que se marcharon hace años de La Tierra en busca de planetas habitables. Han llegado mensajes de algunos de ellos: un nuevo hogar para la Humanidad. Cooper deja a sus hijos con el deseo de encontrar el planeta idóneo y regresar a La Tierra para llevar a sus querubines al nuevo destino.

En los planetas Cooper encuentra medios bastante hostiles para la vida. El ojo un poco aguzado puede contemplar algunos fallos o, al menos, detalles cuestionables, como las nubes congeladas suspendidas en el cielo en el planeta del doctor Mann (Matt Damon), o las olas gigantes del primer planeta, sorprendentes dado que la profundidad del mar les permite ir andando sobre las aguas. Nadie nos explica bien esto. También es muy criticable que los planetas candidatos desde donde llegan las sondas estén tan próximos a un agujero negro de intensidad moderado, "Gargantua", y sean viables. Ya es raro que sean los elegidos como nueva vivienda. Además, sin una estrella próxima similar a nuestro Sol que los alimente, ¿de dónde obtienen la luz que ilumina sus superficies? Los astrónomos nos dicen que sería poco viable la vida planetaria a la distancia que nos presenta la película del agujero negro. Quizá sea éste su principal error científico.

Es cierto que presenta aciertos notables en los viajes espaciales, como las distancias, los tiempos en recorrerlas, usar la gravedad de Marte para impulsarse, los mencionados agujeros de gusano como herramientas de alta velocidad, o detalles como que las explosiones no se oigan en el espacio, donde el sonido no se transmite. Pero sigamos.

(SPOLIER MODERADO) Cooper descubrirá que en realidad no existe un plan A para regresar a La Tierra ni logística que permita movilizar una enorme nave con pasajeros para llegar al agujero de gusano, argumentando problemas gravitatorios para conseguirlo. Se lo podía haber imaginado, la verdad, antes de salir. Sólo existe un plan B: colonizar mediante embriones que parecen garantizar la diversidad genética. Fundar nuevos asentamientos allende los mares y dejar a La Tierra que sucumba lentamente. Si te lo dicen en Cádiz aún puedes volver a Madrid. Pero si te lo dicen en la otra punta del Cosmos, pues estás jorobado. Cooper pone mala cara, no es para menos.

Desechados dos planetas por inhóspitos, deciden ir a un tercero. Su falta de combustible es un problema. Por ello, deciden utilizar la fuerza gravitacional del agujero negro para impulsarse. Y aquí está el gran elemento físico y científico de la película: los agujeros negros. De hecho, para el film contaron con la ayuda de Kip Thorne, un auténtico gurú del conocimiento de esta singularidad cósmica. Vayamos por partes: ¿qué es un agujero negro? Los objetos con una masa atraen a otros objetos con una fuerza que conocemos como gravedad. Un agujero negro es una masa concentrada extraordinariamente en un punto que será, por lo tanto, enormemente denso. Su fuerza gravitacional es tan descomunal que su centro no deja escapar ninguna partícula, ni siquiera los fotones de la luz. Sabemos de su existencia de forma indirecta, no porque se puedan ver (ya hemos dicho que no dejan escapar la luz), sino porque su poder gravitacional atrae a cuanto lo rodea modificando órbitas o cambiando trayectorias. Hay un punto en el agujero negro a partir del cual no puedes volver atrás. Se llama horizonte de sucesos. Más allá de este horizonte, si cruzas esa línea imaginaria, no se producen sucesos de espacio-tiempo. Es decir, la materia se queda densamente agregada de forma eterna. Stephen Hawking ha dedicado gran parte de su vida al estudio de los agujeros negros. Fue él quien nos habló por primera vez de la radiación de Hawking. Concéntrate que ahora viene lo más difícil.

La rotación del agujero negro provocaría que las partículas y antipartículas virtuales existentes en la zona del horizonte de sucesos se materialicen. La probabilidad de que una partícula al originarse queda a un lado de la línea que marca el horizonte de sucesos y su antipartícula quede al otro lado de la línea no es cero. Eso quiere decir que podemos tener una partícula más allá de la línea de horizonte pero su antipartícula justo antes de la línea de horizonte. Ya se te habrá ocurrido la cuestión más sorprendente: en tal caso, la partícula que está pasado el horizonte no puede salir del agujero negro, como ya hemos dicho. Pero la otra sí. El agujero tiene que perder energía para compensar la creación de las dos partículas que se han separado. Y si un agujero negro tiene algo de pérdida de energía, por ínfima que sea, quiere decir que antes o después (según su tamaño y cuanto rote) se extinguirá. La paradoja cuántica empieza aquí. Toda materia tiene propiedades cuánticas, que llamaremos información. La información en mecánica cuántica, como la energía

en la Física relativista, ni se crea ni se destruye. Por lo tanto, tenemos más allá del horizonte materia con información que permanece teóricamente de forma eterna, y un agujero negro que se extingue hasta desaparecer: ¿qué ocurre con la información cuando el agujero finaliza su actividad? Si no puede destruirse, ¿dónde va a parar esa información?

Esta paradoja ha supuesto nuevos trabajos: Hawking ha publicado un artículo a principios de 2014 donde duda del horizonte de sucesos en su concepto tradicional. Su artículo ha recibido críticas. Otros físicos teorizan sobre canales que dirigen la información desde más allá del horizonte de sucesos a lugares aún por determinar. El estudio de los agujeros negros está en una zona gris, a este respecto. Si un explorador intenta entrar en el horizonte de sucesos, podrían pasar teóricamente dos cosas: una, que se abrase con la radiación o con la pared de fuego generada. Otra, que logre penetrar hasta la singularidad, donde el espacio-tiempo se curva de forma infinita. 

Agujero negro

(SPOILER FUERTE) Y con estos asuntos sin esclarecer, Nolan interpreta la singularidad a su manera y crea la famosa escena final de la cinta, donde Cooper cruza el horizonte de sucesos y se asoma a aquello que todo científico de la materia anhelaría ver: la singularidad del agujero negro. Ya comprenderá el lector que nada más cruzar Matthew Mc.Conaughey esa línea, la película se adentra en la pura ficción. La imaginación de los autores crea un espacio tridimensional donde el tiempo se curva y deforma. Un mismo sitio (la habitación con la biblioteca) donde el astronauta trata de comunicarse con su hija para que le impida marcharse, a la vez que el robot transmite la información para entender el agujero negro. Después de lo que acabamos de explicar hace un rato, se entiende que esta escena no ha de entenderse más allá de lo emocional (el reloj, el amor padre-hija), pero que carece de sentido físico-cuántico al menos con los conocimientos que hoy en día se tienen. No os volváis locos intentando explicar esta escena, simplemente disfrutarla. Sin duda, la "trampa" de Hollywood está aquí, más allá del horizonte de sucesos de Gargantúa.

De hecho, incurre en alguna paradoja precisamente en este punto. Si entendemos que la historia del Universo transcurre linealmente, una civilización futura no puede haber puesto ahí ni ese espacio tridimensional, ni el agujero de gusano ni nada de nada. Simplemente, porque la Humanidad se habría extinguido con las nubes de polvo. Otra cosa es pensar en multiversos, pero de esto no se habla en la cinta. También aparece la clásica paradoja del viajero del tiempo, de la que ya os hemos hablado en otros artículos en "Mi buhardilla secreta". Cooper del futuro y Cooper del pasado interactuando. Como cuando Marty McFly interactúa con sus padres en el pasado generando consecuencias en el futuro en Regreso al Futuro. 

Incomprensible también resulta cómo Cooper aparece en el agujero de gusano desde Gargantúa. Hemos hablado varias veces de que nada sale del agujero negro. 

(SPOILEEEEER) Al final, se encuentra un planeta habitable y la transmisión de información del robot sirve para desarrollar teorías gravitatorias (así, en general, la película tampoco entra al detalle, claro) para poder enviar una base con humanitos a las proximidades de Saturno. Primera parada antes de la colonización definitiva. Y todo resuelto.

Nos falta por abordar un aspecto fundamental del film: la dilatación del tiempo. Por ejemplo, al pasar unas horas en el planeta de las olas, los astronautas pierden veintitrés años de vida terrestre. ¿Esto ocurre en la realidad? ¿Ciencia o ficción? Ya hemos dicho que el tiempo es deformable. Si viajáramos a la velocidad de la luz (o casi, recordad que nada viaja a más velocidad que la luz en el Universo) en un tren inventado a tal efecto, observaríamos una cosa muy curiosa: dentro del tren, el tiempo transcurriría más lento que en el exterior. En el paisaje de fuera, veríamos las cosas a cámara rápida. Qué curioso, ¿no? Esto se ha comprobado en satélites: al orbitar La Tierra e ir a más velocidad, desfasan sus relojes con los terrestres. Para solventarlo, realizan un cálculo matemático que lo corrige. También se ha visto en relojes atómicos en aviones que viajaban a gran velocidad respecto a relojes de portadores que se quedaron en tierra. Se producen desfases de tiempo. Son mayores al aumentar la velocidad. 

Dijimos al principio de todo esto que la exploración del Universo tendría dos vías en el futuro: aumentar la velocidad o aprovechar las deformaciones del tiempo. Decíamos que la velocidad tenía limitaciones porque incluso a la propia de la luz tardaríamos en llegar a ciertos sitios. Recordad los agujeros de gusano. Bien, pues la fuerza gravitacional muy potente provoca también deformidad del tiempo. Un agujero negro deforma el tiempo a su alrededor. Si pusiéramos una nave a orbitar un agujero negro y después esta nave pudiera volver a La Tierra, veríamos cómo nuestros años de expedición se multiplicarían pavorosamente en tiempo terrestre. Imagináos: dos años de viaje al agujero negro, un año orbitando, dos de vuelta. En total, hemos envejecido cinco años. Sin embargo, cuando llegamos a La Tierra, han pasado cuarenta años. Nos habremos convertido en viajeros del tiempo. Esto sucede en "Interstellar" cuando llegan al planeta de las olas, o cuando se mueven en la órbita de Gargantúa. Lo cuenta bien la película y acierta, esta vez sí, al tomar planteamiento teóricos demostrados.

Aclarados los puntos principales del film sólo nos queda desde "El color de la vida" animaros a verla, a sacar vuestras propias conclusiones, a fascinaros con sus efectos visuales, con su BSO excelente y sobrecogedora, a cruzar el horizonte de sucesos con Cooper y, sobre todo, a poner un poco de Física Cuántica y Relatividad en vuestras vidas. Esperamos vuestras opiniones sobre la cinta.