Ciencia y ciencia-ficción: el caso de "Interstellar" (2014)

Buena parte de la ciencia en que se basó la película Interstellar (2014), de Christopher Nolan, está más allá de los actuales límites de la comprensión humana, escribe Kip Thorne en el prólogo a su libro The Science of Interstellar. Por esa razón, se puede vestir de galas místicas y lucir un toque de trascendencia. Pero, para llegar tan lejos, será necesario ir pasito a paso.

En su libro, Thorne explica cómo fue armar de contenido científico la historia que había ideado junto a la productora Lynda Obst; desde un principio, ambos tenían claros su propósito: nada en el film podía violar las leyes de la física tal y como se conocen hoy, y cualquier especulación sobre el universo debería construirse sobre una base científica sólida. The Science of Interstellar es la guía útil para que un blockbuster como el que rodó Nolan parezca algo serio.

Jessica Chastain y Kip Thorne preparando una escena de "Interstellar" (Archivo de Kip Thorne)

Gravedad

El tema principal para comprender la película es la gravedad. Y, para entender algo que, a pesar de ser tan familiar, resulta tan desconocido en sus aspectos esenciales, Thorne nos pide que pensemos en la fuerza electromagnética.

El magnetismo se manifiesta en la disposición de la materia a lo largo de una serie de líneas de fuerza que unen el polo positivo de un cuerpo magnetizado con su polo negativo. El conjunto de esas líneas de fuerza se llama campo magnético.

Cuando las partículas procedentes del Sol llegan a la Tierra, lo hacen siguiendo las líneas de fuerza que conforman la magnetosfera; es por eso que la inmensa mayoría de ellas son conducidas hacia los polos.

Al igual que existen los campos electromagnéticos, existen los campos de gravedad, y estos se pueden pensar como el campo magnético descrito: el campo de gravedad de un cuerpo como la Tierra, por ejemplo, empuja todo lo que entre en sus líneas de fuerza hacia el centro del planeta.

El espacio y el tiempo, puesto que éste es otra dimensión como las tres espaciales, se deforman, dice la Teoría de la relatividad, y esa deformación se manifiesta como gravedad.

Posiblemente la mayoría estamos acostumbrados a que la relatividad del espacio–tiempo se explique mediante ejemplos asociados a la velocidad de la luz: según se acelera una nave, el tiempo se ralentiza y, si se pudiera llegar a la velocidad de la luz, dejaríamos de experimentarlo; por eso, los fotones son ajenos a la dimensión temporal. Hay una razón por la que tales ejemplos pueden sustituirse por otros "gravitatorios": según la Relatividad, gravedad y aceleración son lo mismo. Por ejemplo, si subiéramos en un ascensor, pero no supiéramos que estamos dentro de un ascensor, seríamos incapaces de distinguir entre un tirón gravitatorio y una aceleración del cubículo en que estamos, pues el efecto es el mismo: quedamos pegados al suelo.

La deformación del espacio–tiempo está provocada por la masa. Cuanto más masivo es un cuerpo, mayor será la gravedad. Y, aquí viene la clave, cuanto mayor es la gravedad en una región, más lento transcurre el tiempo en comparación con otro lugar en que haya menos masa acumulada, de manera que, desde la perspectiva de un observador allí situado, el tiempo fuera de esa región se acelera. Y, viceversa, un observador lejano que pudiera mirar en esa región, vería que todo se mueve con extrema lentitud.

En el horizonte de sucesos de un agujero negro, la gravedad es tanta que el tiempo se detiene. En sus proximidades, si un astronauta llegase a un planeta cerca de un agujero negro pero lo suficientemente lejos para no ser tragado por semejante monstruo cósmico, viviría sabiendo que sus congéneres en la Tierra estarían viendo pasar los meses e incluso los años mientras que para él transcurrirían apenas unos pocos minutos.

Pero lo sabría porque conoce las leyes físicas y comprende intelectualmente dónde se ha metido: en ningún momento sería consciente de estos cambios por experiencia propia; para él, el tiempo seguiría transcurriendo como siempre, y un minuto sería igual de corto, o largo, que cualquier minuto vivido antes de llegar al planeta en cuestión.

Y esto es así porque la materia de que está compuesto es parte del espacio–tiempo y, por tanto, se distorsiona con él; no hay lugar para la comparación entre un sistema, el cuerpo humano, y otro sistema, la región con fuerte gravedad: desde que el astronauta entra en esa región, forma parte de ella, es un elemento más del sistema y no tiene medios para observar qué ocurre, pues toda observación exige una separación entre el observador y lo observado.

El primer experimento que se hizo sobre la ralentización del tiempo tuvo lugar en 1959 en la Universidad de Harvard; allí se descubrió que el tiempo era 0,0000000000016 segundos más lento cada día a los pies de la torre de la Universidad que en lo alto de la misma, a 22 metros del suelo.

En 1976, otro investigador de Harvard, Robert Vessot, comprobó con relojes atómicos y un cohete de la NASA que el flujo del tiempo en la Tierra es 0,00003 segundos (30 microsegundos) más lento por día que a 10.000 kilómetros de altura.

Hoy se sabe que el tiempo a 20.000 km de altura transcurre cuarenta microsegundos (0,00004 segundos) más rápido por día que en la superficie de la Tierra. Puesto que esa es la zona por la que discurren los satélites del GPS, la diferencia es necesariamente calculada para que el sistema de posicionamiento global funcione correctamente.

En cuanto a las tres dimensiones espaciales, la primera demostración de la curvatura del espacio se hizo entre 1976 y 1977, gracias a las misiones Viking I y Viking II a Marte: se enviaron señales de radio a las sondas y éstas las devolvieron a la Tierra; según las Viking se ocultaban tras el Sol siguiendo la órbita de Marte, las señales comenzaron a tardar más de lo que cabría esperar si la distancia fuese calculada sobre un espacio fijo. Puesto que las señales electromagnéticas son señales luminosas, y la luz tiene una velocidad siempre constante, el espacio demostró ser el elemento variable de la ecuación: el espacio próximo al ecuador solar se deforma por efecto de la gravedad de tal manera que la distancia se incrementa en 50 km en comparación con el espacio que nos rodea.

De la misma forma que los campos electromagnéticos marcan el camino que la materia ha de seguir con sus líneas de fuerza, los campos gravitatorios también marcan senderos; algunos de ellos pasan por una contracción del espacio, otros obligan a un estiramiento. Cuando un cuerpo se ve arrojado a cualquiera de los caminos posibles, experimentará la misma distorsión que sufre el tejido espacio–temporal por el que está cruzando, pues él mismo es parte de dicho tejido.

Tales distorsiones son las que experimentamos como gravedad. Un ejemplo sencillo de ello lo tenemos en la forma como la Luna provoca las mareas, estirando hacia sí –pleamar— la masa central de agua afectada; y provocando un "encogimiento" –bajamar— en las regiones laterales, donde el tirón es más débil.

Es por esta razón que en el planeta Miller, el primero que visitan los protagonistas de la película, y que está tan próximo al agujero negro Gargantúa, las olas son como montañas.

Agujeros negros

Un agujero negro no es materia, sino una región del espacio–tiempo contraída sobre sí misma, una deformación extrema del tejido del universo que gira incesantemente sobre sí. La "superficie" del agujero negro es el horizonte de sucesos, el límite del que nada puede escapar una vez se lo atraviesa, ni siquiera la luz. Por tanto, quienquiera que logre atravesar el horizonte de sucesos de un agujero negro no podrá comunicarse jamás con el exterior.

Su centro es la zona más desfigurada y, en ella, la fuerza de la gravedad es infinita. El tiempo, puesto que es una dimensión más como las tres espaciales, también queda infinitamente deformado.

Hasta el día de hoy, la Teoría de la relatividad y la física cuántica son incompatibles y, sin embargo, existen situaciones en que ambas coinciden, como en los primeros momentos del Big Bang y en el centro de un agujero negro, llamado singularidad. El gran logro de la Ciencia será la Teoría del Todo que trascienda esa oposición y genere satisfactoriamente una "teoría cuántica de la gravedad"; hasta que se logre, lo que ocurre dentro de un agujero negro seguirá siendo terreno del misterio.

Según Thorne, Interstellar es la primera película de Hollywood que muestra correctamente cómo se vería un agujero negro: alrededor de la oscuridad –pues en esa región nada puede mostrarse al exterior— que es el horizonte de sucesos, la luz de las estrellas se curva debido al espacio deformado y en constante rotación, por lo que el observador percibe el paisaje como si lo viera a través de una lente distorsionada.

Los agujeros negros cuentan, además, con un disco de acreción compuesto por nubes estelares cuya materia es absorbida por el tirón gravitatorio, y esta corriente es la responsable, al combinarse con el efecto de lente distorsionada, de las peculiares imágenes de fondo que se muestran cuando el Endurance llega a su destino.

Un agujero negro sólo tiene dos propiedades que lo describen: masa y espín. Gargantúa tiene una masa de cien millones de soles, pero se condensa en un radio de "sólo" 150 millones de km, que es el espacio que hay entre el sol y la órbita de la Tierra. Para comprender cuán comprimida está la energía, un agujero negro cuya masa fuese la del Sol tendría únicamente 5 km de diámetro; con la masa de la Tierra, daría para un centímetro y medio. En realidad, el diámetro no es real, sino aparente, pues, como se ha dicho, el espacio dentro del agujero negro está completamente deformado.

Para que en el planeta de Miller una hora equivalga a siete años en la Tierra, Gargantúa tiene que tener una velocidad de rotación muy elevada, casi el máximo posible, es decir, casi la velocidad de la luz, algo poco probable pero no imposible, afirma Thorne; la exageración no fue cosa suya, sino de Nolan, que necesitaba esa equivalencia temporal en el guion.

Para contrarrestar la gravedad de Gargantúa, cualquier objeto cercano debe valerse de una potente fuerza centrífuga, lo cual exige una alta velocidad. Según las consideraciones de Thorne, Miller debe orbitar al 55% de la velocidad de la luz; la nave Endurance, mientras aguarda desde una órbita más lejana a la expedición que ha descendido a la superficie, al 33%.

Esto significa que debe alcanzar una velocidad de 100.000 km/s. Nótese que se habla de segundo, no de hora. A día de hoy, la tecnología permite alcanzar 15 km/s; pero hay un detalle: el Endurance llega desde la Tierra a Saturno en dos años, lo que significa que su velocidad real es de 20 km/s, algo más razonable para las posibilidades de una NASA de capa caída en el futuro cercano en que transcurre la película.

¿Qué ha pasado entonces para que el Endurance sea capaz de contrarrestar la fuerza de Gargantúa y, más allá, para que el vehículo explorador pueda descender al planeta sin ser absorbido por el monstruo cósmico? Sencillamente, se están aprovechando de una maniobra común en astronáutica, la asistencia gravitatoria.

La asistencia gravitatoria consiste en valerse del campo de gravedad de un cuerpo, como un planeta, para ser catapultados hacia el destino deseado; esto es lo que ha permitido los viajes de naves como las Voyager, Mariner, Messenger o Cassini.

En el caso del Endurance y su vehículo explorador, alrededor de los agujeros negros gigantes orbitan otros agujeros negros más pequeños, cuyos tamaños rondan el diámetro de la Tierra. Calculando la dirección correcta, la nave puede maniobrar utilizando la inmensa energía del campo gravitatorio de estos cuerpos, ya sea para salir catapultada, ya sea para frenar.

En la película, sin embargo, Cooper menciona una estrella de neutrones. Thorne se lava las manos sobre esto y asegura que fue decisión de Nolan para no complicarle la vida a los espectadores con otro agujero negro diferente a Gargantúa.

Pero Nolan va más allá y decide cometer otro error, aunque esta vez perfectamente inscrito en el argumento para humanizar al personaje de Amelia Brand y obligarla a actuar desde la emoción: Amelia defiende su decisión de ir a un planeta lejano porque resulta más seguro que otro próximo a Gargantúa.

En realidad, salvo que se dirijan directamente al agujero negro, los objetos que han logrado una órbita en torno al coloso difícilmente llegarán a caer en él, debido a la fuerza centrífuga que les imprime su enorme velocidad de giro.

La conversación posterior descubrirá los verdaderos motivos de Amelia y servirá para mostrar, a quien haya pillado la imprecisión, que la científica estaba mintiendo.

Teoría de cuerdas

La deformación del espacio-tiempo explica la existencia de fenómenos tan sorprendentes como los agujeros de gusano, conductos hiperespaciales que unen partes del tejido espacio-temporal más o menos distantes entre sí. El ejemplo típico para ilustrarlo consiste en doblar una hoja de papel y unir dos extremos opuestos, de manera que una gota de tinta podría alcanzar una esquina del papel desde la esquina contraria en un instante y sin tener que recorrer toda la diagonal que las separa en el plano.

El asunto del agujero de gusano es, seguramente, la parte más sencilla de entender en Interstellar. Pero hay otros asuntos relacionados con ese hiperespacio que pueden ser muy duros de roer y que, sin duda, pasarán factura a la hora de criticar la película por lo incomprensible de algunas partes de su argumento.

Para empezar, ¿qué significado profundo se esconde tras una afirmación del tipo “el espacio se deforma”? De la misma manera que una superficie bidimensional como una hoja de papel –imaginemos por el bien del ejemplo que sólo tiene dos dimensiones— se retuerce en el espacio tridimensional que la rodea, el tejido tetradimensional que habitamos, si se retuerce, se tiene que retorcer dentro de algo más amplio; tal es el hiperespacio, o el bulk, un sustrato que, según la Teoría de cuerdas, consta de diez dimensiones. En él, existen multitud de branas, que es como los físicos teóricos llaman a las membranas contenidas en el bulk, en cada una de las cuales hay un universo diferente; para imaginar este tipo de realidad teórica, se suele comparar con una barra de pan cortada en rebanadas.

Según la teoría, las dimensiones extra influyen sobre nuestro universo. Kip Thorne explica que, a efectos prácticos y de cara a la galería, para evitar complicaciones excesivas, se pueden condensar las diferentes dimensiones del bulk en una sola. Así, pues, con el permiso de un físico teórico de semejante talla, hablaremos, sin pudor alguno que valga y con plenas intenciones de conservar la dignidad, de la quinta dimensión.

La quinta dimensión

Para empezar, la quinta dimensión se extiende perpendicular a las branas: es como el espacio entre las rebanadas de pan, mientras que las cuatro dimensiones conocidas en nuestro universo serían como los ingredientes contenidos en una de esas rebanadas.

Una de las contribuciones de la Teoría de cuerdas al mundo de la cultura ha sido la de rescatar para la causa la novela Planilandia, escrita por Edwin Abbot y publicada en 1844. En ella, el protagonista es un cuadrado que vive en universo bidimensional; un buen día, el cuadrado recibe la visita de una esfera que procede de una realidad tridimensional, el bulk en que Planilandia está contenida.

Obviamente, los planilandeses no pueden contemplar la esfera en todo su esplendor, sino que asisten a los más curiosos e increíbles fenómenos: primero, de la nada aparece un círculo pequeño que se va agrandando hasta un cierto límite para, a continuación, volver a reducirse gradualmente hasta convertirse en un punto y desaparecer; la esfera ha cruzado Planilandia.

Pero esto no sería nada comparado con los posibles fenómenos paranormales que podrían darse en Planilandia: ¿cómo podría explicar jamás un planilandés culto y racional cuatro o cinco figuras independientes que no sólo aparecen de la nada sino que, además, se mueven coordinadas como un solo objeto? Para colmo, las figuras van creciendo todas a la vez hasta fundirse en un único cuerpo para, finalmente, reducirse y desvanecerse.

Frente al terror e incredulidad que bloquearía los cerebros planos de estas pobres criaturas bidimensionales, para los habitantes de la tercera dimensión esto no tendría ningún misterio: una manzana cruzó Planilandia, entrando por su base irregular hasta atravesar por completo el universo raso de las atemorizadas figuras geométricas. No queramos imaginar siquiera la ola de infartos en caso de que un animal o un ser humano pasasen por el susodicho universo bidimensional.

De la misma manera que todo lo que existe en nuestro universo tiene una superficie bidimensional y un interior tridimensional, un objeto de la quinta dimensión tendría una superficie tridimensional –nos limitaremos a las dimensiones espaciales— y un interior de cuatro dimensiones. Y, de manera análoga a lo que les ocurre a los planilandeses con los círculos que les llevan por la calle de la amargura, nuestro susto sería de órdago si a un objeto de la quinta dimensión le diera por atravesar nuestro universo: salidas de la nada, aparecerían esferas por doquier haciendo cosas muy raras (ufólogos que en el mundo sois, no dejéis pasar esta oportunidad).

Pero, ¿de qué estarían hechas tales esferas? Una de las hipótesis es que posiblemente de nada, al menos de “nuestra” nada, pues no podríamos percibir “materia” procedente de otra dimensión. Las esferas serían, sencillamente, espacio-tiempo distorsionado. Ahora bien, ¿por qué se distorsionaría el espacio-tiempo ante la presencia de cuerpos pentadimensionales?

Según la Teoría de cuerdas, la materia tal y como la conocemos sería exclusiva de la realidad de tres dimensiones espaciales y una temporal que es la brana en que vivimos; lo mismo se podría decir de las leyes naturales conocidas y, por tanto, de las fuerzas elementales de la naturaleza. Salvo una excepción: la gravedad.

La gravedad sería, según esta hipótesis, la manifestación tridimensional de algún tipo de fuerza “universal” –en el sentido filosófico de algo común a todo lo que existe, en este caso a todas las branas— cuyo origen es el bulk. Ello explicaría por qué es tan débil en comparación con el resto de fuerzas elementales –electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil—, pues, al actuar desde el bulk y tener que atravesar las diferentes branas, su poder se disipa.

Anomalías gravitacionales

De existir objetos y/o seres vivos en el bulk, podrían estar formados por algún tipo de “materia” no sólo desconocida, sino con la cual las fuerzas de nuestra brana no interactuarían y, por ello, ni nuestros sentidos ni nuestra tecnología la podrían percibir. Salvo, como ha quedado dicho, por una excepción: la gravedad, pues, al ser una fuerza “universal”, todo objeto del bulk y de cualquier brana interactúa con ella.

Así, pues, si un cuerpo de la quinta dimensión interfiere con nuestro universo-brana, se debería detectar una anomalía gravitacional en la región afectada. Y que haya una anomalía gravitatoria equivale a decir, como se vio en la primera parte de esta serie, que hay una “extraña” deformación del espacio-tiempo. Si, además, el objeto pentadimensional tiene rotación, entonces nuestro espacio-tiempo no sólo se deformará por efecto de la gravedad, sino que también girará como un remolino.

Las anomalías gravitacionales se vienen estudiando desde mediados del siglo XIX, explica Kip Thorne. En 1859, Le Verrier descubrió la anomalía de Mercurio y concluyó que debía ser el efecto gravitacional de un planeta cercano al Sol que aún no se había descubierto: Vulcan. Medio siglo después, los científicos comenzaron a sospechar que la explicación era más “casera”: la ley de la gravedad de Newton tenía que contener algún error. Algunas décadas más tarde, Einstein dio con la solución.

A día de hoy, se conocen anomalías gravitacionales en diferentes galaxias, las cuales se explican por una fuente de masa diferente a la materia conocida e imposible de detectar con los medios actuales: la materia oscura, que debe constituir, según los cálculos, el 27% del universo.

En el sentido contrario al tirón gravitacional de la materia oscura, a finales de la década de 1990 se descubrió que el universo se está acelerando; según esto, el 68% de nuestro cosmos debe ser algún tipo de energía desconocida que contrarresta la fuerza de la gravedad y explica dicha aceleración: la energía oscura. En definitiva, la materia y la energía conocidas se reducen al 5% de la realidad en que vivimos.

El influjo de otra dimensión

Existe otra alternativa a la materia y energía oscuras: que no existan. Es decir, que se trate de un parche matemático, el mejor que ha podido aventurar la ciencia de hoy para justificar una realidad incomprendida. Si esto fuese así, entonces la Teoría de la relatividad contiene errores –uno de ellos la herencia clásica según la cual la gravedad es un valor constante— que habrán de ser resueltos por una teoría superior, de la misma manera que la Relatividad vino a resolver las imperfecciones de la física newtoniana. Pero, de momento, la inmensa mayoría de los científicos no quiere pensar en ello ni por asomo.

Interstellar juega con la hipótesis más extrema: si el universo de cuatro dimensiones que conocemos fuese parte de otro con cinco dimensiones, y un objeto procedente del bulk atravesase nuestro universo, provocaría una anomalía gravitacional, como se ha dicho.

El cuerpo pentadimensional ha de generar un campo de fuerza similar a los campos magnéticos, es decir, el espacio a su alrededor se configura en líneas de fuerza. Y tales líneas de fuerza son, evidentemente, pentadimensionales: líneas que atraviesan la membrana que es nuestro universo y continúan en el bulk.

Si la gravedad es la manifestación en nuestro universo de una fuerza generada en el bulk, entonces un campo gravitacional se convierte en la puerta que nos comunica con la quinta dimensión. De la misma forma que los terrícolas manipulamos y generamos a voluntad campos electromagnéticos para comunicarnos en diferentes modos, desde la radio hasta internet, desde el bulk, desde la quinta dimensión, una inteligencia podría alterar los campos gravitacionales a voluntad y emplearlos asimismo como medio de comunicación.

Y esto nos permite un breve apunte sobre la presencia del agujero de gusano en Interstellar: según la explicación tradicional, un agujero de gusano es inviable como vía de acceso a otros mundos porque es inestable y colapsa enseguida; para mantenerlo abierto, sería necesario emplear algún tipo de materia exótica que repela la gravedad, como se suele explicar en las películas de ciencia ficción que recurren a este portal cósmico. Sin embargo, desde la perspectiva de las dimensiones extra, unos campos de fuerza tirando desde el bulk asegurarían que el agujero de gusano fuese un portal estable sin necesidad de más complicaciones.

¿Por qué Cooper quiere entrar en el agujero negro?

La principal consecuencia de que el universo sea cuántico es que todo fluctúa de manera azarosa. Según crece la precisión con que se observa la realidad, mayor es la incertidumbre que se obtiene; si se pretende localizar el punto exacto en que se sitúa un electrón, será imposible determinar su movimiento, y viceversa, si se estudia la trayectoria de una partícula, referir el lugar que ocupa en un momento concreto tendrá que limitarse a una cuestión de probabilidad.

Y puesto que el universo existe por las leyes de la física cuántica, todos los cuerpos que forman parte de él fluctúan al azar, pero los rangos son inapreciables para la escala humana; gracias al detector de ondas gravitacionales LIGO, que contiene unos espejos de 40 kg cada uno monitorizados por un láser, se sabe que su posición en el espacio varía aleatoriamente, concretamente la diezmilmillonésima parte del diámetro de un átomo.

Es debido a esta escala que se pueden emplear las leyes de la física clásica e ignorar la mecánica cuántica para los eventos consuetudinarios que acontecen en la rúa, que diría aquél. Pero, si realmente se quiere entender la realidad, entonces no sólo es necesario acudir a la física cuántica, sino que hay que encontrar la manera de que sea compatible con la Relatividad.

El profesor Brand –el personaje que interpreta Michael Caine— lo sabe muy bien, por eso considera que la solución al problema de la gravedad pasa, necesariamente, por estudiar una singularidad in situ, ese punto del espacio-tiempo donde gravedad y leyes cuánticas afectan a un mismo suceso con igual intensidad.

En el interior de un agujero negro

Explica Thorne que, según las leyes de la física, la caída de un cuerpo en un agujero negro es un proceso suave al principio, en el que la materia se encoje y estira según la gravedad deforma el espacio-tiempo, pero, según se va acercando a la singularidad que hay en su centro, la diferencia de potencial gravitatorio entre un área y otra se incrementa de tal manera por causa de la creciente deformación del tejido espaciotemporal que la distorsión degenera en caos.

El caos máximo, en física, se llama “infinito”, que es todo aquello imposible de definir con una cantidad: una singularidad es una distorsión infinita con una fuerza de gravedad infinita. Un astronauta quedaría reducido a los átomos que lo componen, primero, y a las partículas subatómicas que componen los átomos, después; al final, no quedaría absolutamente nada.

Pero existe otra hipótesis, explica Thorne, que habla de singularidades suaves que pueden aparecer en agujeros negros masivos: cuanto más viejo es el agujero negro, mayor es esa singularidad “benévola”, pues crece con la materia absorbida y contrarresta el caos, permitiendo jugar con la posibilidad de una deformación finita que no destroce al astronauta sino que lo trate como una onda que se extiende. Esto es lo que le viene a decir Mann a Cooper cuando le sugiere que le eche un vistazo a Gargantúa en su viaje de regreso.

Rara vez se escucha hablar de singularidades suaves, pero hay una explicación que Thorne ilustra con una anécdota personal: en 1985, fue asesor de la película Contact, y en ella discutió con Carl Sagan sobre qué hacer con Eleanor Arroway, la protagonista interpretada por Jodie Foster. Sagan quería que entrase en un agujero negro, pero Thorne le convenció de la fatalidad de caer en el caos de una singularidad, así que no hubo más remedio que probar con agujeros de gusano. Y es que la idea de una singularidad suave no apareció hasta 2012 de la mano de los físicos Donald Marolf y Amos Ori, justo cuando Christopher Nolan estaba negociando la viabilidad de Interstellar.

Ahora bien, aunque existe la probabilidad, Cooper no puede saber ciertamente si sobrevivirá o no; la física no alcanza a comprender dónde va a parar toda la materia que cruza el horizonte de sucesos de un agujero negro. Para eso, haría falta afirmar una teoría cuántica de la gravedad. Y, en la película, esta sigue siendo la obsesión de los científicos para salvar a la humanidad, pues en ella se esconde también la respuesta a las anomalías gravitacionales de la Tierra.

Pero la recién publicada investigación de Marolf y Ori infundió valor a Kip Thorne, el suficiente como para aventurarse a especular sobre la posibilidad de que una inteligencia superior procedente del bulk tuviera una visión de los agujeros negros muy diferente a la nuestra, hasta el punto de que pudiera salvar a Cooper.

Encuentros en la quinta dimensión

Al entrar en el agujero negro, Cooper no puede distinguir en qué momento cruza el horizonte de sucesos; para él, todo sigue igual. Además, él si puede recibir mensajes del exterior, nada cambia en ese sentido, pues la información entra naturalmente en el agujero negro, el problema es que no sale; por eso sigue enviando mensajes a Amelia Brand, pues no tiene modo de saber si la científica ha dejado ya de recibir su voz.

Según cae hacia el interior, Cooper es golpeado por la singularidad suave, aquella que crece con la materia y la energía que han caído en Gargantúa desde que éste existe. Pero hay algo más, un objeto de la quinta dimensión: un teseracto. Este objeto es la “sombra” que un “cubo” pentadimensional proyecta en nuestro tejido espacio-temporal, una imagen falsa del objeto real, pero la única posible, como la que observamos cuando un cuerpo tridimensional proyecta su sombra en un plano.

¿Qué hace un teseracto dentro de un agujero negro? Como se ha explicado, el agujero negro es una deformación gravitacional, y esta deformación implica, según la hipótesis defendida en el film, la presencia de un cuerpo existente en el bulk. Alguien lo ha introducido en nuestro universo – como nosotros podríamos introducir una manzana en una superficie plana— para que los terrícolas puedan salvar su planeta.

Cooper no puede contemplar el bulk tal como es en realidad. No puede hacerlo porque es un cuerpo de tres dimensiones espaciales, simplemente entra en contacto con la superficie tridimensional –al igual que una superficie en nuestro universo 3D es bidimensional—del hiperespacio o bulk de que habla la Teoría de cuerdas; es la misma situación que se da cuando el habitante de Planilandia entra en contacto con la esfera, de la que sólo puede contemplar una lámina sesgada, pues su presencia se limita por necesidad a un único sesgo bidimensional por cada momento que está en el plano.

Ahora bien, ello no impide que Cooper sí pueda dejarse llevar y aprovechar la dimensión extra que se le ofrece. De la misma manera que un planilandés se puede agarrar a la lámina de la manzana y ser transportado por ella a lo largo de la habitación tridimensional en que descansa el plano, y puede desaparecer de repente de un lugar y aparecer en otro sin cruzar dicho plano, simplemente saltando con la manzana de un punto a otro, Cooper puede ser transportado por el teseracto a cualquier lugar del universo atravesando el bulk. Esto es lo que le permite superar las limitaciones del espacio y del tiempo.

Viajes interdimensionales

El tiempo es una dimensión más de nuestro universo; no sólo tenemos que saber dónde está algo, sino cuándo está. Sin embargo, mientras que es posible recorrer las tres dimensiones espaciales a voluntad, el tiempo obliga a una sola dirección: hacia el futuro.

Nolan prohibió desde un principio, por el bien del argumento, que Cooper pudiera acceder físicamente a su pasado. Puesto que los viajes en el tiempo están abiertos a cualquier especulación posible, Thorne se ajustó lo mejor que pudo a la física que conoce: Cooper no puede acceder físicamente al pasado, pero sí puede observarlo.

Thorne respeta la flecha del tiempo incluso para el bulk, es decir, que el tiempo siempre fluye desde el pasado al futuro y nunca al revés, pero la dimensión espacial extra permite navegar hacia el pasado a voluntad; ¿cómo? La dimensión extra permite atajos y saltos más allá del tejido en que estamos ubicados, así que, aunque en el bulk el tiempo sigue fluyendo hacia el futuro y Cooper sigue experimentando el paso del tiempo, al menos puede dirigirse hacia zonas de nuestro universo que pertenecen al pasado.

Es decir, no puede introducirse en una sección del espacio-tiempo que no le corresponde porque, como entidad física que pertenece a este universo, está sujeto a la tiránica flecha del tiempo; pero sí puede observarlo a través de la quinta dimensión sin necesidad de introducirse en la brana –lo cual sería acceder materialmente a su pasado—, de la misma manera que podemos observar un paisaje en la distancia cuando nos hemos alejado de él.

Imaginemos a tales efectos que el planilandés que cruza las tres dimensiones agarrado a la manzana contempla su mundo como si Planilandia estuviese enrollada en forma de tubo. “Encima” de él podría ver un lugar del plano que, sin la ayuda de la dimensión extra, podría ser inaccesible a causa de obstáculos insalvables en el mundo 2D que impidieran su paso –en el caso de nuestro universo, ese obstáculo insalvable es el tiempo—. Si, además, por culpa de alguna extraña propiedad, el planilandés errante no pudiera “pegarse” al plano en esa zona, tendría que conformarse con observar desde fuera.

Mensajes desde el más allá

Pero hay algo más, de hecho lo más importante de la película: Cooper puede manipular el pasado gracias a las líneas de fuerza del campo gravitacional; como se ha dicho, estas líneas atraviesan el universo-brana y se extienden por la quinta dimensión, desde donde un ser inteligente las puede controlar.

El teseracto ha sido dispuesto por “ellos” con la tecnología necesaria para que Cooper pueda transmitir, a los lugares necesarios y en el tiempo correcto, la información que habrá de salvar la Tierra.

Puesto que Cooper, un ser limitado por el universo de cuatro dimensiones, sólo puede contemplar las “sombras” que se proyectan desde el bulk, las imágenes que se muestran de la habitación de Murph se multiplican y ofrecen diferentes momentos según Cooper mire a un lado u otro; pero, en realidad, para un habitante pentadimensional del bulk, sólo hay una habitación: una de las características del hiperespacio es que sus objetos se muestran en todas las formas que han adquirido a lo largo del tiempo “a un mismo tiempo”.

Gracias a la información que Cooper transmite a Murph, ésta da con una teoría de la gravedad más profunda y, de esta manera, los humanos logran desarrollar la tecnología necesaria para salvarse. Cumplido el objetivo, el teseracto devuelve a Cooper a su universo y le hace regresar a través del agujero de gusano al Sistema Solar, donde finalmente es encontrado por la colonia terrestre.

Y, mientras todo esto sucede, una solitaria y melancólica Amelia Brand contempla la existencia desde el planeta Edmund, aquel al que quería ir por encima de todas las cosas, motivo por el cual mintió y faltó a su formación como investigadora lógica, racional y objetiva. La ciencia es capaz de explicar un agujero negro y las dimensiones hiperespaciales a que los humanos podrían acceder con una tecnología no muy diferente a la actual, pero nunca descubrirá la ecuación que describe al personaje que interpreta Anne Hathaway.

Para bien o para mal, algunos asuntos de esta brana no son cuantificables.

Copyright del artículo © Rafael García del Valle. Reservados todos los derechos.

Copyright de sinopsis e imágenes © Syncopy, Lynda Obst Productions, Legendary Pictures, Paramount Pictures, Warner Bros. Pictures. Cortesía de Warner Bros. Pictures España. Reservados todos los derechos.

Rafael García del Valle

Rafael García del Valle es licenciado en Filología Hispánica por la Universidad de Salamanca. En sus artículos, publicados principalmente en su blog Erraticario, nos ofrece el resultado de una tarea apasionante: investigar, al amparo de la literatura científica, los misterios de la inteligencia y del universo.

Esa labor de investigación le lleva a conocer y comprender el desarrollo de la Tercera Cultura, que establece puentes entre las ciencias y las humanidades.

García del Valle escribe alternando el rigor de un científico y la curiosidad de un viajero –tras varios años de trabajo en Irlanda e Inglaterra, regresó a España, donde sobrevivió como cocinero durante algunos años–. Sin embargo, por encima de todo, el suyo es el punto de vista de un divulgador.

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