Saat science for sci-fi (astro-fisika & graphics) berpadu

Minggu lalu kedatangan joint seminar antara Physics and Computing. Menarik… joint karena topiknya bersangkutan dengan (astro) fisika, juga dengan computer (graphics). Yang mengisi materi adalah chief scientist dari company Double negative (untuk special Fx film) – Olive James. Judulnya menarik, blurring the lines between science and science fiction. Hmm… Nyo emang jarang banget nonton, kecuali film sci-fi dan fantasy, haha… dan cocok banget lah sama topik kali ini.

Perusahaan ini sudah mengantongi banyak Piala Oscar untuk efek-efek yang mereka hasilkan di film-film seperti The Matrix, Batman Begins, Harry Potter, Quantum of Solace, Inception, Ex-Machine, dan yang teranyar adalah Interstellar. Nah, film terakhir inilah yang dikupas habis secara scientific.

Ternyata buat efek film susah ya. Lihat video saat mensimulasikan James Bond jatuh dari helikopter aja repotnya. Musti pake wind tunnel dengan 6 kamera circular, lalu agar dapat render grafik permukaan 3D-nya barulah 2D dari multiple views tersebut digabung. Dari sini diperoleh siluet grafik 3D hasil track in kamera yang akan diproyeksikan warna aslinya kembali. Fiuh…

Apalagi untuk Interstellar. Perusahaan ini bekerja sama dengan Prof. Kip Thorne untuk merealisasikan film ini sesuai dengan dasar – dasar ilmiah. Pertama, mereka membangun gravitational renderer. Kode ini menggunakan teori relativitas umum Einsten, untuk men-trace propagasi cahaya saat melintasi kurva ruang-waktu, seperti gambar ikonik di bawah… (dari film).

20160210_160243

 

Masih banyak lagi ternyata permasalah di balik pembuatan efek film ini, yaitu bagaimana merealisasikan blak holes? worm holes? dust storm? tidal waves? starfields?

Pada tahun 1912, Einstein mencetuskan time warps sebagai efek dari gravitasi. Bahwa kita bisa mengobservasi space-time warping dihasilkan dari massa matahari, dimana cahaya (atau gelombang frek) berbelok oleh gravitasi mendekati matahari.

Dalam konteks black hole, jika kita masuk ke dalamnya (seperti dalam filmnya) maka space-time akan warped memasuki corong horizon dan berakhir di singularity (oh my… =,=;).

Lain halnya dengan worm hole (gambaran seperti corong berlubang dua), dimana saat masuk ke dalam ‘corong’nya, akan berakhir di ‘corong’ dimensi ruang-waktu yang baru. Kalau dipikir, seperti Pintu-kemana-saja nya Doraemon. Masuk ke worm whole, terserap terus tiba-tiba sudah berada di tempat dan waktu berbeda. Wew…

Permasalahan untuk spinning black hole juga butuh analisa mendalam. Bagaimana membuat spinning yang sesuai dengan teori? Juga, ray tracing as space and time wraped in black hole and worm hole. Semua dikupas habis di bukunya, science behind interstellar… Oia, bisa juga di simulasikan di software simulasi mereka (ada 13 simulasi, mau black hole? worm hole?) di DNGR (Double Negative Gravitational Renderer).

Whatever can happen, will happen – Murphy’s Law, Cooper

Di film, mereka juga harus memvisualisasikan Einstein ring. Apa lagi nih? Jadi, jika cahaya terdeformasi dari sumbernya (misal bintang/galaksi) karena gravitasi oleh objek bermassa luar biasa, akan menjadi ‘ring’. Einstein ring ini telah ditemukan lama dengan teleskop Hubble. Tapi, jangan khawatir, jaraknya masih 200 juta tahun cahaya kok :p

Selain hal-hal menyangkut black hole, worm hole dan einstein ring, tim juga masih berusaha untuk menvisualisasikan tidal force. Tidal force ini lagi-lagi merupakan efek dari gravitasi, yang berpengaruh pada ombak. Kalau tidal force ombak di laut karena gravitasi bulan ke bumi, mungkin biasa kita lihat. Tapi bagaimana dengan tidal force di objek kecil dengan massa tinggi seperti bintang neutron atau black hole? hehew… lagi-lagi mereka merender graphic-nya dengan formula yang rumit (berakhir dengan 14 varibels ceunah) .berdasarkan hitung-hitungan landasan teori fisika.

Selain itu, ternyata lagi, peta bintang – bintang yang mereka pakai di film juga bukan sembarangan. Ya, peta berukuran 5616 x 4096 pix ini high resolution, merupakan katalog Tycho 2 yang terdiri dari 25 juta bintang (peta terbesar yang ada). Tampaknya kalau mau hitung bintang pakai peta ini, langsung tidur deh… zzzzz….

Everything likes to live where it will age the most slowly, and gravity pulls it there – Kip Thorne

Hasil research mereka selama membangun code dan menyelesaikan banyak persoalan astrofisika dalam Interstellar juga telah menghasilkan banyak publikasi, misalnya untuk computing disini dan disini.

Jadi ingat, dulu SMP-SMA seneeeengg… banget sama astrophysics, buku2 Hawking, Kosmos, Star-terk physics, Fisika teori partikel, bacanya. Pake ikut summer camp astronomi di Boscha dan gabung HAAJ (astronom amatir) di Planetarium TIM. Bahkan, sampai last-minute akhir SMA masih aja mau masuk jur.Fisika (peminatan Astrofisika).

Allah SWT berkehendak lain… hehe… dan semua Alhamdulillah menyenangkan. coba kalau masih masuk astronomi, tersiksa deh wong Nyo gak kuat namanya tidur di atas jam 9, gimana caranya mau ngelihatin bintang? Dulu merasa keren banget menyelesaikan masalah-masalah di awang-awang (galaksi, supernova, dwarf star, anti-partikel, etc). Tapi, sekarang malah menyelesaikan masalah-masalah di tubuh kita sendiri (whole-body MRI), yang semoga bisa lebih dirasakan manfaatnya deh kelak🙂