Eu quero ir pro espaço sideral

Há muito tempo, numa galáxia muito, muito distante… Bom, filme errado, mas ilustra bem o ponto. Interstellar (2014) é mais um dos incontáveis filmes sobre o espaço sideral. Ele é diferente dos clássicos Star Wars ou Star Trek pois não é uma ficção científica tão irreal assim. Muito da história do filme de 2014 é bem mais “pé no chão”, por mais que isso possa parecer um trocadilho. 

O enredo do filme é fácil de entender. A humanidade está à beira da extinção já que desregulações climáticas geraram uma tempestade de areia implacável, impedindo que qualquer plantação floresça. Então, Cooper, o protagonista e ex-astronauta, é convocado por seu antigo chefe para uma última missão: achar um planeta que substitua a Terra e garanta a sobrevivência da humanidade.

Depois desse resumo que corta boa parte do conflito e da emoção do início do filme, a gente chega na parte mais importante: a missão espacial em si. Com boa parte do filme se passando nesse contexto, a chance de erros ocorrerem era grande. E não erros de roteiro. Erros talvez imperceptíveis para grande parte dos espectadores, mas que seriam muito graves para um recorte de pessoas. Erros científicos.

A ciência, desde Newton, vem aperfeiçoando os estudos sobre o espaço, sofrendo uma grande explosão a partir do fim do século 19 e começo do 20. Frente a isso, é natural que já tenhamos plena consciência de como seria uma grande viagem espacial, ainda mais depois de tantos pousos na Lua.

O realismo científico foi para Christopher Nolan, diretor do filme, uma grande preocupação. Então, entrou em contato com diversos cientistas e garantiu em suas conversas a veracidade do filme.

Indo para além do infinito

Por mais que a ajuda da comunidade científica fosse necessária em basicamente todos os estágios da composição do filme, com a quantidade de conhecimento produzido até 2014, muitas das orientações eram relativamente simples e pontuais, e muitas vezes serviam para várias cenas.

Porém, já dizia o ditado, quem não arrisca, não petisca. E Nolan já tinha dirigido filmes muito aclamados pelo público, então fazer mais um longa esquecível sobre viagem espacial provavelmente não era o objetivo dele. Então, ele quis ousar. O esforço provavelmente foi muito maior do que o necessário para se atingir o mínimo, mas o resultado foi memorável.

Aqui vale dizer que talvez haja um pequeno spoiler do enredo do filme a partir daqui, mas não é nada muito grande. Grande, na verdade, é o buraco negro que aparece no decorrer da história. E é ele o foco desse texto.

Há alguns desafios na tarefa de representar um buraco negro em um filme. Primeiro de tudo, a ciência que envolve a área ainda não é tão desenvolvida quanto outras áreas da física, o que gera parâmetros menos precisos para a tarefa. Tendo enfrentado isso, surge um segundo problema: como representar algo ainda tão abstrato com a tecnologia de hoje em dia?

Primeiro de tudo, um buraco negro não é um objeto físico que possa ser propriamente reproduzido num set, por exemplo. A solução que resta, portanto, é a computação gráfica.

Numa definição leiga, computação gráfica é a tecnologia utilizada para se fazer objetos que não seriam possíveis somente com efeitos práticos, como o vilão Thanos de Vingadores ou os monstros gigantes de King Kong e Godzilla.

Mas, como minha explicação vale tanto quanto qualquer outra, melhor é ouvir Daniel Werneck, professor da Escola de Belas Artes da Universidade Federal de Minas Gerais: “é uma área da ciência da computação que lida com imagens (em movimento, ou não) criadas diretamente no computador, usando softwares e hardwares específicos para isso”.

A área, hoje já bem desenvolvida, engloba diversos temas, que ele mesmo cita, como “renderização, geometria, animação, vetores, modelagem, design de chips e placas de circuito, fotografia, física, visualização científica, visão computacional, etc”.

Para alcançar o realismo visto em muitos filmes, é necessário um trabalho árduo na área. Primeiro de tudo, é necessário um grande investimento monetário. Fora isso, há a necessidade de um trabalho conjunto, geralmente de uma grande equipe que tem que estar equipada com bons hardwares e softwares.

Fora isso há os desafios da modelagem em si. Num nível pessoal, Daniel cita a criação de cabelo e pelos. Enquanto trabalha com o design desses objetos, diz, “ainda não conheci uma ferramenta que me permitisse fazer isso sem brigar com o computador e transformar o trabalho, que deveria ser artístico, em um dever de casa que não acaba nunca!”. Grande parte das dificuldades, segundo ele, foram superadas com a modernização dos programas, mas algo como pelos no geral ainda é evitado até por companhias como a Pixar.

Bom, no caso de Interstellar, o objetivo era montar um ambiente espacial e nele inserir um buraco negro, de maneira que os personagens pudessem interagir com ele, algo importante para a história. Em linha gerais, o praxe para se realizar uma interação entre objeto real e objeto em CGI (do inglês computer generated imagery, algo como imagético gerado por computador) é um processo longo e trabalhoso.

Daniel explica que, primeiro, é necessário gravar a cena num cenário especial com atores reais que tenham indicações de onde ficarão os objetos digitais. É necessário também se certificar que a luz está correta e não gere sombras inadequadas. A partir daí é necessário inserir os componentes digitais na imagem para que ambas as partes apareçam no vídeo. Para finalização, é necessário fazer correções de cor e iluminação, e então a cena final será composta.

No caso do filme de Nolan, porém, havia alguns desafios maiores do que os já comuns nessa área, pois se tratava de representar um buraco negro de uma maneira cientificamente correta. Era perceptível para a equipe do filme que seus softwares não seriam suficientes para uma tarefa tão complexa.

Construindo o vazio

Um buraco negro é algo geralmente meio difícil de definir para quem não o estuda. As pessoas sabem que ele existe, e entendem vagamente suas propriedades, mas poucos sabem precisar o que é. Nas palavras de Gustavo Soares, doutorando em astrofísica pela Universidade de São Paulo, a maneira mais simples de se definir um buraco negro é “uma região no espaço que exerce uma atração gravitacional tão forte que nada que chegue perto demais dele consegue escapar, nem mesmo a luz”. O espaço no qual o buraco negro começa a exercer essa força é chamado de horizonte de eventos.

A ideia de buraco negro por si só é antiga, data do século 18, com a proposta de “estrelas escuras” pelo astrônomo inglês John Michell. Porém, prossegue Gustavo, a ideia atual que temos surgiu em 1916 com Karl Schwarzschild, astrônomo alemão. Entretanto, no início esse conceito era meramente um resultado matemático derivado das equações de Einstein, algo que só foi mudar a partir de 1960, quando percebeu-se que eles poderiam ser objetos astrofísicos reais.

O tema entrou em muito destaque recentemente devido à recente foto obtida de um buraco negro. Para Gustavo, a principal importância dela é que “é a primeira evidência direta da existência de buracos negros. Até então, as evidências que tínhamos eram indiretas. Foi necessário mais de um século desde que eles foram teorizados até conseguirmos ver um buraco negro”.

Ele relembra que, na história da ciência, a descoberta de buraco negros não foi uma ruptura, e sim um processo gradual. “Com o passar do tempo foram surgindo evidências, sobretudo num contexto de astrofísica, que só poderiam ser explicadas por buracos negros. Ainda que tenham sido propostas explicações alternativas aos buracos negros, essas evidências foram se acumulando até o ponto em que  sua existência foi simplesmente aceita”. Justamente por confirmar essa suposição que a foto é tão importante.

Porém, na época do filme, vale lembrar essa foto não existia, então como representar algo que nenhum humano jamais havia visto? Bom, para isso foi necessário fazer algumas coisas antes de se partir para o produto final.

A equipe de produção entrou em contato com Kip Thorne, o qual segundo os próprios produtores do filme é a maior autoridade em qualquer assunto gravitacional. Conversando com Nolan e com a equipe de design, eles chegaram a uma solução interessantíssima: Kip resolveria equações e chegaria a valores que então seriam transpostos no computador pela equipe do filme e então seriam transformados num buraco negro.

A ideia deu surpreendentemente certo, e o resultado foi a representação mais verossímil na história do entretenimento. Nolan acabou por alterar em alguns pontos a representação final, para fins cinematográficos, mas no fim das contas o buraco negro continua sendo extremamente realista.

Os detalhes de todo o processo foram bem documentados pela mídia e pela própria equipe do filme, como é mostrado no vídeo abaixo:

Importância gigante

Como bem diz o vídeo, o que foi feito em Interstellar vai além do entretenimento. O próprio especialista diz que artigos seriam publicados tanto em astrofísica quanto em computação gráfica, e a verdade é que, independentemente da qualidade do filme, esse aspecto tão singular dele definitivamente deixará marcas.

Ambas as áreas, atualmente, constituem amplos e importantes campos de pesquisa, que são constantemente renovados e perpetrados por pessoas como Daniel e Gustavo.

A astrofísica, por exemplo, hoje aborda o buraco negro sob diversas ópticas. Gustavo cita estudos meramente teóricos, que estudam propriedades, por exemplo. Mas também cita os estudos sobre galáxia ativa, “galáxias cujo buraco negro central está em atividade”, ou seja: sugando matéria e expulsando em velocidades altíssimas, na forma de jatos, parte dessa matéria que deveria ser sugada por eles”.

Esses estudos envolvem diversos telescópios e, muitas vezes, simulações computacionais, que ajudam a simplificar a complexa física que descreve o que ocorre perto de buracos negros, além de ajudar a entender o que vemos em telescópios.

Fora isso, ainda há as recentemente descobertas ondas gravitacionais, que nascem da fusão de, por exemplo, dois buracos negros. A área porém ainda é muito vaga e incerta para a ciência atual.

Já na área de computação gráfica, os avanços são muito perceptíveis. Os programas, que vão de Maya, para modelagem 3D, a After Effects, para a composição da cena final, vão sempre se renovando, abrindo cada vez mais o horizonte de possibilidades. Prova disso é a revolucionária técnica utilizada em Interstellar.

Fora o avanço dentro da comunidade científica, mover a ciência com entretenimento tem suas vantagens para o público maior também. Geralmente, com demonstrações mais acessíveis de ciência, gera-se debates em fóruns, posts em redes sociais e até matérias como esta! Bom exemplo disso é a matéria que entra numa discussão muito interessante sobre porque existem diferenças entre o buraco negro de Interstellar e o fotografado no começo do ano. (https://gizmodo.uol.com.br/buraco-negro-interestelar-2/)

E esse filme, independentemente de qualidade cinematográfica, serve para provar que a ciência está longe de ser algo secreto feito na torre de um castelo. Ela pode, e deve, ser acessível pelo menos em algum nível ao público geral. E, às vezes, é se divertindo que se aprende.