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La création de visuels primés aux Oscars commence avec Mathematica et Wolfram Language
Kip Thorne, astrophysicien et consultant pour Interstellar
« Mathematica est le meilleur outil de calcul que j'ai utilisé au cours des 25 dernières années. »
Kip Thorne, physicien, auteur de best-sellers du New York Times et professeur émérite à Caltech, a enflammé la passion des fans pour la science grâce à son travail sur le film Interstellar. Cette aventure de science-fiction, qui raconte l'histoire d'une équipe d'explorateurs voyageant à travers un trou de ver pour assurer la survie de l'humanité, a remporté l'Oscar 2015 des meilleurs effets visuels. Certains de ses effets époustouflants ont été générés à l'origine à l'aide des technologies Wolfram.
Le film est né d'un traitement coécrit par Thorne et la productrice Lynda Obst, et a été transformé en une superproduction hollywoodienne par le réalisateur Christopher Nolan, le scénariste Jonathan Nolan, le compositeur Hans Zimmer et l'équipe d'effets visuels de Double Negative. L'équipe a été confrontée à un certain nombre de défis, notamment la production d'images d'un trou noir avec l'effet de lentille gravitationnelle d'un champ d'étoiles derrière lui. La solution de Thorne a été de commencer par programmer en Wolfram Language, qui est à la base de Mathematica. « J'ai écrit les équations et je les ai testées dans Mathematica en les intégrant numériquement, puis en construisant des images à l'aide de la fonction ImageTransformation », explique M. Thorne.
L'équipe a également dû placer un disque d'accrétion autour du trou noir pour calculer ce qu'il donnerait à une caméra IMAX (les rayons lumineux se pliant dans l'espace-temps déformé du trou noir) et modéliser la propagation de la lumière à proximité des trous de ver. Grâce aux fonctions d'intégration numérique et de transformation d'images de Mathematica, Thorne a pu s'assurer que ses équations produisaient les bons résultats. « Mathematica m'a permis de vérifier si les équations étaient correctes et de fournir une première série d'images à l'équipe chargée des effets visuels chez Double Negative. » Outre son succès au box-office, l'approche innovante de Thorne a donné lieu à des publications dans American Journal of Physics et Classical and Quantum Gravity. Les techniques de visualisation décrites dans ses articles devraient être adoptées dans de futurs films et projets de recherche.
Thorne a une histoire avec Mathematica qui va bien au-delà d'Interstellar. Au début de sa carrière, il programmait entièrement en Fortran. Mais lorsque Mathematica est apparu, il est rapidement passé à autre chose. « Mathematica a tout changé, et j'ai largement abandonné Fortran », explique Thorne. Dans les années 1990, Mathematica était son outil de prédilection pour les travaux et les manipulations numériques. Il a également utilisé Mathematica pour générer de nombreuses illustrations dans son livre, The Science of Interstellar. Destiné au grand public, ce livre contient plus de 50 illustrations générées à l'aide de Mathematica. Ce livre a figuré pendant cinq semaines sur la liste des meilleures ventes du New York Times et a suscité l'intérêt des cinéphiles pour la science et la physique.
« J'utilise [Mathematica] chaque fois que j'ai besoin de faire un calcul numérique ou un calcul intensif d'algèbre ou de calcul. C'est un outil standard qui se trouve sur mon bureau », explique M. Thorne. Il a également utilisé Mathematica pour créer de nombreuses illustrations dans Modern Classical Physics (parution de juillet 2016) et pour l'aider dans la plupart de ses recherches, notamment dans le cadre de sa collaboration actuelle avec une équipe de physiciens qui simulent des trous noirs en train d'entrer en collision. Qu'il s'agisse de calculs symboliques ou numériques, Mathematica permet à M. Thorne de passer plus de temps à se concentrer sur la situation dans son ensemble. « Il est très facile à utiliser et fournit rapidement des résultats fiables », conclut-il.