作者：陈学雷 来源： 发布时间：
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《星际穿越》中的理论物理学
中国科学院国家天文台研究员
2014年最棒的电影，莫过于由克里斯托弗&诺兰导演的《星际穿越》，相对论、黑洞、虫洞、高维空间等现代物理和天文学中&高大上&的理论和概念一时成为全民话题。
电影中，由于某种病毒的侵袭，地球上的植物患上了枯萎病，只有玉米等少数作物还能存活；地球环境日渐恶化，人类陷入生存危机。科学家布朗特让前宇航员库柏，带领几位科学家乘坐&Endurance&飞船离开地球，去寻找人类新的家园。
太阳系内，除了地球以外并没有适合人类生存的星球。太阳系外离我们最近的恒星是位于半人马座的比邻星，距离4.2光年。以现有技术的宇宙飞船，至少需要几万年才能抵达。然而，电影中布朗特教授等人发现，太阳系内开始经常出现引力异常&&包括墨菲卧室里的神秘现象也是一种引力异常，而最大的异常是，土星附近竟出现了一个&虫洞&。
穿过&虫洞&遇上&黑洞&
虫洞是广义相对论中一种连接了宇宙两个不同部分的解。真正让虫洞名扬天下、并成为科幻小说家最爱的是研究引力理论与黑洞的天体物理学家基普&索恩，他也是《星际穿越》的科学顾问。索恩和他的学生莫里斯构造出了一个虫洞的解，通过研究这个解，发现虫洞不仅可能连接宇宙中相距遥远的两个部分，还有可能实现时间旅行。但是，要维持虫洞，需要一种具有负能量的奇妙物质&&因此，自然界中也许并没有虫洞。
穿过虫洞，可以瞬间抵达宇宙的远方（前提是时空弯曲到足够实现这样的捷径），这样就实现了星际旅行。不过，对于所到达的地方并没有选择的余地。片中库伯等人抵达的不是一个普通的恒星系统，而是一个超大质量黑洞的外围。目前天文上已观测到很多大质量的黑洞，黑洞有一个所谓&视界面&，其半径（即所谓史瓦西半径）正比于黑洞质量，一旦落入视界面，即使以光速运动也无法脱离黑洞。
按照电影的设定，飞船在这里飞行的范围大致类似于太阳系的大小，但中心黑洞的质量却是太阳质量的一亿倍，因此这里的引力场比太阳系内也大一亿倍，男主角乘坐的飞船如何能在强一亿倍的引力场里穿梭自如，他们的燃料又如何够用？
另一个问题是，黑洞尽管自身几乎不发光（黑洞有霍金辐射，但对这些黑洞来说非常微弱），但实际上天文上观测到的许多黑洞都是宇宙中最亮的天体&&类星体。这是因为这些黑洞强大的引力将一些周边的物质吸入，而在物质落入黑洞时，巨大的引力势能转化为动能，速度极高的物质互相碰撞摩擦，形成温度非常高的吸积盘，产生很强的X射线辐射，足以杀死附近飞船上或行星中的生命。
片中的大黑洞周围也有一个大吸积盘，但索恩假定它是一个比较&宁静&的盘，物质比较均匀、有序的下落。这样的盘温度只有几千摄氏度，类似太阳的表面，不会产生很强的X射线。这仅是原则上的可能，但并不太稳定，如果有新的物质掉到附近，将会严重扰动吸积盘，让人类移居黑洞吸积盘附近实在不是一个让人放心的选择。
时间变慢效应和引力弹弓效应
库伯等人首先造访了密勒星球，这是个轨道位于黑洞附近的星球，一小时等于地球上7年，因此尽管库伯等人觉得只去了两个多小时，但地球上已过了几十年。
这是因为在相对论中，高速运动的物体以及处在引力场中的物体都会发生时间变慢的效应，而对密勒星球而言这两个效应都会发生&&它处在黑洞引力场中，同时又围绕着黑洞高速旋转。
不过，相对论中虽然有这个效应，但要达到这么极端的情形（时间延迟达六万多倍）是比较难的，这要求该星球轨道非常接近黑洞的视界面处。然而，对于球形黑洞（史瓦西）而言，最小稳定轨道在三个史瓦西半径处，如果距离小于三个史瓦西半径就不稳定，行星或者坠入黑洞，或者飞离。因此，稳定存在的行星只能远在黑洞视界面之外。
索恩想出了解决途径：旋转黑洞（克尔黑洞）的稳定轨道可以更接近视界面。对于最大旋转黑洞，最小稳定轨道可以达到视界面，这时行星环绕黑洞的转速也极端接近光速。不过，即便如此，要让时间变慢六万倍在实际中也不大可能，但好在还不明显违背物理定律。
他们访问的第二个星球是曼恩星球，这其实是个冰冷的、不适合人类生存的星球。在燃料已不足飞回地球，也无法飞往另一个星球的情况下，库伯等人决定接近黑洞，利用&引力弹弓效应&获得足够的能量。
所谓引力弹弓效应是利用天体的引力吸引飞船，改变飞船轨道，增加或降低飞船速度。实际上，这一效应在现代航天中已经常使用，旅行者1号和2号、卡西尼等航天器都用了这一效应。库伯和阿梅利亚于是驾驶飞船飞到黑洞视界附近。
天文上目前还没有实际看到黑洞的影像，黑洞究竟什么样子，现在还只能靠推断和想象。比如前面提到的类星体，其吸积盘现在也仅仅能看到一个光点而已。人们正在进行射电观测，希望能看到银河系中心的黑洞。
我们一般以为，黑洞附近的吸积盘看上去就像一个带有黑洞洞的圆盘。《星际穿越》中出现的带有吸积盘的黑洞与此有相当的不同，那是因为，这部电影考虑了一个观测者在黑洞附近实际进行观测时，黑洞引力场会造成光线偏折，也就是所谓&引力透镜效应&，因此我们看到的形状将有所改变。最明显的变化是，黑洞背后的吸积盘发出的光被黑洞所吸引而发生很大的偏折，因此，我们在黑洞的上方和下方将看到弯弯的光弧，仿佛吸积盘翘了起来绕到了黑洞的上方和下方。
到达黑洞边缘后，通过发射由机器人塔斯驾驶的小飞船获得反作用推力，他们可以脱离黑洞。但库伯主动作出牺牲，驾驶小飞船飞入黑洞。其实，库伯并没有什么理由要做这一主动牺牲，因为依照广义相对论对黑洞的解读，进入黑洞后既无法离开，也无法向外发送信息，那么进入黑洞只是自杀而已。
进入黑洞的视界面时，并不一定立刻就死。从外面看来，当一个人趋近黑洞时，他的动作和时钟都明显变慢，看上去像是停了下来，同时光越来越暗、越来越红；而落入黑洞的人没有任何特别的感觉。
另一方面，还有不均匀的引力场，也就是所谓潮汐力。黑洞的潮汐力与黑洞的质量成反比，因此落入大黑洞时并不会感受到太大的潮汐力。其实，正是为了有较小的、人和行星可承受的潮汐力，索恩才让剧中那个黑洞质量如此之大。穿过视界面之后，库伯也许会继续下落，直到撞上某种奇点&&也就是时空曲率发散变成无限大之处为止。
&超弦膜世界&
不过，影片中库伯却从飞船中弹射出来，然后奇迹发生了&&他进入了高维空间。这就属于前面说的，对于物理规律尚不清楚之处允许幻想，这一幻想也是基于目前流行的超弦膜世界理论。
超弦理论认为，世界的本原并非粒子，而是&弦&。根据数学理论，对于具有超对称的弦，只有在十维空间里理论才是自恰的。那为何我们只能感受到三维空间和一维时间呢？早期的弦理论家认为，那是由于其他六个维度卷曲起来，只有很微小的尺度，因此无法被感知。后来，研究者发现弦论中除了弦外还存在着被称为&膜&的物体，这是一种十维空间中的低维物体，就好像我们三维空间中的二维膜。
按照这种观点，我们所感受的三维空间可能就是十维空间中的一种膜，这些膜上附着了许多弦，一端终止在膜上，另一端或终止在同一膜上，或终止在另一个平行的膜上，或伸向无穷远处，这被称为&开弦&。这些弦的振动是一些波，同时根据波粒二象性，也是粒子，就是我们平时所看到的夸克、电子、光子等。由于开弦的一端附着在膜上，因此这些粒子始终在膜上运动，而无法离开膜，由这些粒子组成的我们就无法感受到高维空间的存在，而只能生活在膜世界之中了。
虽然高维空间和膜世界是现代物理学中很流行的猜想，但库伯作为膜内的生物能进入并感受高维空间就纯粹是幻想了。
人们对这部影片评价不一。该片场面宏大，构想天马行空，颇具创意，但人物性格塑造比较单薄。在科学方面，关于黑洞、虫洞、高维空间的塑造也的确独具匠心，但剧中许多情节虽不明显违背科学定律，却很不合理，以致遭到很多&吐槽&。也许，将本片称为带有缺陷的杰作才比较合适。
（本文摘自陈学雷科学网博文《星际穿越之科学幻想》，载于《中国天文杂志》。小标题为编者所加，有删节。）
▲ 影片中黑洞附近的行星
▲通常想象的黑洞和周围的吸积盘 图片来源：百度图片
《中国科学报》 ( 第7版
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学点天文学，看懂《星际穿越》里的黑洞物理
图片：《星际穿越》作者：胡晓，提示：评论中有剧透！时空从未如此让人感动，除了引力可以穿越不同的维度，爱也可以。（末尾有微少剧透）首先，影片中的黑洞作为题图。说自己是伪诺吹，是因为我的确很喜欢他的电影，但又受不了一些过（度）解（读）狗对他的无限拔高（尤其是《盗梦空间》），而且很长一段时间里，我都不知道多年以前看过的《致命魔术》也是他的作品。而且由于《黑暗骑士》导致的对《黑暗骑士崛起》的过于期待，失望之余让我也觉得诺兰不过如此。但我的怀疑在看完《星际穿越》之后彻底烟消云散了，诺兰的确是目前最具大师气质的导演，《星际穿越》也是目前所有电影里科学和艺术的最完美结合（不要和我提 2001 太空漫游，技术限制，科学上是完全比不上的）上次能让我如此震撼又如此感动的，也许还是多年以前的《肖申克的救赎》（有些电影的确很震撼，但缺乏感动）。先谈谈我比较熟悉的科学部分：题图里的黑洞，除了黑色的部分之外，想必那个如同王冠般耀眼的环形结构是大家最关注的。这是周围物质在黑洞引力作用下落入黑洞的同时释放引力势能而产生的明亮结构。具体的释放机制主要是粘滞加热（viscous heating），因为这个较差自转的盘不同半径的角速度不同（越到内部越大），物质互相摩擦就可以释放相当可观的能量。至于为何是个盘，因为初始角动量的存在，这些物质在刚开始就有一个大致相同的角动量方向（想想太阳系为何也差不多在一个平面上，类似的道理），所以落入黑洞时的轨道也基本在一个面上。于是，大多数时候，我们看到的黑洞是这样的当然，我们还知道黑洞本身不发光，引力会弯曲空间，于是我们看到的黑洞还是这样的：这是几天前的 APOD，计算了黑洞对后部星系图像的弯曲。但是如果我们走的够近，黑洞也能弯曲背面的吸积盘的光线，最终会看到什么样的图像呢？这种事情搞天文的也关心，虽然我们没法从观测上直接分辨吸积盘的内部细节，但是这个会影响观测到的光谱（也就是能量分布），这种事情，搞模拟的也不是没算过，但是他们的结果，差不多是这样的：这里颜色代表光谱 / 能量的频率移动，蓝色代表频率变高，红色代表变低，同时考虑了引力红移和多普勒红移。这个图像如果太 Q 的话，好一些的会是这样的：右下角的图形代表能观测到的能谱，由于相对论 beaming 的存在，能量会向高能区移动。也许你注意到了，电影里似乎没有出现多普勒频移的效果（也就是一边红点一边蓝点），不过我倒是找到一张设定图：注意这些不同的色块，代表了这些区域可观测的温度 / 能量，红色代表最大红移，接近内侧的黄色主要是引力红移导致的。而电影里我们看不到这些效应主要是这些区域的能量范围非常广，而且能量密度极高（也就是很亮），即使红移之后对肉眼来说还是太亮，所以我们看到的差不多是一个均匀的光带。（就像理论上太阳外侧会比中心部位暗一些，但现实中你也看不出来，而吸积盘的亮度太阳完全不能比）。不过《星际穿越》超越这些科研成果的地方在于，Kip Thorne 的推导加上高精度的模拟，最终能看到的不止一个吸积盘！上面这张设定图比较清楚，背面的吸积盘像不仅从黑洞&上面&绕射过来，同时也会从&下面&绕过来。而正对观察者一侧的吸积盘下部的光，则会绕黑洞 3/4 圈之后再次出现在我们的眼睛里（就是黑洞上部紧贴它的那条亮线）。这只是绕黑洞圈数较少的光线的像，剩下的像会更加接近黑洞视界，所以难以看清。（贴张 Kip 的老照片，因为这是我第一次看到他的样子，Kip 只用了三年就在 Wheeler（也是费曼的博士导师）手下拿到 PhD，30 岁拿到 Caltech 正教授，当代广义相对论和黑洞物理的顶级大师，名著《黑洞与时间弯曲》强烈推荐。Kip 参与了不少本片的剧本创作，还拉着诺兰的弟弟 Jonathan 去 Caltech 学了不少广相，诺兰本人据说去了 SpaceX 感受了造火箭的氛围）这个结果，不仅仅在电影界，在科学界也是前所未有的！据报道，&诺兰的 Group&（评论里有建议这样提不太好，我只是指代，加上引号好了）会至少发两篇 paper，一篇黑洞物理，一篇计算机图形。除此之外，还有影片前期对虫洞表面的表现，同样由于空间弯曲，你将会在虫洞表面看到来自整个&天空&（空间？）的影象。而飞船穿越虫洞的那一幕，逐渐接近视界的各种细节，简直是 most fantastic journey ever！而着陆的第一个星球，相信看过大刘《海水高山》的同学会非常激动的。好吧，如果诸位有耐心看到这一段，我要开始聊聊电影本身了。电影的前段稍显沉闷，但是看完之后发现埋藏的无数包袱就会觉得「啊哈，原来如此！」诺兰擅长的穿插叙事在本片里和具象化的时间维度（这算剧透？）结合的天衣无缝。主角麦康纳多年前参演的《超时空接触》也是一个星际穿越的题材，但是为了表达诠释父爱，让外星人化身父亲的形象和穿越后的朱迪&福斯特接触，显得非常生硬。而本片里，前期引力红移产生的时间差，&天上一日地上一年&，让观者觉得父女无论空间还是时间，都在拉开几乎无穷大的距离，离愁别绪让人感慨万千。而片尾（剧透开始！），在外星人（其实是未来可以操纵高维空间的人类）制造的时间变成一个空间维度的世界里，麦康纳通过对引力波的影响操纵手表的指针给女儿传递关键信息，让人松口气的同时又被深深的感动：正如安妮海瑟薇在近乎绝望时所说的，除了引力，爱也是可以打破不同维度隔阂的力量啊！特别还要提一下本片的音效和配乐。 本片前半部分涉及到太空的场面大都是完全无声的，甚至连配乐都没有，诺兰通过频繁的舱外 / 舱内镜头切换造成的有声 / 无声的对比营造出了太空旅行强烈的孤独感。尤其是 Endurance 到达土星附近的那一幕，非常作为一个小点无声的前行，背后的土星作为巨大的背景让我顿时联想起流浪地球里：&这时木星已占满了整个天空，地球仿佛是浮在木星沸腾的暗红色云海上的一只气球！而木星的大红斑就处在天空正中，如一只红色的巨眼盯着我们的世界，大地笼罩在它那阴森的红光中&&&这一刻，人类是渺小的，然而正是以如此微不足道的力量向大自然给予的命运宣战，生命，又是如此的伟大。本片配乐由 Hans Zimmer 操刀，寂寞大师在好莱坞的名气由来已久，中国观众最早熟知他的作品应当是卖拷贝的巅峰之作《勇闯夺命岛》，当然他之前的名作还有《雨人》，《红潮风暴》和《狮子王》，后来则有他和&Klaus Badelt 合作的《加勒比海盗》系列也是广为人知（其中 He's a Pirate 被国内各大电视台长期未授权播放，从军事节目到男性健康广告，可谓万能 BGM）。不过之前 Zimmer 的配乐虽然极其带感，但我听来总有喧宾夺主之感：这段镜头明明是为了配乐拍的嘛，或者一到某种场景，耳边仿佛想起&该起音乐了&，于是 Zimmer 的曲子如期而至。Zimmer 一直善用恢弘的交响乐营造高张力的氛围，但这次，他的配乐却是流水一般渗入了影片的各个角落，无论的节奏还是响度都非常克制，影片末尾的关键时刻，虫洞两侧频繁的镜头切换在 Zimmer 略偏舒缓的钢琴曲的带动下的却能产生令人窒息的紧张气氛，如果说以前 Zimmer 偏向马克西姆或者朗朗的话，这次的 Zimmer 如同克莱德曼（好吧我俗了，那我说像内田光子或者 Krystian Zimerman 吧）润物细无声，让观众仿佛忘记配乐的存在，却又被配乐更加深入的影响。PS：一个小小的疑问：按理说虫洞也具有和类似黑洞的性质，那么他们穿越视界进入另一边的时候引力红移会无穷大，换句话说地球上的人会觉得他们永远停留在视界上，但是电影里似乎把这个给忽略了，虫洞只是起到一个连接两个空间的作用，而且刚开始只是个单向虫洞（从太阳系进入，另一边出来，但另一端表现出来的又是完全黑洞的性质）。希望理论大牛给我解惑。PS2：强烈推荐这个页面，他们居然计算了不同自转速率黑洞的图像变化！
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星际穿越讲的什么事情内容是什么 为什么看不懂星际穿越(2)
时间： 16:21
来源：人气：评论：
值得一提的，影片中黑板上的方程式，都是索恩教授亲自写的，他还为片中布兰德教授的理论创造了几个有物理含义的变量。这样的创作实践，不仅仅在电影界，在科学界也是前所未有的。《星际穿越》上映前后，&诺兰的Group&会至少发两篇论文，一篇黑洞物理，一篇计算机图形。论文如何我们暂且不管，先聊聊《星际穿越》的重头戏，虫洞和黑洞。
3、为何主角们在虫洞里只能接收信息，从未向地球发送信息？
这是刻意的情节安排，往回发送信息的速率低。
那个在土星附近，连接太阳系和外星系的虫洞，无疑是本片最大的亮点。
虫洞作为爱因斯坦的广义相对论框架下时空的一个可能解，早在上个世纪初就被从理论上给出过。只是当时没人在意，直到1930年代被爱因斯坦和罗森再次&发现&（他们也不知道之前就有人解出来过）。这种可以在三维空间里制造&时空跳跃&的结构，被称为&爱因斯坦-罗森桥&。但是根据广义相对论，如果没有特殊手段维持虫洞，虫洞的寿命几乎是0&&刚刚形成的超时空连接会在瞬间断开，这个瞬间短到哪怕光也来不及穿越。
《星际穿越》剧照：虫洞
在《星际穿越》中提到，这个虫洞是&They&放置在那里的，按照基普&索恩的解释，这种超级文明可能是通过高维空间打开了这个通道，无论如何，这种保持开放的虫洞具有和黑洞不同的性质：它不存在所谓奇点，也不需要多少质量，也没有类似黑洞的&视界&：它的大小取决于通道本身的宽度，当然由于通道周围也会有一点时空弯曲，依然能看到类似黑洞的引力透镜效果。虫洞看起来啥样主要取决于它另一端在哪儿，就像一个远程鱼眼镜头。把图像呈现在它的球形表面通道的&长度&越长，我们看到的图像就越扭曲，所以电影里的是一个通道较短的&短脖子&虫洞。
虫洞能够穿越时间的示意图
影片中的虫洞虽然是双向的，但是主角们穿越之后似乎从未向地球发送信息，而是只能接收。和系里的美国同学讨论之后，我们认为这是导演为了情节的刻意安排，而影片里的解释是往回发送信息的速率非常之低，比拨号上网还要低好多倍&&
4、电影里对黑洞的表现如何？
近乎完美，超越了目前最卓越的科研成果。
《星际穿越》剧照：黑洞
《星际穿越》中的黑洞，除了黑色的部分之外，想必那个如同王冠般耀眼的环形结构是大家最关注的。这是黑洞周围的物质在引力作用下落入黑洞的同时释放引力势能而产生的明亮结构&&吸积盘，具体的释放机制主要是粘滞加热（viscous heating）。大家知道，如果这个盘是个整体的话（不同半径角速度相同），那么越到内侧盘的线速度应当越来越大，但实际上在引力作用下，盘中的物质做着类似卫星绕地球的运动：轨道越低（内侧），线速度反而越大，这种情形叫较差自转。于是盘中不同半径的物质是在相互&滑动&的，这种互相摩擦就可以释放相当可观的能量。至于为何是个盘，因为初始角动量的存在，这些物质在刚开始就有一个大致相同的角动量方向（想想太阳系为何也差不多在一个平面上，类似的道理），所以落入黑洞时的轨道也基本在一个面上。
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热点48小时7个宇宙知识让你看懂星际穿越：黑洞虫洞和平行宇宙_科普知识_中国百科网
7个宇宙知识让你看懂星际穿越：黑洞虫洞和平行宇宙
    由好莱坞著名导演克里斯托弗?诺兰执导的科幻巨制《星际穿越》11月12日在中国大陆上映，仅仅一周时间，票房已经达到了3.3亿元，几乎场场爆满，成了近期最卖座的大片。这位克里斯托弗?诺兰，此前还曾执导了另一部热门大片《盗梦空间》。不过，比票房更令人关注的是该片引发的&现象级&的各种讨论。&虫洞&、&多维空间&、&时间稀释&等众多高冷的术语，以及网上大量的科学补习帖，都成了网络搜索热点。看完这部影片的小伙伴基本有以下两种不同的反应：1、太tm好看了！我还要再看50遍！2、哭晕在厕所，再看50遍也看不懂！《星际穿越》主要讲述了一对探险家利用他们针对虫洞的新发现，超越人类对于太空旅行的极限，从而开始在广袤的宇宙进行星际航行的故事。听上去就很&高大上&有木有！！这部以太空穿梭和时间旅行为题材的科幻片，因为触及了大量物理学前沿理论，被不少科幻迷奉为&烧脑神作&，但也因为这些理论太过&高冷&，因而吓退了一大波对科学理论本来就不感冒的普通观众，以及数量众多的文科生们。。。那么，要看懂这部豆瓣评分9.3分的神作，一本帮助你迅速理解这些专业理论知识的装逼指南就变得非常急需啦。前方高能预警！！！接下来的叙述很可能造成&字都认识却看不懂&的现象，小伙伴们要做好心理准备哦！！要看懂这部电影，以下几个名词必须要搞懂：一、黑洞。二、虫洞。三、奇点。四、五维空间。五、弹弓效应。六、时间膨胀。七、平行宇宙。一、黑洞宇宙空间内存在的一种超高密度天体，由于热力学上它是完全不反射光线的黑体，故名为黑洞。于1969年由美国物理学家约翰?阿提?惠勒命名。黑洞是质量足够大的恒星在&燃料&耗尽而&死亡&后，发生引力坍塌产生的。黑洞产生的引力场极为强劲，以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界(临界点)内，便再无力逃脱。物体进入黑洞是非常复杂的一件事，因为黑洞的引力过于强大，所以物体接近黑洞后，就被吸在了一个巨大的绕着黑洞旋转的盘上，这个盘叫吸积盘。通过释放引力势能，吸积盘上的物质转化为能量，因此吸积盘上是几百万高温的等离子体，同时放出大量的高能射线。《星际穿越》这部电影画面中呈现的黑洞，是30个人使用数千台计算机，用一年的时间，制造出的电影史上最准确的黑洞模型。推荐书籍：《黑洞战争》（一本有关现代物理学、量子奇异性和恒星命运的书）上一页1234567下一页7个宇宙知识让你看懂星际穿越：黑洞虫洞和平行宇宙 22:36:15我有话说(0人参与)由好莱坞著名导演克里斯托弗?诺兰执导的科幻巨制《星际穿越》11月12日在中国大陆上映，成了近期最卖座的大片。不过，比票房更令人关注的是该片引发的“现象级”的各种讨论。“虫洞”、“多维空间”、“时间稀释”等众多高冷的术语成了网络搜索热点……二、虫洞一般认为虫洞是连接宇宙遥远区域间的时空细管。虫洞就像多维空间隧道，像是大海里面的漩涡，无处不在但转瞬即逝。虫洞可以把平行的宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。举例来说，可以将一张纸条视作通常的空间，那么从位于纸条一端的一点到位于另一端的一点需要很长的距离，但是把纸条两端连接在一起，那么两点间的距离就很短了。虫洞的科幻意义巨大，但遗憾的是至今没有任何证据表明虫洞的存在。推荐书籍：《黑洞与时间弯曲》（《星际穿越》影片中黑洞原理的理论来源，影片指导基普?s?索恩最重要著作）上一页1234567下一页关键词：宇宙黑洞星际穿越虫洞平行宇宙分享本文：7个宇宙知识让你看懂星际穿越：黑洞虫洞和平行宇宙 22:36:15我有话说(0人参与)由好莱坞著名导演克里斯托弗?诺兰执导的科幻巨制《星际穿越》11月12日在中国大陆上映，成了近期最卖座的大片。不过，比票房更令人关注的是该片引发的“现象级”的各种讨论。“虫洞”、“多维空间”、“时间稀释”等众多高冷的术语成了网络搜索热点……三、奇点《星际穿越》影片中在飞船驶向黑洞边界时多次提到了&奇点&，奇点是时空中的一点，在该处时空曲率或其他的物理量都变得无限大，它具有一系列奇异的性质，无限大的物质密度、无限大的压力、无限弯曲的时空等。大多科学家认为它是宇宙产生之初，由爆炸而形成宇宙的那一点。它具有所有物质的势能，而这种势能正是由大爆炸而转化为宇宙物质的质量和能量，我们可以想象，奇点是一种没有固定形状的、没有体积的不可思议的存在。推荐书籍：《果壳中的宇宙》上一页1234567下一页关键词：宇宙黑洞星际穿越虫洞平行宇宙分享本文：四、五维空间大家都知道，一条线是一维空间，一个平面是二维空间，一个立体是三维空间，而我们的世界是由时间支配三维物体形成的四维空间。超过四维空间的更高维度就被我们称为高维空间。影片中出现的高维空间主要是五维空间，也就是我们世界更高一级的空间。五维空间到底是怎么样的呢？我们可以运用类比来推断。在四维空间，三维物体是一切物质的组成基础，而时间则是整个四维空间活动的基本，没有时间，一切都是静止的，就和三维空间没有区别。那么在五维空间，四维物体可能就是一切物质的组成部分。可能组成五维物体最基本的元素就是一整个四维空间，在这个元素中包括我们所有已知的世界。四维空间是五维空间的子集。推荐书籍：《宇宙的琴弦》上一页1234567下一页7个宇宙知识让你看懂星际穿越：黑洞虫洞和平行宇宙 22:36:15我有话说(0人参与)由好莱坞著名导演克里斯托弗?诺兰执导的科幻巨制《星际穿越》11月12日在中国大陆上映，成了近期最卖座的大片。不过，比票房更令人关注的是该片引发的“现象级”的各种讨论。“虫洞”、“多维空间”、“时间稀释”等众多高冷的术语成了网络搜索热点……五、弹弓效应（或引力弹弓）&弹弓效应&是一个物理名词，指的是小天体等借助大质量天体重力获得更大动能，这个概念被推广开来就是借助外界条件让自己获得加速度的意思。也是电影中宇宙飞船飞行的一种必要手段。现在很多的探测卫星都采用弹弓效应来借助星球引力使自己加速，尽可能地节省燃料，同时，引力助推既可用于加速飞行器，也能用于降低飞行器速度。靠着这种方式，在星际间弹来弹去，最后到达目的地。上一页1234567下一页关键词：宇宙黑洞星际穿越虫洞平行宇宙分享本文：六、时间膨胀时间膨胀贯穿《星际穿越》整个剧情，电影中主角在进入太空后便遇到了时间膨胀，宇宙中主角们的时间和地球上的时间可以用&天上方一日，地上已千年&来形容，这样的时间错乱给电影增加了一丝悲凉和无奈的气氛。至于时间膨胀本身，则是一种物理现象。在相对论中，空间和时间的尺度随着观察者速度的改变而改变。例如，向着我们以接近光速速度运动的一个时钟本身所标明的时间，比另一个与我们相对静止的时钟走得慢些。有了时间膨胀效应，人们在以极高速运动的飞船上时，尽管外界已经经历了很长的岁月，自己却没什么老化，因为极大的速度会使飞船（和里面的所有物体）的时间减慢。也就是说，飞船的时钟走了一圈，地球上的时钟已经转了许多圈了。推荐书籍：《时间、空间和万物》上一页1234567下一页7个宇宙知识让你看懂星际穿越：黑洞虫洞和平行宇宙 22:36:15我有话说(0人参与)由好莱坞著名导演克里斯托弗?诺兰执导的科幻巨制《星际穿越》11月12日在中国大陆上映，成了近期最卖座的大片。不过，比票房更令人关注的是该片引发的“现象级”的各种讨论。“虫洞”、“多维空间”、“时间稀释”等众多高冷的术语成了网络搜索热点……七、平行宇宙宇宙是一个理论上的无限个或有限个可能的宇宙的集合，包括了一切存在和可能存在的事物。我们的宇宙之外还可能存在的与我们所认知的宇宙类似的其他宇宙，多元宇宙所包含的各个宇宙被称为平行宇宙，电影中男主角就遇到过无数个平行宇宙。有了这些基本的理论准备，亲们可以愉快地去电影院享受这部大片的魅力啦！上一页1234567下一页关键词：宇宙黑洞星际穿越虫洞平行宇宙分享本文：
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