諾蘭的新作《星際穿越》基于美國理論物理學家基普·索恩的理論成果,該片劇情將涉很多的科學概念:包括蟲洞、黑洞理論、相對論,萬有力等等。 先是叫獸伯伯的科普啦,中文字幕哦,可以看
觀影之前*好先看一下以下五部有關時間旅行的影片:
1.超時空接觸:這部片與星際穿越有很大淵源
2.黑洞頻率:兒子在無意中通過一臺老式的無線電與三十年前的父親聯(lián)系上了
3.十二猴子:未來不可改變,掙脫不了的
4.蝴蝶效應:小改變必引起大改變
5.2001太空漫游:從預告中就可以看出星際穿越有很多致敬老庫的地方

諾
蘭的新作《星際穿越》基于美國理論物理學家基普·索恩的理論成果,而他的理論成果基本都在他的著作《黑洞與時間彎曲》一書中,本文的科學知識基本都是我在
這本著作中看到總結的。 該片劇情將涉很多的科學概念,包括蟲洞、黑洞理論、相對論,萬有引力等等。 科普黑洞蟲洞,備戰(zhàn)星際穿越——作者:@劉偽冒
先說說黑洞
基帕·索恩在《黑洞與時間彎曲》這本著作的開篇講了一個一支太空探險隊在太空中探索黑洞的經(jīng)歷,故事挺無趣的,基本上就是形象地說了現(xiàn)代科學家對黑洞的研究成果:
一、什么是黑洞
黑洞是空間中有著強大引力的超高密度的天體,假如太陽質量不變,大小卻變成乒乓球那樣,這就是太陽塌縮成了黑洞。
黑洞的特點就是有進無出,即:
①任何東西都可以掉進黑洞,黑洞外圍有一層“事件視界”,任何東西只要過了這個“視界”,都要掉進黑洞。
②任何東西都不可能從黑洞里逃出來,包括光。
二、黑洞潮汐力
一只很大的飛船飛向一個天體,飛船頭部距離天體比較近,受到的引力比較大,而尾部距離天體比較遠,受到的引力比較小,頭部和尾部的引力大小的差距,就會在飛船中間產(chǎn)生撕扯的拉力,這個拉力就是潮汐力。
如果天體是黑洞,質量非常大,飛船距離黑洞距離越小時,造成的引力差就會越大,這就是黑洞潮汐力。這個力甚至可以把飛船撕成碎片。飛船里的宇航員也同樣會受到潮汐力的作用,
對于一般我們接觸的物體,即使我們到達它的表面所產(chǎn)生的潮汐力也沒有多大,但是,如果是黑洞這種超大質量超大密度的天體,則有可能產(chǎn)生很大的潮汐力將物體撕碎。
這個感覺很有可出現(xiàn)在電影劇情中。

再說說蟲洞。
《黑洞與時間彎曲》的第十四章蟲洞和時間機器,下面就說說他這一章的內容:
首先,基帕·索恩說了一件他的趣事:
1985
年,基帕·索恩接到多年老朋友卡爾·薩根的求助。卡爾寫了一本科幻小說,希望把小說里的科學理論寫的準確一點,想讓基帕·索恩指點一下。基帕發(fā)現(xiàn)書中的女
主角居然掉進黑洞然后時空穿越了,這是不可能發(fā)生的。于是基帕寫信建議卡爾要依靠蟲洞做星際旅行。卡爾欣然接受建議,那小說叫《Contact》。后來被
拍成電影叫《超時空接觸》,也是馬修主演,評價很好。
然后基帕·索恩開始講蟲洞:
一、蟲洞在哪里
關于蟲洞有三種說法:
一是蟲洞是宇宙中相距遙遠的兩點間的一條捷徑,就是一個蘋果,蟲子沿著蘋果表面走遠了,可是如果蟲子挖洞從蘋果里面走就近多了,顧明思議,蟲洞,蟲在蘋果里挖的洞。
二是蟲洞是連接黑洞和白洞或黑洞與黑洞的時空隧道,故在黑洞里能找到蟲洞。
三是蟲洞是時空隧道,能進行時空旅行。
沒人見過蟲洞,有人說我們周圍到處都是蟲洞,又有人說黑洞里有蟲洞,基帕·索恩在書里又說我們可以自己構建蟲洞的方法。
二、負能量物質
蟲洞在某個時刻產(chǎn)生,短暫地打開,然后關閉、消失。從產(chǎn)生到消失,時間極短,短到?jīng)]有事物能在這么短的時間內從一個洞口穿到它另一個洞口。所以我們能利用蟲洞進行時空旅行前提是有辦法使蟲洞一直開著,不讓它消失。
基帕·索恩覺得有某種奇異物能貫穿蟲洞,使蟲洞一直開著。這種奇異物和人類所見的任何物質都大不一樣,它具有負能量。
要實現(xiàn)負能量其實并不難,參照系不同便可實現(xiàn)。在飛船以接近光速的速度接近蟲洞時,蟲洞周圍的能量自然就成了負的。
故要進入蟲洞,飛船的速度必須接近光速。

三、時間機器
假定我們能找到蟲洞并且有某種負能量可以讓它一直開著,那么蟲洞就可以是一個時間機器。
飛船要進入蟲洞,其速度要接近光速。
根據(jù)愛因斯坦的相對論原理,如果你在太空中的速度足夠快,可以做到在太空中呆了幾十天,地球上卻已經(jīng)過了幾十年,做到古人所說的天上**地上一年,即如果你2014年坐飛船接近光束進行時空旅行一個月后,回到地球,這時發(fā)現(xiàn)地球已經(jīng)是2044年,這就實現(xiàn)了穿越到未來。
故我們可以猜想劇情,等主角們穿越到其他星際空間完成任務后,回到地球,他們的兒女都和主角們一樣大年齡了。
目前的科學理論表明,回到過去是不能實現(xiàn)的。
四、母子怪圈
雖然回到過去沒有科學依據(jù)支持,但科幻片畢竟是科幻的,所以出現(xiàn)回到過去的劇情也是有可能的。
這時就有一個每部有關穿越時空的科幻片都面臨的問題:
假如我有時間機器(蟲洞或者別的),我就能夠回到過去母親懷我之前把她殺死。此時,母親死了,我就不會出世,那又怎么會有我穿越時空來殺母親呢?這時就有這樣一個矛盾出現(xiàn)了。
之前的科幻片對這點的處理方法有兩種:
1.未來不可改變:我雖然想殺母親,但會有外界因素使我不能成功。
2.平行時空觀點:時空不是**存在的,而是有無數(shù)個時空平行的存在,它們彼此之間一般情況是無法產(chǎn)生聯(lián)系的。這種觀點普遍被人接受。那么你穿越*多就算是到了別的時空去了一趟而已,而不是回到過去或未來,更無所謂改變歷史。
星際穿越如果出現(xiàn)這種情況,諾蘭會不會有什么不同于以上兩種說法的新穎處理方法沒有呢?
目前我們對黑洞和蟲洞的了解很多都停留在猜想上,這也讓電影有很大的發(fā)揮空間。
總結這些也不知有沒有用。
我只說了些皮毛,書里說的比較詳細,有興趣的可以去看一看。