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星际穿越是否可行 人类或将实现星际穿越

  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)

  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·索恩最重要着作)

  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》

  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。