《星际穿越》穿越了哪些“烧脑”科学?
巨型海浪是否违背潮汐锁定?
电影中被“海洋”覆盖的神秘星球掀起的巨型海浪令人印象深刻,一些人不解为何只能淹没宇航员脚踝的“海洋”却可以掀起如此巨浪?“有猜测因为星球距离黑洞很近,黑洞的巨大引力将海水几乎全部掀起所致。”陈学雷说,“这一说法存在争议主要是考虑到‘潮汐锁定’问题。”
“就像我们的月亮绕着地球转一样,一面永远朝着地球、一面永远背对着我们,同样这颗行星绕着黑洞转,黑洞巨大的引力也会锁定这个星球,当公转与自转达到平衡,就不应该有巨浪了。”陈学雷说,“但是潮汐锁定也不全都像地球和月亮这样达到1∶1的锁定,比如水星围绕太阳也进入了潮汐锁定,不过是2∶3锁定,即水星绕太阳公转两圈,自转三圈,这样的情况也会出现潮汐。但是如果这颗星球当真转得这么快,我想这些人就不会想去这个星球上了。”
“而电影中并未交代巨浪产生的真正原因,因此可能并不是潮汐,而是地震等其它自然现象引发的火山爆发或者海啸等。”陈学雷说,“不过根据电影中所呈现的两次巨浪之间大致只有几分钟,最多相差一两个小时来看,无论是我们猜测的哪种情况,巨浪都不应该出现得如此频繁。”
对此,虞骏也表示:“由于电影中只呈现了宇航员所到之处的景象,因此也只能反映星球上的局部面貌,对于巨浪的真正原因,我们还可以更加大胆的猜想。”
五维空间时间真能可碰可触?
电影中最为科幻的镜头莫过于库珀穿越黑洞来到五维空间,发现时间变成了实物且就在墨菲房间的书架后面。“提到多维度时空,大家通常感到很神秘,事实上科学家一直在利用维度来描述世界。”虞骏介绍,比如,物理学家在描述一个质点的运动状态时已经用到六维——位置坐标(x,y,z)、速度坐标(vx,vy,vz),如果考虑加速度或者其他因素,就更多了。
“人类进入黑洞会看到怎样的景象,在多维空间里时间会以怎样的形态出现,利用引力穿越维度空间能否将数据传输出来,电影中有关这些问题都只是一种理论猜想,虽然现在的科学水平还不能给我们明确的答案,但应该也不像电影中所呈现的那样在一个书架后面。”陈学雷说,“比起穿越剧来我们之所以更愿意去讨论这部电影的科学性,正是因为它试图不去违反我们已知的物理学规律。但归根结底它仍然是一部科幻电影,当主人公进入到黑洞里面,也就走出了目前科学研究所熟悉的范围,接下来的事就应该交给想象力了。”
陈学雷告诉记者,为了拍这部电影,索恩还做了一次黑洞模拟实验,通过对吸积盘发出的光线进行追踪,实现黑洞的视觉化创作。“这件事本身就十分有意义,因为从1914年发现‘黑洞解’(后被命名为黑洞)至今已整整一百年,许多有关黑洞的问题科学家到现在还没搞明白。电影中一开始所呈现的地球,人类好像已经缺少探索宇宙的激情了,科学家最好去造拖拉机,你画了一堆饼,不能治病、不能种庄稼又有什么用?但好在它又告诉我们,即使填不饱肚子也不要忘记仰望天空,因为这个世界总需要一些人去探索。”他说。
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