7个宇宙知识让你看懂星际穿越：黑洞虫洞和平行宇宙

冰风

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）

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）

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。

　　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》

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。

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》

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！

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