星际穿越中的物理知识

410浏览

一个新的达人诞生了

《星际穿越》中的物理知识有虫洞、奇点、维度、巨浪现象、相对论与时间膨胀等。

虫洞

几何学上讲两点之间线段最短，但是在宇宙角度来讲不同的星系之间就算是两点之间最短的距离也有几千万光年。虫洞就为星际穿越创造了可能，假设我们的空间是一张纸的，将纸片折叠在一起，那么两点间的距离就更短了，虫洞就是折叠空间中两点的隧道。在这里说明一下,虫洞并不是一个洞,因为虫洞在二维空间的表现是一个圆,在三维空间表现自然是一个球体,这不难理解.虫洞只是理论上存在的,现今还无法证明虫洞的存在。

奇点

这个比较复杂，大家可以理解成时空中的发生异常的一点，这个点中物理量都变得无限大，无限弯曲的时空，无限大的质量与体积，拥有巨大的能量，是由宇宙大爆炸而转化的宇宙物质的质量和能量。

维度

一维、二维、三维大家已经很熟悉了，我们也经常听到点动成线，线动成面，面动成体这个结论，不难发现，后一个为维度都是由前一个维度组成的，既然三维是一个空间。那四维就是由无数个正方体组成的，同时我们也可以将我们存在的三维空间中每一秒存在的状态看作一个正方体，那么四维空间中就可以浏览生命中的每一个片段，即已经超越时间，时间在四维空间中就表示着每一分每一秒的正方体，是实实在在存在的物体。

巨浪现象

在米勒星球上，库伯一行人刚降落，库伯就发现了远处的异常现象，起初，大家都以为那是一个山系，随着时间推移，库伯才发现，那不是山，那是巨浪。在地球上，海水会收到月球的引力作用产生涨潮退潮现象，而米勒的星球是黑洞作为引力来源，而黑洞的引力比月球的引力大了无数倍，因此，形成了巨浪。

相对论与时间膨胀

时间的相对性是贯穿星际穿越的艰难与心碎之源，时间会在引力与速度中发生改变，形成天上一天之内，地上一年的奇观。在片中星际旅行归来的的库珀看到白发苍苍的女儿，难以想象时间的残酷性，时间在四维空间中只能被伸长和压缩，但却永远回不到过去。

《星际穿越》的剧情内容

地球农作物因气候转变及枯萎病而经常失收，曾是美国**航空航天局的工程师和航天飞机驾驶员的库珀（马修·麦康纳饰）被迫成为农民以协助解决粮食危机。库珀的10岁女儿墨菲（麦肯基·弗依饰）发现其房间书架上的书本无故掉到地上，认为这是幽灵现象。不久后，一场沙尘暴在墨菲房间中留下二进制坐标，二人驱车到达坐标位置后发现那是北美空防司令部（美国**航空航天局的秘密基地）。

基地负责人布兰德教授（迈克尔·凯恩饰）向库珀透露土星附近出现了虫洞，认为外星智慧有意协助人类前往遥远星系移居，总署在约十年前已派遣了十二名科学家穿越该虫洞，各自降落在多个被认为有居住可能性的行星上，传送回来的资料显示其中一个以黑洞“卡冈图雅（Gargantua）”为中心的行星系统有三颗星球可能适合殖民。行星以降落的科学家名字命名：米勒（Miller）、埃德蒙斯（Edmunds）和曼恩（Mann）。

库珀答允布兰德教授的要求，担任航天器永恒号（Endurance）的驾驶员前往执行拉撒路项目（Lazarus mission）：A计划为确认星球适居性后，通过布兰德教授的重力方程协助地球人类前往殖民；B计划为带着多个人类胚胎进行殖民，留在地球的人类则会灭绝。墨菲因担心库珀一去不回而深感愤怒，库珀在二人没有好好道别的情况下离开，他与布兰德教授的女儿艾米莉亚（安妮·海瑟薇饰）、物理学家罗米利（大卫·吉亚斯饰）、地质学家道尔（韦斯·本特利饰）和两个机器人塔斯（TARS）与凯斯（CASE）前往太空登上永恒号启程。

《星际穿越》是2014年美英联合制作的科幻电影。该片由克里斯托弗·诺兰执导，马修·麦康纳、安妮·海瑟薇领衔主演。该片在物理学家基普·索恩的黑洞理论之上进行改编，于2014年11月5日在美国公映，11月7日在英国公映，11月12日在中国**公映。并于2020年8月2日在中国**重映。