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《星际穿越》里的物理学靠谱不？人类无法再黑洞中生存
&& 日 19:09&&来源： 长沙晚报&&
《星际穿越》自上映后在科技界引发广大争议，特别是片中展现的黑洞、虫洞更是遭到部分科学家的批评。”　　在电影高潮部分，男主角库珀离开飞船以减轻重量，以便让女主角布兰德得以抵达另一颗适居行星。
　　《星际穿越》自上映后在科技界引发广大争议，特别是片中展现的黑洞、虫洞更是遭到部分科学家的批评。
　　在影片中，探险家们利用土星轨道附近的一个虫洞进入另一个行星系统，这是因为虫洞弯曲了空间，让超远距离旅行可以在瞬间完成。不过反对者声称虫洞并不存在。英国皇家天文学会教授马丁·巴斯托在接受英国媒体采访时表示：“我不认为虫洞真实存在。解释虫洞的工作原理仅限于科幻范畴，没有任何直接证据证明宇宙中存在这种东西。我们对黑洞有一定了解，但对于连接空间不同区域的东西，我们还只是提出想法并且是非常初级的想法。从拍摄《星际穿越》的角度上说，虫洞这种东西在影片中必须存在，否则的话，影片的情节便无法往前推进。”
　　在电影高潮部分，男主角库珀离开飞船以减轻重量，以便让女主角布兰德得以抵达另一颗适居行星。不过“一旦进入黑洞库珀便被飞船抛出”的情节设定也让反对者惊呼：“人类是不能在黑洞中存活的！”原来，根据传统的黑洞理论，黑洞的引力场非常剧烈，并且快速变化，任何掉进黑洞的物体都会被其巨大引力拉伸、撕扯，任何物质或者任何人都无法在黑洞中幸存。
编辑：涂丽君
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《星际穿越》里的物理学靠谱不？人类无法再黑洞中生存
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诺兰亲自揭秘《星际穿越》：这是影史上对于黑洞最真实的一次体现吗？
日15:11:45
来源:Mtime时光网责编:kankan
《星际穿越》的故事开端就描绘一个并不遥远的将来，人类为自己的所作所为付出了沉重的代价，甚至走向灭亡。看过影片的观众则会发现，片中由马特·达蒙扮演的角色曼恩博士成为了影响人类命运的另一个人物。在评论家看来，曼恩博士代表了人性中的弱点与黑暗面。有趣的是，汉斯·季默为这个人物创作的配乐名字就是“Coward”(懦夫)。
影片中人类为破坏环境面临灭亡
人类永恒的敌人是人类自己吗？
《星际穿越》的故事开端就描绘一个并不遥远的将来，人类为自己的所作所为付出了沉重的代价，甚至走向灭亡。看过影片的观众则会发现，片中由马特·达蒙扮演的角色曼恩博士成为了影响人类命运的另一个人物。在评论家看来，曼恩博士代表了人性中的弱点与黑暗面。有趣的是，汉斯·季默为这个人物创作的配乐名字就是“Coward”(懦夫)。
诺兰并不愿意过多谈论剧情，他只是表示马特·达蒙是他给观众的一个惊喜。对于影片开篇阶段过于平缓的节奏，他说：“这是我做电影的理念。我希望故事发展像滚雪球一样，马特达蒙的出现是一个节点。他出现后，所有线索会汇集到一起，故事就加快了。”
影片的最大反派，诺兰强调说，他特意说了两次，害怕记者不能领会他的意思。他说：“在《盗梦空间》里，时间只是一个元素。这回，时间成为了一个角色。如果影片中有所谓反派的话，头号反派就是时间。”
影片中呈现的“虫洞”现象不可思议
这是影史上对于黑洞最真实的一次体现吗？
影片中呈现的黑洞与虫洞等画面令人震惊。事实上，作为目前可观测到的宇宙中最黑暗质量最密集的物质，黑洞曾经在众多科幻小说和电影出现。在这部电影里，黑洞其实是一个有史以来最精准的黑洞模型。这可是30个人，数千台计算机用一年的时间，制造了一个有史以来对黑洞面貌的最准确的模型。
诺兰就影片中的时空问题专门咨询了专业科学家，更有当今世界上天体物理学研究领导者基普·索恩坐镇本片的制片人之一，所谓“硬科幻”也不过如此。诺兰对于影片中的太空场景打出10分。“从来没有人做过这样的设计。影片的科学总监完全按照相对论的公式设置了黑洞和虫洞的形象。我们甚至为此发表了两篇论文。”
事实上，从科学角度而言，虫洞仍然停留在概念阶段。并没有任何实际的观察数据能够证明其存在。不仅如此，电影中外星球上的巨浪也是在一个双恒星系统下产生的假说，值得科幻迷们好好玩味。
给太空场景打满分，那么五维空间呢？
在听到这个问题后，诺兰先是哈哈大笑了几声，感觉自己掉入了一个陷阱。影片的最后，诺兰以超越人类认知的方式，呈现了一个完全只存在于理论与公式中的高维度世界。
“那我打9分吧。”诺兰说，“这是是因为里面的规律是我们自己设定的。那个场景从科学角度肯定很容易遭批，因为这些都是未知的世界。但是，从我们自己设定的规律出发，最后在银幕上呈现的效果已经很写实了。”
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Jilin Yushuo ACG Technology Co.,Ltd, All Rights Reserved《星际穿越》解惑，分享关于马修掉入黑洞后的理解，帮助解答最难懂的部分（有剧透）
有剧透，未看影片者慎入。专门解答难懂的剧情。
看了很多关于《星际穿越》的影评，包括果壳网那些专挑毛病的技术贴，但感觉大部分人对黑洞还是不太了解，而我这些年恰好又有点时间关注黑洞，希望分享一下我知道的关于黑洞和影片的知识。技术宅不要太喷《星际穿越》，这毕竟是电影，如果喷太多就变成《物理课》了，而且我敢保证在国内没有真正了解黑洞的专家，所以不要太对影片中的科学错误挑刺。
好，言归正传，先说最难懂的一段：马哥，TAS一起脱离母船，让海瑟薇摆脱黑洞引力去埃德蒙德星球（E星）。然后马哥和TAS掉入奇怪的空间，通过给幼年墨菲发送摩尔电码的形式，帮助她解那个方程，拯救全人类，之后空间解体，马哥被扔到虫洞外面，同时时间已经过了几十年，墨菲已经百岁高龄。很多人在问，他怎么进入的那个空间，又怎么出来？墨菲如何拯救地球？为何马哥出来后时间过了那么久，而且被人发现只剩下几分钟氧气？
诺兰导演显然想表现的内容是：马哥觉得自己和女儿年龄差的太多，再通过黑洞重力拖拽回地球估计时间上也来不及了，而海瑟薇还要去E星找她的情人，他和机器人都自杀可以减轻更多重量，让海瑟薇更快的去E星，所以马哥的打算就是自杀。但是这哥们掉进黑洞后突然发现自己没死，反而进入了奇怪的空间，于是感谢造物主（The
Maker），赶快把一些他突然领悟到的东西告诉墨菲。之后他完成任务等死，结果又莫名其妙的被喷到土星轨道去了。也就是说马哥其实是抱着必死之心，而不是有步骤的。这就是电影的一种手法。现实中肯定不会是这样。
那马哥又是怎么进入黑洞，又怎么操纵时光，又如何出来的呢？
在现实中，首先飞船是根本无法接近黑洞吸积盘的，应该早就被引力潮汐拆的粉碎，即便能靠近吸积盘，也会被吸积盘上的粒子砸碎。
根据经典理论，黑洞是钱德拉塞卡半径以上恒星在最后爆炸成超新星时，因为自身引力太大而坍缩，引力强大到连光子都无法摆脱，所以所有恒星剩余物质就不断收缩成一个点，这个点密度是无限大，体积是无限小，也就是电影中说的奇点（singularity）。可以这样描述黑洞：加入我们所在的三维世界是个床，那么如果在床上放一个铅球，铅球周边的“时空”（时间和空间）就会被弯曲，弯曲的程度取决于铅球的重量。而黑洞相当于一个床上垂直向下的漏洞，漏洞底端那个点就是奇点。奇点离床表面的距离是无限远。
黑洞拥有一个事件边界（Event
Horizon），也就是光子跑不掉的边界，凡是在这个边界外的东西（比如海瑟薇和母船），也许还能逃脱黑洞，但大都也都变成了吸积盘（就是闪闪发亮的粉碎的粒子），最终受到扰动也都会掉入黑洞，这个事件边界不是物质化的，是看不见的。事件边界以内的物质，那是绝对不可能逃离黑洞的（马修和TAS）。越接近奇点，引力差越大，最后头和脚的引力差就能将人撕碎，最后连粒子顶端和底端的引力差都能将各种基本粒子撕碎，而坠入奇点后一切消失。
根据经典理论，跨越事件边界时，在边界外的人看来，因为里面的人的光子是不能飞出事件边界的，所以外面的人（海瑟薇）看到的里面的人（马修）只是他跨越事件边界那一刻的遗像，这个遗像会越来越暗直到消失，但不会有任何表情变化。而在边界内的人是根本察觉不到边界的，他事实上不知道自己已经一去不返了，直到自己变成面条。所以当马修和TAS一起往下掉的时候，他们还能看到海瑟薇在动，但是海瑟薇看到的他们已经静止不动了。这一幕就是电影要表现跨越事件边界。
但是任何物质掉入黑洞后就消失，这和宇宙能量守恒相悖，宇宙中的信息也不能凭空消失。为什么信息不能凭空消失？？？？？？？？？？？？？？因为这和我们生活的世界的因果相悖！！！！！！咱们生活的世界是有因必有果，前面一件事的发生，会导致后面一件事的结果，一个物质死亡，要么转化成其他物质，要么转化成能量，他不能就凭空消失了！！！！！！这就是火球悖论，如果物质携带的信息不能消失，那么掉入事件边界的一刹那，外面的人会看到一个巨大的火球，马修的信息会以辐射形式全部喷出来，但另一方面马修穿越事件边界是悄无声息的，事件边界也是看不到的，根本没有火球。能跟上我的思维吗？
物质掉入黑洞就消失，也和观测相悖，观测中大质量黑洞（如银河系中心半人马a星座超大黑洞）向外辐射伽马射线。既然连光都无法逃离黑洞，这射线又是哪里来的？现代黑洞物理学家霍金经过计算得出的结论是宇宙真空中不断出现量子涨落，会出现虚粒子对，然后又凭空消失，就好像一锅沸腾的汤一样，而在事件边界附近发生的量子涨落，产生了虚粒子对后，其中一个粒子落入黑洞，另一个则携带着少量信息，以光速远离黑洞。这就是所谓的黑洞蒸发，或者霍金辐射，也就是说，黑洞不是全黑的，只要时间足够长，里面的信息通过蒸发是能出来的！
这就是电影为什么要描述马修最后又被喷出来的理论基础。当然，现实中只有马修的信息以粒子形式辐射出来，他的肉身肯定是出不来了。从时间上讲，吸积盘旋转的速度可能已经接近光速，凡是越接近事件边界，时间就会越慢，到达事件边界的时候，时间相对于地球已经静止了。注意：相对论，相对论，所有一切都是相对的，这里只是以黑洞附近时间相对于地球时间来说。但是在电影中，为了给大家感官上的享受，还是让他整个人都出来了，同时，时间设定在墨菲还没死之前。
继续说掉入黑洞后如何进入了奇怪的空间。
我们可以做一个假设：你现在是一个小蚂蚁。你生活在3维时空，前后一维，左右一维，时间一维。你生活在一张纸上。在纸上有个地球，你想去特别远的纸的另一个地方，靠火箭也根本去不了，但是把纸折起来，扎个洞，你就可以从这个洞进去，从那个洞出来，这个洞就是虫洞。那马修又是如何进入奇怪的高维空间呢？
其实虫洞就是一端是黑洞，一端是白洞，马修跳入的那个超大质量黑洞，只是小蚂蚁生活的纸上的另一个洞而已，而这次他跳进这个洞在还没有从纸的另一个洞出来之前，被高维生物（比如在玩小蚂蚁的我们），让他从纸面的2维空间洞上掉到3维空间里了。这就是马修为何会从3为空间（4维时空）掉进4维空间（5维时空），然后为何又出去了。他只是在被别人玩而已。
现在再看他如何把信息传给幼年的墨菲。他进入的时空可能不止是5维，他在发送摩尔斯密码的时候是给时空中所有时间所有地点同时发送的，在他所处的空间中，时间只是普通的一维。
跟着我，我们再进行一个比较简单的想象。为什么我们的时间向前，不能向后，而三维空间可以向两个方向？可见时间这个维度和其他的维度是不同的，这也是我们所处世界的关键所在：因果关系。我们可以假设小蚂蚁住在一个气球上，气球表面是3维空间，而气球的半径（内部）是时间。不管你在三维空间怎么跑，气球永远在膨胀，永远在变大。所以我们的世界是因果的。显然，马修从气球上一个洞掉到气球外以后，他已经脱离了那个不断膨胀的气球，也就脱离了因果，时间对他来说不再有限制了，所以他可以同时将信息发送给不同时期的墨菲。
当然为什么只能在那个屋子发送，那是电影的渲染。可能是为了突出马修脑海中强烈的父女记忆。在我看来，马修在进入黑洞后早就不存在了，存在的只是他的信息，也就是他的脑电波的量子涨落，包括他的记忆和意识。而他意识中最强烈的就是墨菲，所以他修改的也就是和墨菲生活在一起的房子里的东西。
好了，现在我们明白了。首先从科学上讲电影错误很多，但大的原则是对的。马修掉进黑洞后应该变成了粒子，然后粒子和组成粒子的夸克也都被撕碎了，马修的意志，本应该以辐射和信息的形式，在几十亿年以后，从宇宙深处，也不知道哪个和他掉入黑洞有联系的白洞里被喷出来。也许我们都是更高维更高级生命体的小白鼠，生活在电脑程序里，生活在一个不断膨胀的气球上，马修是幸运的，他没有变成辐射，而是被造物主（The
Maker（翻译来自龙腾世纪，我觉得比上帝用词准确））组装回去，在墨菲死之前，把他从木星轨道上的虫洞里又扔了出来，让电影有个圆满的大结局。
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说到这里再说点别的，以上都是建立在经典黑洞理论上，也就是和诺兰搭档的那个黑洞专家的基础上的。但是………………今年1月24日霍金给《Nature》写论文，说他认识到几十年前的他自己的霍金辐射理论是错的，霍金说黑洞没有奇点，受黑洞引力影响，信息无法到达奇点，而是在到达之前就被抛出去，抛出去的时候虽然没有消失，但面目全非无法还原…………霍金还说，也就是最关键的：从吸积盘往里走，时空扰乱十分剧烈，根本没有明确的事件边界，如果没有事件边界，也就根本没有黑洞…………
另外也有人认为黑洞根本不存在，不可能有奇点，彭罗斯也说过“上帝憎恶裸奇点”。现在关于黑洞的另外几种替代理论，一个是黑洞在所谓奇点处，形成了一种新的物质状态，这种物质状态人类对其还完全没有认识。但这种状态不是密度无限大，体积无限小的奇点。另一类理论认为黑洞核心是相互缠绕旋转的夸克星，注意这可不是中子星，这说起来就复杂了，夸克组成的物质比如奇异滴可以引起我们宇宙整体发生连锁反应而消失，如果是相互缠绕的奇异夸克星，人类也是完全没有认识。
关于这些理论，可能要等到《星际穿越2》再来体现了。
宇宙很大，人类太渺小，一定要记住影片中的话：不要温柔的走入那个良夜。看看这个链接，感受一下宇宙的虚无：/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html，太空太空，真的是太空了…………
至于电影中的逻辑错误就不多说了，但我觉得开头枯萎病真的有点胡扯，不吐不快，人类真的蠢到必须种庄稼才能活下去吗？我们还有蔚蓝的海洋，海里面有各种可以捞来吃的海鲜，实在不行还可以捞海藻，为何不能是个热核战争开局？这样还能让观看的人产生更加强烈的和平意识，减少核弹，把核弹头拆了换上空间站组件，发到太空组装船坞，以后真的开发宇宙多好！美国，俄罗斯，中国，印度这些要几千枚核弹干什么……另外真的有必要移民去太空吗？电影里给出的逻辑就是，地球因为枯萎病和沙尘暴没法待了，突然发现木星轨道上有个虫洞，过去一看，对面是另一个星系，有12个星球，其中3个适合人居住…………一个全是水的星球还不如地球，地球起码还有陆地，而且沙尘暴也影响不到海洋，一个曼恩星还不如太阳系的土卫六或者木卫二，空气里是氨气，夏天才零下67度，第三个海瑟薇非要去的E星，也是因为这个才把马修和TAS扔进黑洞的，那个E星根本就是还不如火星！！！！火星近在咫尺为什么不去改造改造，非要去那些围着黑洞转的行星…………
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想知道主角穿越黑洞后怎么被找回来的，明明都不在同一时空和维度了，请教？
想知道主角穿越黑洞后怎么被找回来的，明明都不在同一时空和维度了，请教
2014年上映
剧情 / 科幻 / 悬疑
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