《星际穿越》涉及哪些科学知识?
1.黑洞:黑洞是一种不向外界发射或反射任何光的物质。黑洞附近的一切都会被吞噬,包括光,所以人看不见。
2.虫洞:虫洞是爱因斯坦和内森·罗森在1930年提出的。认为虫洞是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道(白洞和黑洞)。人们认为可以通过虫洞进行瞬间空间转移或时间旅行。
根据我们的物理知识,黑洞和虫洞应该是看不见的,但是电影里的黑洞是可以看见的。作为《星际穿越》的科学顾问,基普·索恩在《星际穿越》上发表了前后两篇关于“黑洞可视化”和“虫洞可视化”的论文。所以当我们还在对电影中的捏造感到疑惑的时候,物理学家已经给出了答案。
三、时间相对论:作为影片中的主角,因为他们一直在接收米勒的信号,所以去了米勒的星球。他们回来的时候,这个罗米利已经过了20多年了。此前有人计算过,米勒上的一小时是地球上的七年。
根据爱因斯坦的相对论,空间和时间的尺度随着观察者的速度而变化。因为巨大的速度会让飞船和里面所有物体的时间变慢。也就是说飞船的钟走了一圈,地球上的钟转了很多圈。同时,除了速度,引力也会对时间产生影响,所以当主角把飞行汽车停在米勒星球上的几个小时里,罗米利已经度过了20多年。
超立方体(Hypercube):影片中的主角离开飞船后,并没有掉进黑洞,而是进入了一个对时间进行量化的盒子,也就是五维空间,于是主角通过这个盒子向三维空间中的女儿传输数据。最后他解了方程,带领大家在土星建立了殖民空间站。
这个盒子是超级文明的创造,这个文明将时间作为一个维度嵌入到立方体中。这个超立方体的一个“面”是在一个三维空间里,但现实生活中我们所处的时空是一个四维空间,我们只能感知三维空间和线性时间维度。五维时空是一个四维空间加上一个非线性的时间维度,而那个时间维度很容易让库珀通过引力影响过去,最终通过引力操纵手表的指针,将量子引力的关键信息传送到他女儿的世界,最终使人类能够操纵引力离开地球。