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看《星际穿越》之前，需要具备哪些物理知识才能真正看懂？

奇点,黑洞,时间看《星际穿越》之前，需要具备哪些物理知识才能真正看懂？

发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

看《星际穿越》之前，需要具备哪些物理知识才能真正看懂？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

推荐阅读该剧科学顾问基普.索恩的《星际穿越》，会有更全面、详细的解读。

简单的来说，个人感觉要基本了解以下几个知识点，否则看几遍都看不懂。

虫洞

时空洞（sofa）又称爱因斯坦－罗森桥，也译作蛀孔。是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1916年由奥地利物理学家路德维希·弗莱姆首次提出的概念，1930年由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设的，认为透过虫洞可以做瞬时的空间转移或者做时间旅行。

形象的解释是，在一张A4纸上画一条30cm的线段，当你把纸弯曲后，两个端点的距离可能只有1cm或更短。这个1cm的通道就是虫洞。


《星际穿越》中首先出场的就是这个概念，布兰德老教授团队正是因为在土星附近发现了虫洞，才会先后派出两只太空探险队去寻找人类宜居的星球。

如果没有虫洞理论的存在，整个剧情将无法继续进行。

黑洞

黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。

换言之，黑洞由于引力巨大，就像贪吃蛇能吞下一切靠近它的物质，包括光。

这一点在剧中同样重要。正是因为距黑洞最近，导致时间扭曲，所以米勒星球1小时=地球时间7年。而库珀和艾米莉亚在黑洞分手时的一小会却相当于花了大约地球时间的50多年。

米勒星球掀起的滔天巨浪也正是受黑洞引力的影响。曼恩星球上人可以半走半飘的行走状态也是黑洞所赐。

五维空间

五维空间即时间、空间、层次的统一。在五维空间宇宙观中，时间、空间、层次是对称的。对称空间观是五维空间观的本质，五维空间观是对称空间观的展开。所以对称空间观就是五维空间观。



三维空间+时间+对称层次成为五维空间，形象的说就是无数辆开启的动车在三维空间中运动。

库珀正是通过五维空间给不同成长时期的女儿墨菲传递信息，以一种幽灵般的存在反复提醒墨菲，致使墨菲终于领悟并研究出反引力空间站。

也有说爱才是第五维空间的关键，这个比较玄学了。


奇点

空间和时间具有无限曲率的一点，空间和时间在该处完结。经典广义相对论预言奇点将会发生。在具有合理物质源的广义相对论的经典理论中引力坍缩情形中的空间-时间奇性是不可避免的，在一定情形下奇点必须存在——特别是宇宙必须开始于一个奇点。 但由于理论在奇点处失效，所以不能描述在奇点处会发生什么。




奇点是物理上既存在又不存在的一个点。此处该如何比喻，欢迎有大神来补充。

库珀最终是靠奇点得以逃离黑洞，和九十余高龄的女儿团圆。泪目！

以上是个人的粗浅认知，作为星际迷友，盼交流完善。

下图来自网友，对剧情认知帮助很大。