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《星际穿越》的虫洞真能穿越?聊聊科幻电影里的硬核物理学

说实话,每次重看《星际穿越》,那个虫洞的视觉特效还是会让我起鸡皮疙瘩——球状的时空扭曲,像一面宇宙哈哈镜。但等等,这玩意儿靠谱吗?物理学家给诺兰竖大拇指,还是偷偷翻白眼?

虫洞:只是数学家的纸上游戏?

虫洞这概念,最早是爱因斯坦和罗森在1935年搞出来的,爱因斯坦-罗森桥。但别激动,它纯粹是方程解出来的数学怪胎,一碰就碎,根本过不了飞船。后来索恩他们搞了个“可穿越虫洞”理论,需要奇异物质来撑住洞口——奇异物质啥意思?质量是负的,你一推它,它反倒朝你撞过来。反直觉?没错,所以现实中几乎没戏。
虫洞爱因斯坦罗森桥示意图
虫洞爱因斯坦罗森桥示意图
但科幻电影才不管呢,对吧?《星际穿越》请了基普·索恩亲自坐镇,愣是把虫洞做成了“球状”,而不是二维洞。索恩写了整整几页的方程给特效团队,渲染出来的光照和透镜效果真实到可以发论文。科恩兄弟在工作室里看到效果图,据说当场爆粗——太震撼。 不过话说回来,这种严谨也有代价。电影里穿越虫洞的时候,场景就那么几秒,我其实有点失望。可能诺兰太克制了,换成我,非得多拍几个角度不可!相比之下,《星际之门》里的虫洞就花哨多了,水波荡漾的入口,啧啧,那才叫视觉奇观,虽然物理学上纯属胡扯。

电影里的物理学:哪些是真功夫,哪些是忽悠?

科幻电影有两样东西最喜欢玩:时间和引力。时间膨胀在《星际穿越》里用得最狠——米勒星球上的一个小时,等于地球七年。这可不是瞎编,靠近黑洞,引力越强,时间越慢,这是广义相对论的预测。但问题来了,米勒星球的轨道那么接近黑洞,潮汐力应该把它撕碎才对。诺兰偷偷加了条件:那颗黑洞必须旋转得飞快,这样才可能有不撕裂的稳定轨道。索恩后来在书里承认,这安排可能性极低,但并非不可能。我喜欢这种狡猾,哈哈。 另外一个例子:《火星救援》。几乎没有虚构物理原理,就是现实的轨道力学和植物学。马克·沃特尼种土豆那一段,我边看边想,这得算多少屎(笑)。但正是这种扎实,让人更有代入感。反过来,像《独立日》里外星母船那么大一坨悬停在地球上空,居然没造成全球性地质灾难?重力哪去了?就当看个乐吧。
电影星际穿越黑洞卡冈图雅视觉效果
电影星际穿越黑洞卡冈图雅视觉效果
还有那些超光速旅行,什么曲率引擎、跃迁引擎。《星球大战》的千年隼号,嗖一下进超空间,物理学家一头雾水。倒是《星际迷航》的曲速引擎理论地上有点影子——阿尔库维耶尔曲率引擎的概念,压缩前方空间、膨胀后方空间,飞船卡在“曲速泡”里,不违反相对论。只是需要的能量相当于木星质量,目前看来,咱们连个泡泡糖都吹不起来。

为啥我们痴迷这种虚实交错的物理游戏?

为啥我们痴迷这种虚实交错的物理游戏?
为啥我们痴迷这种虚实交错的物理游戏?
你看,科幻电影的物理学,严格来说分成两派:一派是“虽然理论存在但可能性极低”,另一派是“纯粹编造但看着爽”。观众其实不傻。我对瞎编的设定容忍度挺高,只要逻辑自洽,别侮辱智商。最烦那种前面一顿操作猛如虎,最后用“量子”或“多维时空”来圆场的烂尾——说的就是你,《星际穿越》最后的五维空间书房!虽然情绪上我哭成狗,理智上还是想摔遥控器。 说到底,科幻电影的魅力就在于这种真实的虚构。虫洞也许永远只存在于方程和银幕上,但每当看到主角钻进去,我还是会想:万一呢?这种“万一”的念头,就是科幻电影最值钱的玩意儿。所以下次再有人吐槽某部科幻片不科学,你可以回他:科学负责讲道理,科幻负责耍赖皮,而咱们,负责享受这顿想象力的满汉全席。 好了,扯远了。你最喜欢的科幻电影哪个物理桥段最让你纠结?我反正对《降临》里的七肢桶语言和预知能力耿耿于怀——这算物理还是哲学?改天再聊。
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文章名称:《星际穿越》的虫洞真能穿越?聊聊科幻电影里的硬核物理学
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