《星球穿越》中的"燒腦"科學

《星球穿越》中的"燒腦"科學

2014年11月，“燒腦”大片《星際穿越》在中國上映后票房一路飚紅，引發(fā)影迷惡補物理的熱潮。電影所描繪的情景令人神往：宇宙飛船穿越蟲洞抵達另一個星系，又進入黑洞內(nèi)部突破時間、空間的藩籬。然而也有科學家質(zhì)疑影片內(nèi)容的合理性，如至今還沒有發(fā)現(xiàn)蟲洞存在、人根本不能在引力場非常劇烈的黑洞中存活等。

不可否認的是，《星際穿越》想象力極其豐富，影片中的情景也并非不能實現(xiàn)。下面就一起看看《星際穿越》中哪些現(xiàn)象或技術是可能實現(xiàn)的吧。

低溫冷凍休眠

可能性：將來或許有

劇情：宇航員可以進入休眠水床，并自行設定喚醒時間。

技術上的人類低溫休眠，是指在極短的時間內(nèi)將人體冷凍到-196℃，讓細胞停止活動，以無限期地延長人類的生命周期。不過，目前人類仍無法做到這一點，尤其是在0℃到-60℃這個區(qū)間內(nèi)，冷凍所產(chǎn)生的冰晶對人類細胞的破壞是致命的，而且水分的冷凍過程又會出現(xiàn)一個有悖于“熱脹冷縮”的“熱縮冷脹”物理過程。

但在不久的將來這一設想有可能成為現(xiàn)實。國內(nèi)的一些醫(yī)院已能將大腦放在-33℃的低溫下，讓患者冬眠后再實施腦手術。最近，日本科學家發(fā)現(xiàn)，一種水蛭在-196℃的液氮中依然能生存，這一發(fā)現(xiàn)可能有助于尋找冷凍保存人體器官的新方法。

時間膨脹

可能性：已驗證

劇情：電影中，庫珀和女科學家布蘭德降落在繞著黑洞轉(zhuǎn)的星球上，該星球上的1小時相當于地球上的7年。

由于時間膨脹，《星際穿越》中的“堅韌”號船員衰老速度比地球上的人慢。這種現(xiàn)象符合愛因斯坦提出的相對論——當人以接近光速的速度移動時，時間會變慢。在地球上，科學家已經(jīng)通過實驗證明了這種理論。

英國皇家天文學學會主席馬丁·巴斯托說：“根據(jù)愛因斯坦提出的狹義相對論，以不同速度移動的物體經(jīng)歷的時間存在差異。例如，登上月球的宇航員移動速度超過地球上的任何人，他們的衰老速度略慢于地球上的任何人，但還沒有達到顯而易見的程度?！?/p>

吸積盤

可能性：確實有

劇情：電影中如同王冠般耀眼的環(huán)形結(jié)構是大家最關注的。這是黑洞周圍的物質(zhì)在引力作用下，落入黑洞的同時釋放引力勢能而產(chǎn)生的明亮結(jié)構——吸積盤。

近日，美國天文學家通過對76顆黑洞進行觀察和測量發(fā)現(xiàn)，它們的磁場強度是地球磁場的一萬倍。

活躍星系中心的超大質(zhì)量黑洞，通常會產(chǎn)生噴流。在噴流形成和吸積盤物理學中，磁場可能也起了關鍵作用?？茖W家在銀河系中心黑洞附近發(fā)現(xiàn)了一個動態(tài)磁場，如果這種現(xiàn)象是普遍的，且磁場能延伸到黑洞視界以外，吸積盤結(jié)構就會受到顯著影響。

科學家觀察到的超大質(zhì)量黑洞噴出的氣體證明了動態(tài)磁場的強度。這些氣體噴射由磁場形成，并產(chǎn)生電磁波輻射。通過分析數(shù)據(jù)后繪制出不同波長的電磁波輻射圖，然后根據(jù)不同輻射圖之間噴射特征的變化，就能計算出黑洞附近的磁場強度。

《星際穿越》海報

結(jié)果表明，黑洞的磁場強度與醫(yī)院里“核磁共振”中的磁場強度差不多——大約是地球磁場的一萬倍。

枯萎病

可能性：危害顯現(xiàn)

劇情：農(nóng)作物患上了枯萎病，糧食緊缺，沙塵暴席卷全球，人類不得不向外太空尋求生存空間。

《星際穿越》的背景讓電影科學顧問基普·索恩煞費苦心。作為物理學家，為了保證“植被大量枯萎”這一假設有科學依據(jù)，他請來加州理工學院的許多相關教授，其中包括1975年諾貝爾醫(yī)學及生理學獎獲得者戴維·巴爾的摩，組織了一次兩個多小時的討論會。

枯萎病亦稱疫病，是由真菌或細菌引起的植物病害，癥狀包括嚴重的斑點、凋萎或葉、花、果、莖以及整株植物的死亡。目前防止枯萎病大多使用一些廣譜抗菌類的農(nóng)藥。

專家們表示，雖然目前地球上不存在可以滅絕整個植物界的枯萎病，但假如有某種病原體專門“欺負”葉綠體，還是有可能的。

穿越星球

可能性：只是時間問題

劇情：《星際穿越》中有很多“腦洞大開”的情節(jié)。比如，主人公們進入一個全是水的星球，為了逃避如山川般的巨浪，他們飛離了星球。

未來，我們真的可以離開地球，進行星際穿越嗎？目前，科學界認為平行宇宙是存在的。也許，在另外一個星球，還生活著一個一模一樣的你，只是你自己沒有發(fā)現(xiàn)而已。（據(jù)中新社、果殼網(wǎng)、新浪網(wǎng)）