曉南:曉航,我又看了一遍《星際穿越》,真的特別好看。
曉航:這部電影的內容很精彩,你看懂了嗎?
曉南:當然啦!那我考考你,你知道這里面都有哪些和航天有關的知識嗎?
曉航:那等我先搭建完這個蟲洞模型。
曉南:真厲害!
在2014年底橫空出世的科幻大片——《星際穿越》,剛一上映就在全球范圍內掀起了一陣又一陣航天浪潮,無數暢想著遨游宇宙的科幻迷們紛紛跑進影院,去體驗不一樣的全新維度的空間(曉航當然也跟著去啦~)。
《星際穿越》是由著名導演克里斯托弗·諾蘭執導的一部原創科幻電影(是的,《盜夢空間》也是他拍的),由馬修·麥康納和安妮·海瑟薇所主演(男神女神!他倆也獲得過奧斯卡小金人的喲)。該片主要講述的是:在未來,隨著地球自然環境的惡化,人類面臨著無法生存的威脅,但科學家們在土星附近發現了一個蟲洞,通過它可以打破人類的能力限制,到更遙遠外太空尋找延續生命希望的機會。
飛行員庫珀(馬修·麥康納飾)帶著他的一個探險小組,通過這個蟲洞穿越到了太陽系之外,其目標是找到一顆適合人類移民的星球,但他們同樣也著面臨著前所未有的挑戰。但是他們發現,在“卡岡圖雅”(一個質量超級大的黑洞)邊緣,那里的1小時相當于地球上的7年時間!!!這意味著即使探險小組的任務能夠完成,但這對于地球上現在活著的人來說也已經是太晚了,庫珀必須在與自己的兒女重逢以及拯救人類的未來之間做出抉擇(他是否能夠拯救全人類呢!!!大家去看電影一探究竟啦,哈哈哈哈哈)
但是現在問題來了,這個所謂的“蟲洞”到底是一個什么樣東西呢?它為什么會有這么Bug的本事,能夠在短時間內就可以把人類送出太陽系呢?又為什么在黑洞邊緣的1小時等于地球上的7年呢?為什么為什么為什么……哇!哈哈哈,別急,曉航現在就帶你去解開這些個謎團。
謎團重重的“蟲洞”
所謂“蟲洞”,就是宇宙中可能存在的連結兩個遙遠時空的多維空間隧道,它是由奧地利物理學家路德維希·弗萊姆在1916年首次提出,1930年由愛因斯坦及納森·羅森在研究引力場方程時假設得到的。簡單的說,蟲洞就像是一根吸管,可以把你從這運到很遠很遠的宇宙的另一頭,是不是很厲害!但是,這也僅僅是科學上的推論,還沒有得到確切的證據能夠說明蟲洞真實存在。
就像圖片上的那樣,原本相距很遠的兩個空間,經由某種特定的方式連接在了一起,所以人類就可以在短時間內到達宇宙的另一頭,實現超時空穿越。是不是很神奇呢!!!所以在座的各位科幻迷們可要好好地學習知識哦,沒準將來證明蟲洞存在的就是你!!!
時間膨脹
影片中又說道,黑洞邊緣的1小時等于地球上的7年,那么這又是為什么呢?按照愛因斯坦的廣義相對論中的解釋,在引力場中,時空的性質是由物體的“質量”分布決定的,物體“質量”的分布狀況使時空性質變得不均勻,從而引起了時空的彎曲。大致上講,物質密度越大的地方,曲率也就越大,也就是說“時空曲率”產生了引力,當光線經過一些“大質量”的天體時,它的路線是彎曲的,它將沿著“大質量”物體所形成的“時空曲面”前進,就像放在軟床上的重球使床面彎曲一樣(那么小編就在想,是不是體重比較大的同學,就自帶吸拿取物的本領呢,嗯~值得深究一番)。
除此之外,根據的狹義相對論原理,物體的運動速度同樣可以影響時間的快慢。例如,處于快速運動狀態的表,與構造完全相同、指針在動但表殼本身卻處于靜止狀態的表相比,快速運動表的指針轉動得慢,也就是時間流逝得慢,專業的說法就是“時間膨脹”效應。
簡單的說就是,當你運動得非常快的時候(接近光速),你就會感覺到周圍的事物都運動得很慢很慢。所以,要是你想要長壽的話,就趕緊去跑步吧,因為根據這個原理的話,你跑得越快就可以活得越久哦(所以有人去試試嗎?)。
好啦,電影畢竟還是電影,里面的很多東西在目前來說都還只是假設和猜想。但是,正是有了這些奇思妙想,我們人類才有了如今這樣高度文明的社會。那么,在這個廣袤無垠的宇宙之中,會不會也有另一個和我們一樣,甚至是遠超于我們認知范圍的世界呢?別急,這里面的一切,都等著你來發現。
作者:唐升浩、袁萌萌
來源:航天學院科普團隊
責任編輯:葉陳暉