《星际穿越》的主要亮点之一是这部电影给出了历史上最真实的黑洞模拟,而这个模拟的创造者是著名的物理学家基普·索恩。根据索恩的说法,这些模拟数据足以让他发表两篇论文。许多评论家也称赞它是“最科学的科幻电影”。

然而,虽然索恩负责模拟黑洞本身,但电影其他部分的科学并不是无懈可击的。

罗伯特·特洛塔,天体物理学家,伦敦帝国学院高级讲师

“主飞船耐力的设置相当不错。绕轴旋转为长途旅行提供了重力,这很好。窗户的位置和光影的旋转之间的关系做得很好。不过,我想批评一点:油箱是看不见的。要在星际空间旅行,你需要大量的燃料,而且飞船的大部分质量应该被燃料占据。很难想象永恒会如何被推进。当他们到达土星时,问题很明显:如何减速?你必须在宇宙飞船前安装一个大火箭,和你开始用来加速的火箭一样大。就这么简单,否则你会错过这个星球并直接经过。电影中的反向火箭太小了。

环形航天器是标准的长途旅行设备,但考虑到燃料需求,这还是太小了。

照片来源:《星际争霸》的剧照

“此外,在我看来,两年后到达土星& hellip& hellip有点短。如果使用最省油的方法,大约需要4.7年,而且必须是在行星处于最佳位置的时候。新视野号探测器只花了2年零4个月就到达了土星,但那是因为这个家庭的目的地是冥王星,飞越土星时没有必要减速。如果你想停在土星,那将需要更多的时间,因为你必须踩刹车才能进入轨道。

“黑洞的视觉效果——一团发光物质围绕着它,并逐渐被重力吞噬——是相当合理的。但是如果你进入这个区域,你要么被燃烧的伽马射线杀死,要么被重力撕裂。当你离黑洞很近的时候,脚底的重力会比头顶的大得多,所以你会被撕成一层薄薄的意大利面条。

2.5种在黑洞中死亡的方法。视频来源:徐瑞琪

“这部电影的数学外衣相当不错——例如,黑板上的公式实际上是教科书中的广义相对论公式,极客们看到它时一定会觉得很酷。后来,剧本说这些公式会失败,因为科学家们还不明白重力和量子机制是如何一起工作的,这也是公平的。但是这部电影对这个问题的解决方案仅仅是把一个机器人送到黑洞去发回“量子数据”——就这样?这说不通。听起来他们只是为了推进剧情而编造的。这背后没有真正的物理学。”

虽然公式正确是件好事,但除了大学课堂,没有其他场合需要把基本公式写在黑板上& hellip& hellip

照片来源:《星际争霸》的剧照

菲尔·普莱特,天文学家,著名天文学博客“坏天文学”的博主

“在这部电影中,美国宇航局几十年来都没有得到像样的资助。他们怎么能发射几十艘载人飞船?恐怕每艘船要花费数千亿美元。令人难以置信的是,这些宇宙飞船是从办公楼附近的地下竖井发射的。我们不知道为什么宇宙飞船必须载人并且不能完全自动控制,也不知道为什么返回的数据只能是低带宽和少量信息。在我看来,这只是一个粗糙的情节道具,库葩和他的工作人员不得不亲自去看一看。

编者按:事实上,美国宇航局的资助只是电影《hellip& hellip但是,如果美国政府突然意识到,即使军队已经离开,它也愿意全力支持太空计划,那会怎么样呢?即使这是一个美丽的理想。

“库珀成功地驾驶宇宙飞船穿过虫洞,在另一边他们发现了三颗行星——不知何故他们包围了一个黑洞。看到这里我长叹一声。这些行星从哪里获得热和光?似乎没有星星。热量当然不是来自黑洞本身,因为下一个库珀(不可避免地)将进入黑洞,他不会被煮熟。所以这些行星附近显然没有热源,但不知何故它们是可居住的。

“其中一颗行星离黑洞如此之近,以至于有很强的时间扭曲。地表上的一小时等于地球上的七年。我认识的几位天体物理学家都认为,在这个距离,黑洞的潮汐力应该足以摧毁行星,但实际的数学推导结果仍不清楚。他们仍在计算这个问题。

我什么都明白,但是为什么行星离黑洞这么近?照片来源:《星际争霸》的剧照

“船员们在行星表面发现了周期性的巨浪。海浪还没有被解释。这可能是黑洞引起的潮汐力——但我担心这个星球很久以前就应该被潮汐锁定,永远面对黑洞。这意味着在面对黑洞和远离黑洞的两个方向上会有巨大的海水凸起,但是这些凸起不会相对于地球表面移动,所以不会有波浪。”

罗伯特·纳伊,天文学家,《天空与望远镜》杂志主编

“我最大的科学观点是当船员到达其他星系时。显然没有足够的燃料去拜访所有的行星,但是肉体必须亲自去。这引起了船员们有趣的讨论,因为他们必须决定参观哪个星球以及参观的顺序。但实际上,未来的宇航员将首先安装望远镜从远处研究行星大气。利用光谱学,他们可以快速有效地确定哪个星球的环境更适合人类居住。事实上,如果国会愿意出资,美国宇航局将能够在未来十年内在地球上建造这样一个望远镜——“地球行星探测器”(TPF)。如果库珀的团队在飞船上安装了类似的望远镜,他们就不必在前两个行星上浪费时间了。当然,省略着陆意味着失去&hellip,这是情节中最戏剧性的时刻。& hellip

“电影制作人花了大量时间渲染科学上精确的黑洞,包括光的弯曲。但他们似乎忽略了多普勒效应和相对论束效应。吸积盘围绕黑洞快速旋转,其中一些总是朝着观察者飞去,另一些远离观察者,飞行的物质应该看起来更蓝更亮。尽管这部电影展示了一个明亮的吸积盘,但没有明显的吸积物质来源(如附近的恒星)。”

在我们看来,吸积盘发出的光实际上是不对称的:因为热气绕黑洞的速度太快,如果图中的气体在平面图中逆时针旋转,左边的气体会向我们靠近,右边的气体会离开我们。该图仅显示了相对论性光束效应(明暗变化),没有显示多普勒效应(红色和蓝色变化)。

来源:克里斯·雷诺兹

但总而言之,吐出来属于吐出来,而欣赏属于欣赏。为了情节,好莱坞商业电影不可避免地会遇到科学的界限。它有如此多的抱怨仅仅是因为它涉及太多的科学内容——毕竟,正如天体物理学家尼尔·德格拉斯·泰森所说,它展示了最佳的零重力、时间稀释和空间扭曲,更不用说虫洞和黑洞了。或者,正如罗伯特·特罗夏承认的,“这是一项艰苦的工作!”