燒腦神作《星際穿越》所描繪的情景令人神往,宇宙飛船通過(guò)穿越蟲(chóng)洞,抵達(dá)另一個(gè)星系。又通過(guò)進(jìn)入黑洞內(nèi)部,突破時(shí)間空間的藩籬。影片“不明覺(jué)厲”的高深理論在集體膜拜的同時(shí),也有全世界的科學(xué)家和理科生站出來(lái)瘋狂吐槽。吐槽的點(diǎn)主要集中在,迄今為止還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)洞存在,人根本不能在引力場(chǎng)非常劇烈的黑洞中存活等。
但不能否認(rèn)《星際穿越》強(qiáng)大的想象力,而想象力推動(dòng)了科技的進(jìn)展。《月球旅行記》《太空登月記》都是說(shuō)到月球上去旅行的,現(xiàn)在來(lái)看,人類(lèi)到月球上去旅行,已經(jīng)不是夢(mèng)了。那么,我們就一起來(lái)看看《星際穿越》中哪些現(xiàn)象或技術(shù)是可能實(shí)現(xiàn)的吧。
枯萎病
可能性:危害顯現(xiàn)
劇情:農(nóng)作物(主要是玉米)患上了枯萎病,糧食緊缺,沙塵暴席卷,人類(lèi)不得不向外太空尋求生存空間。
首先,《星際穿越》的背景很費(fèi)科學(xué)顧問(wèn)基普·索恩(美國(guó)物理學(xué)家,當(dāng)今世界上研究廣義相對(duì)論下的天體物理學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一)的一番心思。作為物理學(xué)家,為了保證“植被大量枯萎”這一假設(shè)有科學(xué)依據(jù),他準(zhǔn)備了美食,請(qǐng)來(lái)加州理工學(xué)院的一大波相關(guān)教授,其中包括1975年諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎(jiǎng)獲得者戴維·巴爾的摩,組織了一次兩個(gè)多小時(shí)的討論會(huì)。
枯萎病亦稱疫病。由真菌或細(xì)菌引致的植物病害,發(fā)病突然,癥狀包括嚴(yán)重的點(diǎn)斑、凋萎或葉、花、果、莖或整株植物的死亡。之前網(wǎng)上瘋傳的“香蕉艾滋病”其實(shí)就是香蕉枯萎病,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了西瓜枯萎病、黃瓜枯萎病等?,F(xiàn)實(shí)中,美國(guó)是玉米細(xì)菌性枯萎病疫區(qū)。目前防止枯萎病,大多使用一些廣譜抗菌類(lèi)的農(nóng)藥。
專(zhuān)家們表示,雖然目前地球上不存在可以滅絕整個(gè)植物界的枯萎病,但是假如有某種病原體專(zhuān)門(mén)欺負(fù)葉綠體的話,那還是可能的。總而言之,這種枯萎病造成大量糧食減產(chǎn)和地表荒漠化,也就帶來(lái)了片中地球上無(wú)處不在的沙塵暴。
低溫冷凍休眠
可能性:將來(lái)或許有
劇情:宇航員可以進(jìn)入休眠水床,并自行設(shè)定喚醒時(shí)間。
不僅僅是《星際穿越》,在諸如《異形》《深空失憶》等作品中,人類(lèi)都用休眠來(lái)打發(fā)時(shí)間。
技術(shù)上的人類(lèi)低溫休眠,是指在極短的時(shí)間內(nèi),將人類(lèi)冷凍到零下196攝氏度,讓細(xì)胞停止活動(dòng),無(wú)限期地延長(zhǎng)人類(lèi)的生命周期。不過(guò),目前人類(lèi)尚無(wú)法做到這一點(diǎn),尤其是在0攝氏度到零下60攝氏度這個(gè)區(qū)間內(nèi),所產(chǎn)生的冰晶對(duì)人類(lèi)細(xì)胞的破壞是致命的,而且水分的冷凍過(guò)程又會(huì)出現(xiàn)一個(gè)有悖于“熱脹冷縮”的“熱縮冷脹”的物理過(guò)程。
但在不久的將來(lái)這可能會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。國(guó)內(nèi)的醫(yī)院,已能將大腦放在零下33攝氏度的低溫下,讓患者冬眠再實(shí)施腦手術(shù)。最近,日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn),一種水蛭在零下196攝氏度的液氮中依然能夠生存。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(shí)間膨脹
可能性:已驗(yàn)證
劇情:電影中,庫(kù)珀和女科學(xué)家布蘭德降落在繞著黑洞轉(zhuǎn)的星球上,星球上的1小時(shí)相當(dāng)于地球上的7年。
由于時(shí)間膨脹,《星際穿越》中的“堅(jiān)韌”號(hào)船員衰老速度比地球上的人慢。這種現(xiàn)象符合愛(ài)因斯坦提出的理論。據(jù)愛(ài)因斯坦的理論,當(dāng)人以接近光速的速度移動(dòng)時(shí),時(shí)間便會(huì)變慢。在地球上,科學(xué)家已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了這種理論。
英國(guó)皇家天文學(xué)學(xué)會(huì)主席馬丁·巴斯托說(shuō):“這種現(xiàn)象已經(jīng)得到驗(yàn)證。根據(jù)愛(ài)因斯坦提出的狹義相對(duì)論,以不同速度移動(dòng)的物體經(jīng)歷的時(shí)間存在差異。例如,登上月球的宇航員移動(dòng)速度超過(guò)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(méi)有達(dá)到顯而易見(jiàn)的程度。不過(guò),如果你的速度接近光速—很難實(shí)現(xiàn)—你便能注意到這種影響。當(dāng)物體快速在宇宙中移動(dòng),我們也能看到這種現(xiàn)象?!?/p>
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員、宇宙暗物質(zhì)暗能量團(tuán)組首席科學(xué)家陳學(xué)雷認(rèn)為,“不過(guò)電影中1小時(shí)抵7年屬于比較極端的情況,雖然有相關(guān)的理論依據(jù),但能否真正找到這樣的星球尚不知曉?!?/p>
吸積盤(pán)
可能性:確實(shí)有
劇情:《星際穿越》的一個(gè)重大賣(mài)點(diǎn)是,在物理學(xué)家索恩指導(dǎo)下制作出了有史以來(lái)最好的黑洞模擬。除了黑色的部分之外,想必那個(gè)如同王冠般耀眼的環(huán)形結(jié)構(gòu)是大家最關(guān)注的。這是黑洞周?chē)奈镔|(zhì)在引力作用下落入黑洞的同時(shí)釋放引力勢(shì)能而產(chǎn)生的明亮結(jié)構(gòu)—吸積盤(pán)。
近日,美國(guó)天文學(xué)家通過(guò)對(duì)76顆黑洞進(jìn)行觀察和測(cè)量發(fā)現(xiàn),它們的磁場(chǎng)強(qiáng)度是地球磁場(chǎng)的1萬(wàn)倍。
活躍星系中心的超大質(zhì)量黑洞,通常會(huì)產(chǎn)生“噴流”。在噴流形成和吸積盤(pán)物理學(xué)中,磁場(chǎng)可能也起了關(guān)鍵性作用??茖W(xué)家最近在銀河系中心黑洞附近發(fā)現(xiàn)了一個(gè)動(dòng)態(tài)磁場(chǎng),如果這種現(xiàn)象是普遍的,而且磁場(chǎng)能延伸到黑洞事件視界以外,吸積盤(pán)結(jié)構(gòu)就會(huì)受到顯著影響。
科學(xué)家觀察到的超大質(zhì)量黑洞噴出的氣體證明了其磁場(chǎng)的強(qiáng)度。這些氣體噴射由磁場(chǎng)形成,并產(chǎn)生電磁波輻射。從黑洞噴射發(fā)出的電波輻射可以用來(lái)測(cè)量黑洞附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
這次的研究通過(guò)分析些數(shù)據(jù)后繪制出不同波長(zhǎng)的電波輻射圖,然后根據(jù)不同輻射圖之間噴射特征的變化,計(jì)算出了黑洞附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
結(jié)果表明,黑洞的磁場(chǎng)強(qiáng)度和醫(yī)院里“核磁共振”(MRI)中的磁場(chǎng)強(qiáng)度差不多—大約是地球磁場(chǎng)的1萬(wàn)倍。
穿越星球
可能性:只是時(shí)間問(wèn)題
劇情:《星際穿越》中有很多“腦洞大開(kāi)”的情節(jié)。比如,他們進(jìn)入一個(gè)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(lái),我們真的可以離開(kāi)地球,進(jìn)行星際穿越嗎?天文學(xué)家說(shuō),目前,科學(xué)界認(rèn)為,平行宇宙是存在的?!耙苍S,在另外一個(gè)星球,還生活著一個(gè)一模一樣的你,只是你自己沒(méi)有發(fā)現(xiàn)而已?!?/p>
那么,未來(lái)我們可以到其他星球去生活嗎?中科院紫金山天文臺(tái)研究員王思潮說(shuō),答案是肯定的,只是時(shí)間問(wèn)題?!安皇峭ㄟ^(guò)蟲(chóng)洞穿越過(guò)去,而是乘坐宇宙飛船。當(dāng)然,宇宙飛船的速度要達(dá)到光速以上?!?/p>
小行星登陸計(jì)劃 ?神似《星際穿越》
《星際穿越》其實(shí)有現(xiàn)實(shí)版。據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,美國(guó)宇航局將在下一個(gè)十年內(nèi)進(jìn)行一項(xiàng)史無(wú)前例的空間探索計(jì)劃,對(duì)小行星進(jìn)行捕獲并派遣宇航員登陸小行星進(jìn)行探索,本項(xiàng)計(jì)劃將在本世紀(jì)20年代完成,為載人登陸火星做準(zhǔn)備。除了穿越蟲(chóng)洞進(jìn)入黑洞內(nèi)部不可能實(shí)現(xiàn)外,小行星登陸計(jì)劃的各項(xiàng)細(xì)節(jié)和《星級(jí)穿越》的劇情有神似之處。
首先:都有兩個(gè)計(jì)劃?!缎请H穿越》有兩個(gè)計(jì)劃,計(jì)劃A:使用超大空間站將人類(lèi)帶離地球;計(jì)劃B是帶著受精卵,找到了宜居星球后開(kāi)始培育繁衍;影片最后的艾德蒙斯星就是計(jì)劃B的實(shí)施地點(diǎn)。目前NASA也有兩種機(jī)器人小行星捕獲的選擇方案。計(jì)劃A:在自然軌道捕獲一顆小型的小行星;計(jì)劃B是從一顆大型的小行星上取回一塊巨石。NASA將在今年12月決定捕獲方案,并于明年初舉行“任務(wù)概念綜述”,這將進(jìn)一步細(xì)化任務(wù)的設(shè)計(jì)。
其次:都有三顆星?!缎请H穿越》探索了三顆星。到目前為止,NASA已經(jīng)確定了3個(gè)小型小行星和3個(gè)巨石概念的有效候選目標(biāo)。NASA期望每年能夠確定1個(gè)或2個(gè)可成為有效任務(wù)目標(biāo)的候選目標(biāo)。3個(gè)有效的候選目標(biāo)小行星是2009 BD、2011 MD和2013 EC20。3個(gè)用于巨石概念的有效小行星候選目標(biāo)是絲川(Itokawa)、伯努(Bennu)和2008EV5。
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