《星球穿越》中的"燒腦"科學(xué)

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(bǔ)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(dá)另一個(gè)星系，又進(jìn)入黑洞內(nèi)部突破時(shí)間、空間的藩籬。然而也有科學(xué)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(rèn)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(shí)現(xiàn)。下面就一起看看《星際穿越》中哪些現(xiàn)象或技術(shù)是可能實(shí)現(xiàn)的吧。

低溫冷凍休眠

可能性：將來或許有

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。

技術(shù)上的人類低溫休眠，是指在極短的時(shí)間內(nèi)將人體冷凍到-196℃，讓細(xì)胞停止活動(dòng)，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(diǎn)，尤其是在0℃到-60℃這個(gè)區(qū)間內(nèi)，冷凍所產(chǎn)生的冰晶對人類細(xì)胞的破壞是致命的，而且水分的冷凍過程又會(huì)出現(xiàn)一個(gè)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(shè)想有可能成為現(xiàn)實(shí)。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(shí)施腦手術(shù)。最近，日本科學(xué)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(shí)間膨脹

可能性：已驗(yàn)證

劇情：電影中，庫珀和女科學(xué)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(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)象符合愛因斯坦提出的相對論——當(dāng)人以接近光速的速度移動(dòng)時(shí)，時(shí)間會(huì)變慢。在地球上，科學(xué)家已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)證明了這種理論。

英國皇家天文學(xué)學(xué)會(huì)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(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(dá)到顯而易見的程度。”

吸積盤

可能性：確實(shí)有

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

近日，美國天文學(xué)家通過對76顆黑洞進(jìn)行觀察和測量發(fā)現(xiàn)，它們的磁場強(qiáng)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(huì)產(chǎn)生噴流。在噴流形成和吸積盤物理學(xué)中，磁場可能也起了關(guān)鍵作用?？茖W(xué)家在銀河系中心黑洞附近發(fā)現(xiàn)了一個(gè)動(dòng)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(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動(dòng)態(tài)磁場的強(qiáng)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(jì)算出黑洞附近的磁場強(qiáng)度。

《星際穿越》海報(bào)

結(jié)果表明，黑洞的磁場強(qiáng)度與醫(yī)院里“核磁共振”中的磁場強(qiáng)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(xué)顧問基普·索恩煞費(fèi)苦心。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)，他請來加州理工學(xué)院的許多相關(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，是由真菌或細(xì)菌引起的植物病害，癥狀包括嚴(yán)重的斑點(diǎn)、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(gè)植物界的枯萎病，但假如有某種病原體專門“欺負(fù)”葉綠體，還是有可能的。

穿越星球

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