《星際穿越》中的科學：蟲洞像個迪斯科燈嗎

新浪科技訊 北京時間11月7日消息，據國外媒體報導，克里斯托弗·諾蘭的最新科幻大片《星際穿越》由於其中涉及黑洞以及行星探索方面的內容所具有的科學專業性而受到贊譽。

這部電影的情節講述的是一個瀕臨毀滅的地球。望中的人類派出他們最后一批宇航員，試圖通過穿越時空中的隧道(蟲洞)，找到一個適合生命生存的新的家園。

這部影片的導演克里斯托弗·諾蘭可謂大名鼎鼎，他是經典大片《蝙蝠俠：黑暗騎士崛起》，以及《盜夢空間》的導演。但更加令人矚目的是，這部影片甚至還邀請到了加州理工理論物理學家基普·索恩(Kip Thorne)作為影片的執行製作人和科學顧問。他曾經為著名美國天文學家卡爾·薩根的《超時空接觸》一書首次提出了“蟲洞”的概念。

索恩還專門為這部影片撰寫了一部配套的書，叫做《星際穿越中的科學》，該書將跟隨影片上映同步發售。甚至由於在本片製作過程中涉及的一些宇宙尺度特效的計算，索恩還准備基於這些計算發表幾篇科學論文。

索恩在談論影片的幕后製作時表示：“在此前的任何好萊塢影片中都還從未有如此真實展現蟲洞以及黑洞的場景。這是首次基於愛因斯坦廣義相對論原理進行場景的構建。”

然而美國弗吉尼亞州國家航天研究所的斯特恩·奧登瓦爾德(Sten Odenwald)認為索恩對於蟲洞的觀點可能與實際情況仍然存在距離。他表示：“我不認同他有關蟲洞可能像是一個迪斯科燈的最新觀點。”

但不管真實的蟲洞看上去是否像是一個迪斯科燈，星際穿越這部影片的確提供了一個視角，讓我們思考人類在太空中長期航行的問題，甚至是為我們第一次去思考這一問題提供了很好的理由。

就在上周，維珍銀河公司的“太空船2號”墜毀造成一死一傷的慘劇。在這樣的時刻思考這樣的問題就顯得愈發有一種不同的意義。我們是否值得用大量的金錢甚至是生命的投入，去換取讓遊客們能夠去太空“到此一游”？在這場辯論中你將看到支持者與反對者之間激烈的爭議。

西斯·肖斯塔克(Seth Shostak)是總部位於加州的“搜尋地外智慧生命”(SETI)研究所的高級科學家，他是商業航天的支持者之一。以下便是他在郵件中對這一問題的回答：

他寫道：“歷史的經驗告訴我們，從長遠來看，探索可能是我們所能做的一切中最能引起思想變化和社會變革的行為。如果沒有哥倫布這樣的探索者，我們中的大多數人可能都還是農奴。”

從太陽系開始

如果地球上的一切真的變得極其糟糕，我們是否的確像《星際穿越》中描述的那樣需要一個蟲洞？西斯·肖斯塔克對此的觀點是否定的。他：“對於地球上所發生的危機，正確的應對方式應當是向我們太陽系內的其他星球進發。當然火星是首選，但或許也可以是小行星。但主要的形式應該還是在太空運行的空間站。”

奧登瓦爾德同樣持有相似的看法，但相比之下內容更豐富得多。他：“考慮到我們極為有限的資金狀況，我們應當做的是殖民我們的整個太陽系。我希望將整個太陽系變成一座新的紐約城。”

就在上個月，在《赫芬頓郵報》的一篇專欄中，奧登阿爾德指出了將人類送往其他星系路線圖中的一些漏洞。他：“即便是我們到了瀕臨滅的邊緣，你真的認為全球70-100億的人們都會願意拿出所有的錢，然后耐心等待幾十年，讓少數幾位幸運兒乘坐飛船離開地球去往一顆遙遠的星球嗎？——甚至在你都不能確定那顆星球是否是宜居的情況下。”

正是這樣的邏輯漏洞，提醒我們《星際穿越》畢竟只是一部影片，而不是人類蟲洞遠征的號召片。影片製作方的主要目標當然還是拍攝一部科幻巨制，並且能夠帶來滾滾票房。而如果他們的作品還能像去年的《地心引力》那樣引發觀的一些嚴肅思考，那當然就更好了。

理論上，相比《地心引力》，《星際穿越》應當更能引起觀的思考，因為它涉及的是一個人類命運的終極問題，即人類的長久生存以及人類種族的向外擴張。另外觀在觀影過程中還將直面一些科學現象——時間膨脹，黑洞，當然還有蟲洞。

蟲洞的真實性

那麼究竟什麼是蟲洞？《星際穿越》的編劇一定很喜歡這個概念，因為它可以讓人物從宇宙的一個角落直接出現在另一個角落而不用面對其飛行速度是否已經超越光速的質疑。你所要做的只是扭曲時空，並借助一個超維度通道——蟲洞——將A點和B點聯繫在一起就可以了。

在本片的情節中還出現了位於蟲洞另一端的超大質量，高速旋轉的黑洞的形象。這裏正是索恩的科學計算發揮作用的地方，影片製作人根據索恩的計算結果製作了相應的特效。索恩的計算揭示了在黑洞引力場附近光線將會如何發生彎曲。而影片特效組則直接將索恩的設想變成了一個“怪物”——一個以接近光速瘋狂旋轉的黑洞。

所有為了黑洞和蟲洞可視化做出的努力最后都得到了回報——驚人完美的特效。但奧登瓦爾德對此仍然非常不認同，他表示：“這裏的問題就在於，你只有兩種方法在宇宙中生一個蟲洞。其中之一是宇宙大爆炸，另外一種就是在一顆恆星爆炸的時候。”

搜尋宜居星球

即便我們能夠製造出一個蟲洞並將其作為通往另一個宇宙的通道，這樣做也將是極其危險的。很難預料在蟲洞的另一端將會是何種情況。

肖斯塔克表示：“我們目前已經有能力找到一些地球大小的系外行星，在未來數十年內我們還將發現地更多。但如果想找到一個和地球相似的新世界——比如要擁有富含氧氣的大氣層，那麼實際上你所談論的就是一個已經遍佈生命的世界。那麼這樣可能還有出現食物的問題，還有如何面對當地的本地生命！”

“搜尋地外智慧生命”，或者叫SETI項目，或許有一天會通過無線電波或激光信號讓我們首次接觸外星人。但無論是好是壞，在我們目前的階段，實際接觸地外智慧生命的可能性是微乎其微的。

肖斯塔克在電子郵件中寫道：“如果沒有蟲洞，我們想要抵達宇宙中的那些區域將會十分艱難。除非我們能夠掌握一些我們目前還尚不能掌握的物理學原理(但也許那樣的原理根本就不存在！)，再或者我們能夠掌握讓人類長久休眠的技術。”

但《星際穿越》是一部好萊塢電影，擁有1.65億美元的預算，電影製作者們可以自由的使用科幻的手法來解決現實中的挑戰。但他們具體究竟是如何做的呢？好吧，你去看看電影就知道啦。(晨風)