星際穿越的物理知識?《星際穿越》中的物理知識有:1、蟲洞:蟲洞簡單來講就是連接兩個遙遠時空的多維空間隧道,我們可以把一張紙按中間對折,在紙的兩面的同一位置標記一下,然后再折起來,使那兩個點重合,此時,如果你從一個點進去了,瞬間就會從另一個點出來,這就完成了時空穿梭,蟲洞就是這個原理。2、維度:一維、那么,星際穿越的物理知識?一起來了解一下吧。
一、黑洞:黑洞一種不會向外界發射或反射任何光線的物質,一切物體接近黑洞都會被吞噬包括光,因此人們無法看見它。
二、蟲洞:蟲洞是在1930年由愛因斯坦和納森·羅森假設提出的,認為蟲洞是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道(白洞與黑洞),認為透過蟲洞可以做瞬時的空間轉移或者做時間旅行。
按照我們所接觸的物理知識黑洞與蟲洞都應該是無法被看見的,但是電影里的黑洞是可以被看見的。作為《星際穿越》的科學顧問基普·索恩,在《星際穿越》上映前后便就發表了關于“黑洞可視化”與“蟲洞可視化”的兩篇論文。所以當我們還在懷疑電影里面的胡編亂造時,物理學家已經給出了回答。
三、時間相對論:影片中當主角一行人,因為一直能收到米勒的信號,前往米勒星球,回來時這個Romily已經過了二十多年。而在之前也計算出米勒星球上的一小時是地球上七年。
根據愛因斯坦的相對論,空間和時間的尺度隨著觀察者速度的改變而改變。因為極大的速度會使飛船和里面的所有物體的時間減慢。也就是說,飛船的時鐘走了一圈,地球上的時鐘已經轉了許多圈了。而同時除了速度之外引力的作用也會對時間產生影響,所以當主角把飛車停在米勒星球上過了幾個小時候,Romily已經度過了二十多年。
《星際穿越》中的物理知識有:
1、蟲洞:
蟲洞簡單來講就是連接兩個遙遠時空的多維空間隧道,我們可以把一張紙按中間對折,在紙的兩面的同一位置標記一下,然后再折起來,使那兩個點重合,此時,如果你從一個點進去了,瞬間就會從另一個點出來,這就完成了時空穿梭,蟲洞就是這個原理。
2、維度:
一維、二維、三維相信大家已經很熟悉了,我們也經常聽到點動成線,線動成面,面動成體這個結論,我們不難發現,后一個為維度都是由前一個維度組成的,既然三維是一個空間。
那四維就是由無數個正方體組成的,同時我們也可以將我們存在的三維空間中每一秒存在的狀態看作一個正方體,那么四維空間中我們就可以瀏覽我們生命中的每一個片段,即已經超越時間,時間在四維空間中就是一個個表示著每一分每一秒的正方體,是實在存在的物體。
3、引力彈弓效應:
在影片的結尾,庫伯和布蘭德教授準備前往第三課星球時發現燃料不夠,而黑洞就在他們面前,此時,庫伯提出了可以用引力彈弓效應去解決燃油不足的問題。
引力彈弓就是利用行星的重力場來給太空探測船加速,將它甩向下一個目標,也就是把行星當作引力助推器。
4、鐘慢效應
時間膨脹是一種物理現象:兩個完全相同的時鐘之中,拿著甲鐘的人會發現乙鐘比自己的走得慢。
《星際穿越》描繪了蟲洞、奇點、維度、巨浪現象、相對論與時間膨脹等物理概念。在電影中,蟲洞被視為連接不同星系的橋梁,盡管在現實中我們尚未能驗證其存在。奇點則代表時空中的一個異常點,其中物理量趨于無限大,是宇宙大爆炸后物質和能量的集中表現。維度概念通過一維、二維、三維的描述,向我們展示了四維空間的概念,即在三維空間基礎上加入時間維度,使得時間在四維空間中成為可以觸摸的實體。
巨浪現象在電影中是通過米勒星球上的黑洞引力引發的,這種極端的引力環境導致了巨大的潮汐波動。相對論與時間膨脹則是電影的核心主題之一,庫珀在星際旅行中體驗到時間在不同引力場和速度下的變化,這種變化在電影中以“天上一天,地上一年”的形象生動展現。
電影劇情圍繞著地球面臨的糧食危機和氣候變化,以及庫珀作為宇航員參與的一次冒險任務展開。庫珀和他的團隊通過蟲洞尋找適合人類居住的新世界,他們的任務是確定哪些星球具備殖民條件。電影中的科學元素與緊張的劇情相結合,為觀眾呈現了一部充滿想象力和科學啟發的作品。
《星際穿越》是一部2014年上映的科幻電影,由克里斯托弗·諾蘭執導,馬修·麥康納和安妮·海瑟薇主演。電影基于物理學家基普·索恩的黑洞理論創作,通過震撼的視覺效果和深刻的主題探討,獲得了觀眾和評論家的廣泛贊譽。
1. 墨菲在《星際穿越》中發現的,是關于引力的本質。這是現代物理學最想解決的問題,因為引力問題阻礙了人類科技的發展和大一統理論的實現。
2. 在電影中,為了得到黑洞的參數,必須進入黑洞。庫柏和安妮一起尋找新的生命之地。最終,進入黑洞的庫柏在五維空間中,用摩爾斯密碼向過去的墨菲發送了數據。
3. 墨菲利用這些數據,解出了老師的方程,明白了引力的秘密。最終,依靠對引力的理解,人類在太空建立了新的家園。
4. 庫柏犧牲自己進入黑洞內部,而這個黑洞恰好有一個溫和奇點,沒有將他瞬間撕碎。進入奇點后庫柏發現了反引力效應,這時未來的人類在他身邊設置了五維空間,于是出現了星際穿越中最經典的一幕,庫柏通過五維空間將參數傳給離開地球前送給墨菲的手表,通過手表的指針來表示參數。
5. 墨菲通過參數解出了布蘭德教授留下的反重力方程,建梁扮造空間站帶領人類離開地球。
6. 影片結尾,墨菲讓庫柏去找小布蘭德教授,并且告訴他,那里才是人類未來的希望。也就暗示了拯救他們的未來人類來自于小布蘭德教授在遙遠星球建立的人類基地。
7. 基普.索恩不僅是科學顧問,電影的情節基礎和劇本大綱都是他和朋友琳達.奧布斯特一起構思出來的,他也是早期的劇本編劇之一。
《星際穿越》(Interstellar)中,巨浪星上的一小時等于地球上的多少年,是一個復雜的天體物理問題。結論是,假設巨浪星位于旋轉黑洞外的穩定圓軌道上,當黑洞角動量趨向于理論允許的最大值時,理論上可以實現任意大的時間膨脹系數。
考慮Boyer-Lindquist坐標系中的Kerr時空度規(采用自然單位制):
在這個度規中,黑洞的質量、單位質量的角動量以及兩變量和的表達式能夠幫助我們理解時間膨脹的原理。事件視界的存在條件為:
角動量的取值限制了事件視界的形成,同時影響著巨浪星上一小時與地球上一年時間的相對值。
Bardeen等人在1972年研究了繞Kerr黑洞運動的測地線圓軌道,提出了一種計算巨浪星與地球之間時間膨脹的方法。將地球視為靜止的遠端觀測者,巨浪星上的觀者通過發送光信號并與地球接收到信號的時間間隔計算出時間膨脹因子。
通過推導圓軌道四速的坐標時間分量,我們可以得到時間膨脹因子的計算公式。對于在Kerr黑洞赤道面上有質量粒子的測地線運動,利用總能量和角動量守恒,可以建立運動方程。在考慮圓軌道的條件下,可以得到守恒量的表達式,并求得最小穩定圓軌道的坐標半徑。
順行軌道可以給出更小的環繞半徑和更大的時間膨脹因子,因此主要關注順行解。
以上就是星際穿越的物理知識的全部內容,1. 大神普及《星際穿越》的天文物理學知識 看《星際穿越》前必懂的18個天文物理:TOP.1:黑洞真是洞?.TOP.2:什么是蟲洞?【No.1】.TOP.3:什么是蟲洞?。