星際效應,

我的評價是目前所有黑洞與時空相關的電影裡,所詮釋最近乎於科學理論的一部電影,

裡面嘗試著在張力十足的劇情之中,同時也進行一場天文黑洞的科學講座,帶觀眾認識黑洞,

劇情傳達的知識,並不是虎爛,而是有理論當作背景,當然有一些部分還是有點無法用科學來解釋。

 

星際效應一片中,

最令人感到有趣且印象深刻的是重力對於時間的效應或著是速度對於時間的效應,

當物體以接近光速的速度前進時,時間會變慢,

當物體以光速前進時,時間會停止,

愛因斯坦在廣義相對論中,提到光速是速度的上限值,世上沒有能比光速更快的物體,

也說明時間在廣義相對論中能變慢、能停止、但無法倒流,

片中的一幕是庫柏跟安海瑟威進入到靠近黑洞視界的星球時,在星球上只經歷了幾個小時而已,

但在遠離視界上空的太空船卻是經歷了數年之久,

片中在時間效應上的呈現,處理的很棒。

 

一些物理學上的小名詞也常常使看官要動一下很久沒動的物理腦,

當庫柏與艾米莉亞·布蘭德,決定要到布蘭德所愛的科學家艾德蒙斯所調查適合人居住的星球時, 

為了使布蘭德(安海瑟威)能順利的到達,

庫柏做了一個動作,就是使自己的太空船跟布蘭德的太空船脫離,

利用脫離的動作讓庫柏太空船的方向與布蘭德前進的方向相反,

布蘭德說為什麼要這要犧牲自己,

庫柏說了一句話"牛頓第三運動定律"

為了就是要使布蘭德的太空船產生一個前進的堆力,

牛頓第三定律(Newton's third law)表明:

當兩個物體互相作用時,彼此施加於對方的力,其大小相等、方向相反。

力必會成雙結對地出現:其中一道力稱為作用力;而另一道力則稱為反作用力。

 

身為生物科技工作者  

對於生物性材料略懂略懂,

雖然下文對於劇情進展的重要性不是很大,但還是職業病的想要寫出來

片中會出現兩樣目前生物科技在細胞演培植上常用的材料,

圖片引用(https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4540991)

圖片引用(http://www.corning.com/lifesciences/us_canada/en/whats_new/cell_culture_and_bioprocess/1l_3l_disposable_plastic_spinner_flasks.aspx)

 

科學家布蘭德(安海瑟威),

她並不是專研於天文學的專家,

研究室裡中出現了上圖的實驗材料,

推估說安海瑟威所飾演的可能是生物學家,

執行的可能是細胞培養相關的實驗,

上面兩張照片都是在生物研究中,進行細胞培養放大,

電影中提到的b計畫就是拋棄所有的人類,

將人類的細胞,受精卵帶到適合的人類居住的星球,以求得人類的命運得以延續。

所以在執行片中所提的b計畫前必須先有相關實驗的數據,

所以有一幕的背景出現的是生物相關實驗室。

 

電影中出現的黑洞,黑洞不是應該是黑色的嗎!

為什麼馬修麥康納所飾演的主角庫柏(cooper)墜落進入到黑洞的時候,

所看到的黑洞並不是黑色的而是外圍閃著黃色光茫中間是黑色的星體,

圖片來源 星際效應

 

根據天文相關書籍

那個黃色光芒極有可能是叫做吸積盤的天文現象,

解釋 如下 來源為維基百科:

吸積盤

(accretion disc)是一種由彌散物質組成的、圍繞中心體轉動的結構(常見於繞恆星運動的盤狀結構。

比較典型的中心體有年輕的恆星、原恆星(protostar)、白矮星、中子星以及黑洞。在中心天體重力的作用下,其周圍的氣體會落向中心天體。

假如氣體的角動量足夠的大,以致在其落向中心天體的某個位置處,其離心力能夠跟中心天體的重力相抗衡,

那麼,一個類似於盤狀的結構就會形成,這種結構就叫做「吸積盤」。

在吸積盤中,物質通過較差轉動及粘滯向外傳遞角動量。

在這個過程中,氣體所攜帶的重力能得到釋放。

這些釋放的重力能會加熱吸積盤中的氣體,導致氣體向外輻射。計算表明,氣體輻射的主要頻率(或氣體的溫度)與中心天體的質量有關。

若中心天體為年輕的恆星或者原恆星,那麼吸積盤輻射多半處於紅外區,而中子星及黑洞產生的吸積盤的輻射多半處於光譜的X-射線區域。

(內文引用:http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%90%B8%E7%A7%AF%E7%9B%98)

 

如果無法讀完上文,下圖也可以清楚的表達,

當黑洞周圍的恆星系統的氣體結構被黑洞的重力引力所吸引時,氣體便會因為碰撞而產生輻射,

中間的黑色物體就是黑洞,周圍的黃色就是吸積盤。

圖 1. 黑洞陰影的模擬影像[4]。吸積盤傾角約 5°,自上方觀測時吸積盤呈逆時針方向旋轉。由於吸積盤盤面高速旋轉,都卜勒效應造成左側(「漸近側」)顯得比右側更為明亮。

圖片來源 http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=592

 

為什麼當首席博士也就是布蘭德(安海瑟威)的父親,方程式已經解出後,

為什麼a計畫仍然無法進行,

我的認知認為首席博士所能解的部分,已經解完了,

但最後一個部分,

我猜應該是黑洞對於重力效應的影響資料還未有人可以觀察得知,

因為沒有人真的進入到黑洞裡,或著是人所製造出來的機器進入到黑洞裡,

所以這個部分的資料在劇情中無法得知,在現實中在還無法得知,

所以現代物理學黑洞大師,史蒂芬霍金就很像是當年的愛因斯坦一樣,創造了理論,等待下一世代去證實理論。

所以A計畫在最後機器人與庫柏進入到黑洞裡將黑洞對重力效應解的資訊,用摩斯密碼的方式,傳給了庫柏的女兒墨菲,

以此解出了了重力方程式,實現了A計畫所需要的關鍵技術來操控重力,讓人類得以離開地球。

 

片中出現了很多次視界平面的名詞,

黑洞視界平面是什麼,就很類似於一個領地範圍,

在接近黑洞時,如果未進入到視界平面的範圍裡,

黑洞對於該物體的重力效應就是一般正常的萬有引力一樣,

例如月球對於地球的萬有引力造成的潮汐現象一般,

但是如果進入到視界平面時,就不是一般的萬有引力了,

時空就會開始產生變化。

 

寫了這麼多,其實星際效應還有很多東西可以探討,

也可以體會到要當電影寫手,真的是很難的一件事。

 

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