最近《星际穿越》可谓是超级火爆,关于它的影评更是铺天盖地。因此,我也不想再写一篇无聊的影评了,毕竟 http://movie.mtime.com/51119/comment.html 已经够多了。发这个帖子只是想纠正几个影评中常犯的物理错误,往往影评作者犯的这些错误时还是在企图纠正影片的错误。
以下都是随便翻的一些有问题的影评,
错误 1: 简单来说,黑洞是宇宙中有着强大引力的超高密度天体,任何物质只要超过黑洞外围的“视界”,都将被吸入黑洞,并且有去无回。
应该说超大质量或超高密度,都可以成为黑洞。黑洞的 Schwarzschild 半径 = 2Gm/c^2,这里 G 是引力常数,m 是质量,c 是光速。例如,
地球:0.9 厘米
太阳:2.95 公里
银河系:0.2 光年。
只要等同于太阳质量的一团东西,可以被压缩在半径为 2.95 公里以内,或者地球那么大的东西被压缩在半径 0.9 厘米以内,它们都称之为黑洞。因此,一个物体是否是黑洞,主要取决于它的重心到表面是否小于它的 Schwarzschild 半径,与该物体大小没有关系。爱因斯坦甚至提出过电子(以及量子力学的其它初等例子)本身就是微型黑洞,所以说并不是一定要是宇宙天体才可以是黑洞。
另外值得注意的是,Schwarzschild 半径和质量成正比关系,而黑洞的体积则与半径成立方关系。也就是说,黑洞的质量每大一倍,半径就会跟着大一倍,体积就会大八倍!因此,质量越大的黑洞,它的密度就越低。如果把地球装进它自己的 Schwarzschild 半径之内,你将会得到一个密度为 O(10^27) g/cm^3 的密度超大的怪物。在它的表面,任何有意义的物理结构,都不可能持续生存。但如果你把整个银河系装进它自己的 Schwarzschild 半径之内,你将会得到一个密度为 O(10^-8) g/cm^3 密度的物体,这个密度比地球表面的空气 O(10^-3) g/cm^3 还要小 10000 倍!如果有这么一个黑洞存在,一艘宇宙飞船或许可以畅通无阻地在它表面飞行!所以说,黑洞绝对不一定非的是高密度的!
错误 2: 在电影高潮部分,男主角库珀离开飞船以减轻重量,以便让女主角布兰德得以抵达另一颗适居行星。不过“一旦进入黑洞库珀便被飞船抛出”的情节设定也让反对者惊呼:“人类是不能在黑洞中存活的!”原来,根据传统的黑洞理论,黑洞的引力场非常剧烈,并且快速变化,任何掉进黑洞的物体都会被其巨大引力拉伸、撕扯,任何物质或者任何人都无法在黑洞中幸存。
影评作者说的是“面条效应”,大致的意思是当引力极大的时候,任何物体靠近黑洞一边所受的引力将远大于原理黑洞的一遍。因此,任何物体将被这样的引力无限拉长,最终拉成一根直直的挂面。如果真的是这样,那么人类的确是没有办法在这种条件下存活的。
但是这个作者又犯了一个很严重的错误。我们知道引力和 m/r^2 是等价的,这里 m 是质量 r 是 Schwarzschild 半径。由于黑洞表面的半径和黑洞质量成正比关系,所以随着黑洞质量的增大,黑洞表面的引力将以反比关系降低。譬如说,把全部地球压缩成半径为 0.9 厘米的小球,它表面上的引力将是惊人的大,绝对会产生“面条效应”!但如果整个银河系有朝一日成为一个黑洞,它表面上的(向心)引力将不及地球表面的(向心)引力。因此,只要 Gargantua 的质量放大,那么 Cooper 的飞船驶入事件穹界时,至少还能保证完好无损。
至于说 Copper 进入黑洞之后,有没有可能看到他女儿的书房,在什么地方有可能看到,让我们以后接着讨论(先卖个关子,和柯西穹界有关)。
[ 本帖最后由 颖颖 于 2014-11-18 01:58 编辑 ]