2014年，最大、最神奇、最值得期待的梦境——原谅我用了这么多“最”，这通常不是我的风格，但人生总有例外，有些人有些事绝对配得上这些“最”——来自克里斯托弗•诺兰的《星际穿越》。它讲述了一群探险家的故事，他们利用人类对虫洞的新发现，超越了人类在太空中旅行的极限，在广袤的宇宙中进行星际航行。
传说中，这个故事的理论基础来自美国物理学家基普•索恩的著作《黑洞与时间弯曲》，还涉及时间旅行、万有引力、相对论等科学理论。它的编剧乔纳森•诺兰为了写好这个故事，甚至去加州理工学院学了四年的相对论……
是不是太狠了一点？谁让它的导演是克里斯托弗•诺兰呢。当今世界上智商最高的导演之一，拍了一部非常烧脑的电影，你得将大脑开发到70%以上才能跟上他的节奏。
有点难，对不对？我们为你梳理了《星际穿越》中所有涉及的知识点。这么全面的复习之后，你再挂科就实在说不过去了。
│ 概念一：<时间旅行> time travel │
∴ 电影《星际穿越》中出现的情节
工程师Cooper和探险队的队员前往茫茫宇宙，试图找到拯救人类的办法，但最终Cooper意识到这一切他之前都已经经历过。正是他自己在这段时间旅行中从外太空带回了一个航空探测器，然后在回程途中撞上了卫星，航空探测器坠落在北美某处，被他自己捡到，才开始这段冒险。一切都只是时间的循环。
∴ 物理学定义
时间旅行又称时空旅行、时光旅行或穿越时空等，泛指人或者其他物体由某一时间点移动到另外一个时间点。
∴ 用浅显的例子帮你解读时间旅行概念
爱因斯坦的相对论说，时间对于每个人来说都是不同的，在不同的速度和重力条件下，两个物体之间时间流动的速度也会不一样。假设诺兰兄弟是双胞胎，乔纳森待在家里，而克里斯托弗去太空旅行了一个月之后再回来，假设他在太空中的速度足够快，当他回到地球的时候，地球上可能已经是2044年，乔纳森足足比他老了三十岁，他已经穿越到了未来。如果他继续太空旅行，如果寿命是无限的，他们之间的年龄差距会越来越大，当乔纳森几千岁的时候，克里斯托弗依然才几十岁。
这就是正向的时间旅行，科学家们认为这完全有可能实现。很多实验也早已证明了这一点，比如卫星轨道上的时间比地球表面时间每天要慢约0.0003秒；准光速运动的基本粒子相比静止的粒子延缓了衰变等等。
至于逆向的时间旅行，各家说法不一。爱因斯坦认为超光速会使时间倒流，而霍金认为，达到光速的可能性为零，最多只能无限接近光速。
│ 概念二：<虫洞> Wormhole│
∴ 《星际穿越》中出现的情节
飞船“坚忍号”身后，太阳也显得和其他星球一样渺小。Cooper和其他船员到了虫洞口，向飞船外层隔板移动过去，他们准备进入虫洞口。船员们吃惊地看着他们下方的控制室突然向两侧打开，像是要把内容展示给外太空一样。而此时，虫洞口竟然出现在了太空舱内部。随着一声巨响，飞船开始收缩，向虫洞口挤压着。Cooper看着飞船逐渐像是在被吸入虫洞口。船壳上出现了一些扭曲的点，像是有人正用手指挤压着船身。扭曲点越来越多，然后整个船身，连同每个船员的身体也都开始变得扭曲。场景转换，虫洞口开始变大，像一个黑色帆布里裹着光——光束四散开，变得越来越刺眼。眼前的景象看起来像是从望远镜的另一端看宇宙。船突然出现在太空中——他们成功到达了虫洞另一端。
∴ 物理学上的定义
虫洞，又称爱因斯坦－罗森桥，是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1930年代由爱因斯坦及纳森•罗森在研究引力场方程时假设的，认为透过虫洞可以做瞬时的空间转移或者做时间旅行。
∴ 用浅显的例子来帮你理解虫洞概念
所谓虫洞，理论上来说是连接宇宙中一处（比如小编在汉嘉国际的办公室）和另一处（杭州黄龙体育场）的多维空间隧道。这个看起来像水晶球的洞口，可能只有3米长，但实际我的办公室到球场的距离是3000米。如果我进入办公室的虫洞口，我只要需要走3米，就可以到达离我办公室3000米外的橄榄球球场。
韩剧《来自星星的你》最后一集，都教授离开地球的三年就是一直生活在虫洞里。
但是，虫洞不是随时随地都能让人发现，进入虫洞一不小心会被一些射线啊，质量啊什么的撕咬得连小命都没了。所以，回到虫洞之后，都教授一边修养身息恢复体能，一边想办法找出虫洞不定时回地球来看看千颂伊。
│ 概念三:<黑洞> Black hole│
∴ 《星际穿越》中出现的情节
星系中央的黑暗把中子星吸引住了——那是一个黑洞。中子星被拉向巨大的漩涡中，在触碰到黑洞边缘的一瞬间爆炸了。爆炸异常强烈以致一部分冲击波逃离了黑洞引力。一小束冲击波消失在了一个水晶球样的太空洞中，突然出现在了太阳系。这束逐渐微弱的冲击波经过太阳，来到了地球。它实在太小所以之前我们并没有发现它的存在。虽然它不会撞上这个星球，但是我们会隔得相当近。一颗迷你黑洞穿过星系，听起来好像没什么，但是它的引力足以把冰封星球拉离原轨道。
∴ 物理学上的定义
黑洞是由星体发生超新星爆炸时，中子之间强烈的互相排斥力量无法抵挡外界推挤力量，将中子星挤压成更高密度状态，同时在没有其他力量足以抵挡如此强大压力的情况下，整个星球会不断地缩小，最终形成“黑洞”。
∴ 用浅显的例子帮你解读黑洞概念
依据爱因斯坦的相对论，当一颗垂死恒星崩溃，它将聚集成一点，这里将成为黑洞，吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。
说直白一点么，黑洞就是一个物体，密度非常大，引力非常大，体积又十分微小，以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个临界点内便再无力逃脱，包括已知的传播速度最快的光也不例外，所以我们看不到黑洞，但它又在不断吸引和影响周围的星体，感觉像个无底洞似的，所以叫做黑洞。
│概念四：<中子星>neutron star│
∴ 《星际穿越》中出现的情节
遥远的太空中，一颗中子星正沿着轨道高速行进，粉碎着任何阻挡它的天体。航天员们都因一颗中子星的辐射死在了这里。Cooper他们之所以还活着是因为黑洞保护着星球表面不受到中子星的辐射。原来，他们所在星系的黑洞能一次遮挡住中子星20小时，如果20小时后不能逃脱，我们就慢慢死掉。中子星的辐射量足以活生生把他们烤焦。
∴ 物理学上的定义
∴ 用浅显例子帮你理解中子星
据说中子星是一种很硬很硬的物质，中子星表面比钢铁坚硬100亿倍；中子星如果发生星震相当于23级地震，足以毁灭整个地球；中子星的能量辐射是太阳的100万倍，按照目前世界上的用电情况，它在一秒钟内辐射的总能量若全部转化为电能，就够我们地球用上几十亿年；中子星的质量极大，一个中子化的火柴盒大小的物质，需要96000个火车头才能拉动！如果它沉入地球内部，会把地球穿出一个很大的洞。
│概念五:<蓝移>blue shift│
∴ 《星际穿越》中出现的情节
Cooper他们设定了去虫洞的航线，终于要回家了。飞船上Cooper尝试和地球取得联系，但没有成功。Brand告诉他不是电磁干扰，是由于之前在黑洞漩涡里造成的蓝移，蓝移也代表着他们穿越了更多的时间。通讯设备响了起来，船员们都知道每接收一条消息通讯器会提醒一次。通讯设备开始不停的发出刺耳声响。最后，尖叫声停了下来，Cooper惊讶地看着日期，时间过了47年。
∴ 物理学上的定义
蓝移是一个移动的发射源，比如说有一个星系向我们的银河系靠拢，那它的光谱就会向波长短，频率高的蓝色一方移动，这就叫蓝移。而当它远离我们而去时，它的光谱就会向波长长，频率低的红色一方移动，这就叫红移。
∴ 用浅显例子帮你理解蓝移
蓝移红移指的是可见光波段，红光的波长最长，紫光最短，波长变长的现象就叫红移，波长变短的现象就叫蓝移。比如你站在火车道旁，火车迎面向你开来，火车鸣笛的声音变得越来越响，越来越急促，声波的振动频率会变快，就是波长变短，发生蓝移；火车往离你远去的方向开走，声音越来越小越来越缓和，声波的振动频率变慢，波长变长，就是红移。再比如你往开水瓶里灌水的时候，空的时候和快满的时候声音是不一样的，也是这个道理。蓝移处于可见光范围的高频区, 红色处于可见光范围的低频区，所以就简单地称为红移和蓝移了，并非看到的东西就是蓝色或红色的。
最后是国外网友自制时间轴，你看懂了多少？
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