《星际穿越电影背后的科学原理》：如果你坠入黑洞，会发生什么？

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文/江起宇
从古至今，人类对于浩瀚宇宙的探索从未停止。这不仅仅是人们满足自身好奇心的活动，更寄托着对于那片神秘之地的浪漫情怀和向往。 
随着科学技术的飞速发展，我们对于宇宙的认知也在飞快增长。越来越多的天文学名词、天体名称等被人们熟知并时常提及。
黑洞绝对是其中最耀眼的“明星”之一。

如果你坠入黑洞卡冈图雅
2019年，史上第一张黑洞照片公布。无论之前的想象如何，人类终于第一次看到了它真实的样子。

其实早在五年前，黑洞就被人用更为绚烂的表现手法呈现在大荧幕上了，而且与它的真实面貌是如此相像。
这就是出现在经典科幻电影《星际穿越》中的黑洞——卡冈图雅。

这绝非巧合。《星际穿越》之所以时至今日仍被人津津乐道，成为科幻电影史上的一座丰碑，除了高超的电影表现技巧、宏大深沉的主题，更有知名科学家为其提供专业的科学设定。严谨的科学态度，才能让卡冈图雅黑洞以接近真实的面貌出现在世人面前。

图中斗嘴的两个人，一位叫瑞克·爱德华兹，在剑桥大学获得了自然科学专业学位。另一位叫迈克尔·布鲁克斯，是量子物理学博士。
这具有专业科学背景的两个人一拍即合，写了一本书——《星际穿越：电影背后的科学》，其中不光介绍了经典科幻电影中不为人熟知的细节，更通过电影向读者介绍了其中涉及的科学。
这本书中一共介绍了十部荣获诸多大奖、留名影史的经典科幻电影，并对其中涉及的诸多科学领域和问题，如天体物理学、神经科学、心理学、植物学、人工智能、遗传基因、太空旅行等等，为我们做了详尽又有趣的解答，带领我们走上探索科学的奇妙之旅。

《星际穿越》的故事背景设定在未来，那时地球上已经不适宜人类居住。不明种类的农作物疾病蔓延，使农业种植日益艰难，因此人类需要新的家园。不幸的是，一些鼠目寸光的政客在几十年前就解散了美国宇航局，人类前途渺茫。
前美国宇航局王牌宇航员约瑟夫·库珀却发现，几个勇气过人的科学家正通过一个秘密太空项目，坚持不懈地想实现进行星际旅行的梦想。他们用尽了各种利用黑洞的疯狂计划，加上好心的“外星人”提供了便利的时空转换，终于进入了到达未来的传送门。

在电影中，主人公库珀坠入黑洞时，发现了爱的真谛。你不太可能会有同样的领悟。回到我们的主题，如果坠入黑洞，你会遇到什么呢？
呈现在你面前的是一片壮丽的黑暗，是你见过的最彻底的黑暗。接近事界的时候，你的双脚离黑洞的核心奇点近了大约两米，此时脚部承受的引力要比头部强烈得多。你会被称为“潮汐力”的力量拉长。物理学家把这一现象称作“意大利面化”。你被黑洞拉伸得像意大利面一样，变得又细又长。

我们停泊在和事界保持安全距离的地方，看到强烈的引力场把光线变得光怪陆离，也确实让光线重新回到我们的视线。随着你向事界坠落，反射出的光被引力拉长，波长越来越长。我们看到的你全身通红。

这好像还不够，强烈的引力场把时间变慢了，就好像你在以更慢的动作坠落，永远到不了事界，却从我们的视线中慢慢消失。换种说法就是，我们会永远看着一团红色的你一点一点地消亡。真是大开眼界啊。

科学家基普·索恩为《星际穿越》写了原创剧本，并担任本片的执行制片人，获得了巨大的赞誉。

索恩和同事们用到了好莱坞三维动画特效巨头才掌握的大量计算机技术，对黑洞的性质进行了新的科学计算。这些深刻的洞察和见解，把电影与科学的结合提升到了新的层面。毫不夸张地说，《星际穿越》中讲述的黑洞，为我们提供了全新的科学视角。 
话说，恐龙真的可以被复活吗？

《侏罗纪公园》是书中介绍的另一部非常经典的科幻电影。大家一定对其中的恐龙形象十分熟悉，但是，恐龙长得真的像电影中那样吗？片中让恐龙“起死回生”的办法，在现实当中是否真的能实现呢？我们该不该运用科学的力量把灭绝的物种复活？
非常遗憾，科学家们给出了几乎是否定的回答——
好，现在就来谈谈恐龙。它们是下一种等着被复活的动物吗？我们很想听到肯定的回答，但是所有专家都否定了。问题在于DNA会降解，就像爷爷的垃圾桶里的叶子一样腐烂。恐龙生活的年代太久远，想取得用于复活的DNA简直不可能。
更有甚者，书中提到，还真有人去查证了“从埋在琥珀里的昆虫中提取DNA”这个故事的真伪。
在曼彻斯特大学工作的大卫·彭尼是一位琥珀专家。他一直对代那个从凝结在琥珀里成为化石的蚊子身上提取DNA的故事心存怀疑，所以从琥珀里挑选出一些昆虫标本，选取相对年轻的样本（有1万年的历史），从困在其中的昆虫身上提取了DNA。结果发现，这些DNA 降解得和许多博物馆里风干的远古昆虫的DNA一样厉害，甚至更严重。

而且，复活古老物种的前景并没有那样乐观——它们和人类共处的前景如何？能让它们远离城市环境，或者保护它们免受盗猎者、陷阱和猎人的伤害吗？猛犸象牙的价值将会达到多少？灭绝物种的复活，不能成为它们再次迈向灭绝之路的第一步。所以人们的行动务必慎之又慎。

一切都源自人类无法抑制的好奇心
该书不光有两位科学专业背景的作者，还邀请了庞大的科研团队对内容进行审校。内容的专业程度毋庸置疑。两位作者插科打诨式的幽默表达，更是让科普变得简单又好玩。
同时，书中有很多这样直观生动、一目了然的插图，让读者在科学研究、科幻和电影的边界轻松漫游。

晦涩难懂的科学问题，在这里变得清晰生动起来。无怪乎许多读者看完后大呼： 
“烧脑！专业！有趣！好看！这是一部充满探索精神的读者和科幻爱好者，绝对不能错过的一部佳作。你感兴趣的问题，都能在这里找到解答。”
在电影《星际穿越》中，库珀进入黑洞，发现了爱的真谛。
爱是这部电影的主题，也是唯一可以超越时间和空间的事物。

而《星际穿越：电影背后的科学》这整本书的创作，其实都源自人类无法抑制的好奇心。
科学出现在电影中，正如在小说里加入许多发人深省的道理，我们沉浸其中，会变得更有智慧，成为更出色的人。 

让我们来看看作者最后在书中对大家说了什么：

我们还是找到书亲自看一看吧……
希望大家享受这段美好的时光。