星际穿越，让时空旅行不再是梦想

曾执导过《盗梦空间》的美国著名导演克里斯托弗·诺兰的新片《星际穿越》在国内上映后迎来了观影热潮。诺兰十年磨一剑，片中教科书式的情节和理论，引发了人们的热烈讨论。

该片的走红指数堪称“现象级”，无论理科男还是文艺女，见面或是网络社交用语必称“虫洞”“五维空间”。《星际穿越》名利双收，除了名导、名演和炫酷特技外，影片借助宇宙、航天这些“高大上”的概念，击中了观众猎奇的欲望。

这部电影基于美国理论物理学家基普·索恩的理论成果，而他的理论成果基本都在他的著作《黑洞与时间弯曲》一书中。包括著名天体物理学家斯蒂芬·霍金在内的数位学者都给《星际穿越》点赞，可见这部电影的“烧脑”程度不亚于《盗梦空间》。观影亦是学习，让我们也来科普一下影片中提及的一些科学术语及理论吧。

什么是黑洞

之前的科幻片对这点的处理方法有两种，其一是历史不可改变观点：我虽然想杀母亲，但会有外界因素使我不能成功；或者说，过去某时某人死了，我回到过去想救某人，会有其他因素阻止我救人，甚至我的出现就是那个人死的原因。

其二是平行宇宙观点：时空不是唯一存在的，而是有无数个时空平行存在，它们彼此之间是无法产生联系的。这种观点普遍被人接受。我只是穿越到另一个平行宇宙，杀死了那一个时空里的母亲，但这并不影响我穿越前那个宇宙的母亲。也就是说，我只是穿越到别的时空而已，而不是回到过去或未来，更没有所谓的改变历史。

五维空间

我们所在的世界是三维的，而纸上平面的世界就是二维，现在宇宙学家将时间看作第四维，而第五维指的是能量的无界限，是由无数个第四维时间组成的平面。在那里，时间是实体化的。就像你面前有一堵墙，由无数的竖线组成，每一条竖线就是一条第四维时间线，透过每一条时间线都能看到，在这个时间点三维空间里发生的事情。

这画面就好像上帝在看每一个人的生活一样，很神奇，在“第五维度”的世界里，没有时间或者空间的界限。欧洲原子核研究中心在瑞士和法国的边境地下100多米深处，兴建了一台世界上规模最大的大型粒子对撞机。粒子对撞机正式投入使用后，便可观察在强大引力的作用下是不是有粒子消失，进入了人类看不到的“第五维空间”。

神奇的引力

在电影中，引力是世界的一切力量之源，是通往各维度空间的唯一桥梁，是拯救世界的关键力量。那么，引力是如何产生的？

在广义相对论中，引力被认为来自质量与弯曲时空之间的相互作用。质量决定了引力的大小，而弯曲时空决定了引力的方向。任何物体相互之间都有吸引力，这个力的大小与物体的质量成正比。可是，引力为何成了穿越维度的唯一方式？那是因为足够大的引力能够进一步弯曲时空从而使得两个维度之间产生交集点，通过交集点就能到达另一个维度空间。

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