星際穿越運用到了什麼物理知識

① 星際穿越中的五維空間，有科學理論基礎嗎

星際主要表現的是廣義相對論，也就是引力理論。蟲洞來源於廣義相對論。因為電影《星際穿越》是由物理學家基普·索恩製作的，所以他想在科幻電影中展示他一生的研究成果，包括重力、黑洞和蟲洞。他是一個主要研究廣義相對論的物理學家。

時間維度是在三維空間的基礎上增加的，是四維時空。可以理解為，我們想像有一個三維攝像頭，捕捉我們每時每刻的狀態，然後把它們排列在一起，就是一個四維時空。在四維時空中，時間變成了一個靜止的量，我們既能看到過去，也能看到未來。

② 大神普及《星際穿越》的天文物理學知識

看《星際穿越》前必懂的18個天文物理：
TOP.1：黑洞真是洞？
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TOP.2：什麼是蟲洞？【No.1】
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TOP.3：什麼是蟲洞？【No.2】
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TOP.4：五維空間
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TOP.5：奇點
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TOP.6：時間膨脹
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TOP.7：與女主人公名字相同的定律：墨菲定律
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TOP.8：我們熟識的「相對論」
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TOP.9：引力彈弓
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TOP.10：如果真有高維空間，為什麼我看不到？
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TOP.11：什麼是穿越？
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TOP.12：蟲洞真實存在嗎？
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TOP.13：為什麼Cooper乘坐的飛船要不停的旋轉？
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TOP.14：Cooper航行的目的地是哪？離地球有多遠？
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TOP.15：為什麼Miller行星上面會有巨浪
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TOP.16：為什麼Cooper從Miller行星返回後已經過去二十多年並且Romily已經老了？
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TOP.17：真實的蟲洞和黑洞看起來是什麼樣子的？
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TOP.18：Murph的鬼魂是怎麼回事？為什麼Cooper在蟲洞中可以觀察到所有的歷史事件？Cooper和Murph是怎樣實現通訊的？

③ 物理題 科幻大片《星際穿越》是基於知名理論

Interstellar的劇本時基於科學家基普索恩的時空穿梭理論而書寫的，而基普索恩本身也是影片的監制。
索恩的研究方向主要為相對論天體物理學和引力物理，著重於對相對論性星體
和黑洞，特別是引力波的研究。對於公眾而言，索恩最著名且富有爭議的理論可能就是他關於蟲洞或許能夠作為時間旅行工具的假說。不過，索恩真正的科學貢獻其
實涵蓋了廣義相對論里以時空和引力本性為中心的幾乎全部的話題。

引力波和LIGO在當今世界上研究引力波的眾多物理學家當中，索恩被認為是權威之一。他的工作主要包括對引力波形的預測和引力波的探測。索恩是激光干涉引力波天文台（LIGO）
的主要發起者：1984年索恩與其他人合作創建了LIGO計劃，這成為了美國國家科學基金會投資的最大項目。LIGO運用激光干涉的方法測量微小的長度變
化，這些長度變化則來自引力波引起的時空擾動。索恩不僅開創了計算干涉儀對引力波信號響應的數學方法，他還為LIGO一些實驗中不能實現的特色執行了工程
設計上的分析工作，並對數據分析的演算法給出了建議。長久以來，索恩給予了LIGO盡可能多的理論支持，包括指明了LIGO所要探測的目標波源，設計了光束
管道中用來控制散射光的反射板。他還和莫斯科的弗拉基米爾·布拉金斯基的研究小組合作研究開發了用於新一代引力波探測器的量子非破壞性測量（QND）器件設計，並提出了降低影響引力波探測器的主要雜訊之一，即熱彈性雜訊的數種解決方案。索恩還和新墨西哥大學的卡爾頓·卡維斯一起開發了用於諧振子正交幅度的量子非破壞性測量的非干擾（back-action evasion）逼近技術，這種技術可以有效應用於引力波探測和量子光學中。

④ 《星際穿越》涉及哪些科學知識

一、黑洞：黑洞一種不會向外界發射或反射任何光線的物質，一切物體接近黑洞都會被吞噬包括光，因此人們無法看見它。

二、蟲洞：蟲洞是在1930年由愛因斯坦和納森·羅森假設提出的，認為蟲洞是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道（白洞與黑洞），認為透過蟲洞可以做瞬時的空間轉移或者做時間旅行。

四、超立方體：影片里主角在脫離飛船之後，並沒有掉進黑洞，而是進入了一個把時間量化的盒子里，也就是五維空間，於是主角便通過這個盒子向三維空間自己的女兒傳送數據，最後解開了方程，帶領大家在土星建造了殖民空間站。

這個盒子是超級文明的創造，並且這個文明把時間作為一個維度嵌入了立方體中。這個超立方體的一個「面」在三維空間中，我們現實生活所處的時空卻是 四維空間，我們只能感知三維空間和線性的時間維度。五維時空則是 四維空間加上非線性的時間維度，而那個時間維度又可以輕松讓庫珀通過引力影響過去，最後通過引力操縱手錶的指針，傳遞給女兒世界內部關於量子引力的關鍵信息，最終使得人類得以操縱引力離開地球。

⑤ 《星際穿越》涉及哪些科學知識

1. A worm hole could open in space, providing a short cut from one side of the universe to the other. Verdict: Mostly true
打開的蟲洞可以撕裂空間，給我們提供穿越宇宙的捷徑。判定：基本正確
Worm holes are a pretty well-accepted part of modern cosmology and it』s Thorne』s theorems that have helped make them that way. The idea is that if you think of space-time less as a void than as a sortof fabric—which it is—it could, under the right circumstances fold over onitself. Punching the necessary holes in that fabric so that you could make your universe-transiting trip would be a bit more difficult. That would require what』s known as negative energy—an energetic state less than zero—to create the portal and keep it open, says Princeton cosmologist J. Richard Gott. There havebeen attempts to create such conditions in the lab, which is a long way from areal worm hole but at least helps prove the theory。
蟲洞是現代宇宙學中普遍接受的概念，而它的流行主要得益於索恩定理。蟲洞的主要觀點是：當時空被當作一種布料而不是空間時，只要時機合適，它就可以折疊。然而，在布料上開一個可以穿越宇宙的口子並不容易。為此，普林斯頓的宇宙學家理查德·戈特表示，我們需要一種負能量，即一種低於零的能量狀態，去打開並維持時空之門。我們可以在實驗室嘗試製造這種狀態，可是這與真實的蟲洞相差甚遠，但我們可以以此來證明這種理論。
One bit of license the Interstellar story didtake concerns how the worm hole came to be. It takes a massive object to generate a gravity field sufficient to fold space-time in half, and the one inthe movie would have to be the equivalent of 100 million of our suns, says Gott. Depending on where in the universe you placed an object with that kind of mass, it could make a real mess of the surrounding worlds—but it doesn』t in the movie。
《星際穿越》未曾注意到的一點是蟲洞是如何產生的。為了折疊時空，我們需要一個巨大的物體去建造一個重力場，而在電影中，這個物體要相當於100萬個太陽，戈特說。我們在何處安放這樣一個龐然大物會決定周邊世界是否混亂，但在電影中，這種混亂顯然並沒有發生。
2.Getting too close to the gravity well of a massive object like a black hole causes timeto move more slowly for you than it would for people on Earth. Verdict: True
像黑洞那樣的龐然大物，如果離它的重力場太近，時間就會比地球上的走得更慢。判定：正確
For this one, stay with space-time as a fabric—astretched one, like a trampoline. Now place a 500-lb. cannon ball on it. That』syour black hole with its massive gravity field. The vertical threads in theweave of the fabric are space, the horizontal ones are time, and the cannonball can』t distort one without distorting the other, too. That means that everything—including how soon your next birthday comes—will be stretched out.Really, it』s as simple as that—unless you want to spend some time with the equations that prove the point, which, trust us, you don』t。
繼續將時空當作一張像彈簧床一樣展開的的布料，並在上面放上一顆五百磅的炮彈。這就像黑洞和它的重力場。布料上豎線是空間，橫線是時間，只有布料其他部分扭曲，炮彈才會扭曲。這就意味著所有的一切都會被延長，包括你下一個生日到來的時間。這是個簡單的事實，除非你想花些時間用各種公式去證明它，但相信我，你不會這樣做的。
3.Itwould be possible to communicate to Earth from within a black hole. Verdict:Maybe
在黑洞里可以和地球通信。判定：可能
The accepted truth about a black hole is that its gravitational grip is so powerful that not even light can escape—which is howit got its name. But even physics may have loopholes, and one of them is something known as Hawking radiation, discovered by, well, guess who. When aparticle falls into a black hole, the fact that it』s falling creates another form of negative energy. But nature hates when its books are unbalanced—a negative without a corresponding positive is like a debit without a credit. Sothe black hole emits a particle to keep everything revenue- neutral. Zillions of those particles create a form of outflowing energy—and energy can be encoded to carry information, which is how all forms of wireless communication work.That』s hardly the same as being able to radio down to Houston from within ablack hole』s maw, but it takes you a big step closer。
關於黑洞普遍被接受的觀點是黑洞的引力太強大，連光線也無法逃脫，這也黑洞名稱的由來。然而，即使物理學定律也有漏洞，其中有一個著名的就是霍金輻射(猜猜是誰發現的)。當一個物質掉入黑洞之後，它會產生另一種反物質。但是，自然界討厭一切不平衡，就像借錢不還債一樣，自然界不喜歡只有反面而沒有正面。所以黑洞釋放出一種顆粒來中和所有物質。不計其數的顆粒形成傾瀉而出的攜帶信息的能量，這就是黑洞中無線通訊進行的方式。這幾乎就像從黑洞的大嘴中向休斯敦發送無線電波一樣，但你需要邁更大的一步。
4.Itwould be possible to survive the leap into the black hole from which you hopeto do your communicating in the first place.
Verdict: False—except…
跳入黑洞後，你可能還有時間發個通訊，然後再屍骨無存。
判定：錯誤——除非……
Cosmologists vie for the best term to describe what would happen to you if youcrossed over a black hole』s so-called event horizon, or its light-gobbling threshold. The winner, in a linguistic landslide:spaghettification—which does not sound good. But that nasty end may not happen immediately. 「Most people would agree that a person who jumps into a black holeis doomed,」 says Columbia University cosmologist and best-selling author Brian Greene, 「but if the black hole is big enough, you wouldn』t get spaghettified right away。」That』s small comfort, but for a good screenwriter, it』s all the wiggle room youneed。
宇宙學家一直絞盡腦汁來形容跨越黑洞「視界」或者「光線吞噬界線」之後的後果。他們搞出了一個聽起來不怎麼樣的詞：「義大利面化」(指在強引力場中物體因潮汐力作用產生的拉伸形變)。不過，這么惡心的事情可能不會立即發生，「大部分人都相信跳入黑洞後必然屍骨無存」，哥倫比亞大學宇宙學家和暢銷書作者布賴恩·格林說，「但是如果黑洞足夠大，你不會立刻被絞成義大利面那樣」。 當然，這只是一個小小的安慰，但是作為一個優秀的編劇，說話總是要有餘地的。
5.And finally: Anne Hathaway could move through time and space and help save all ofhumanity and her hair would still look fabulous.
Verdict: Who cares? Wewouldn』t have it any other way
最後，安妮·海瑟薇穿越時空拯救全人類之後，發型依舊完美。
判定：誰在乎？我們可不希望她蓬頭垢面。

⑥ 《星際穿越》涉及了哪些科學理論

《星際穿越》是基於愛因斯坦的廣義相對論，結合基普·索恩的黑洞理論以及多維時空的量子物理理論演化出來的。蟲洞是1930年代由愛因斯坦及納森·羅森在研究引力場方程時假設的，認為透過蟲洞可以做瞬時的空間轉移或者做時間旅行。

⑦ 《星際穿越》中涉及到哪些高中物理知識

高中的可不夠呀，星際穿越里的科技超地球現有科技一萬年都差不多。蟲洞，曲率航行，光牽引，電磁護罩。現在的科技一點都不沾邊。如果星際穿越里的科技和現在的科技對比的情況下。就像是一個坦克對一個剛出生的嬰兒。完全沒有可比性。