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如何评价 2014 年的电影《星际穿越》(Interstellar) _3

发布日期:2021-10-27 22:35    点击次数:84

11:26描述:这是一部我无法客观评价的电影。第一次看到预告片,听到剧本背后的故事,听说大史找到了庄颜,我和罗吉一样激动。当我真正看到这部电影时,就像看到了我多年的梦中情人——一部商业电影。在讲述一个震撼感人的故事的同时,我能够尽可能地把这一切建立在一个科学的框架上,甚至努力展现出最前沿的科学研究之外的成果。作为一个科幻迷+天文学专业的学生,除了激动和感动之外,我可以为大家讲解一下看这部电影的科学背景,也可以算是一点“没有打击”。看完电影的第二天晚上答案就出来了,有很多缺陷。然而,有些人只看了第一句,然后就开始说:“星际最大的力量是爱,因为爱可以跨越维度。”我想说你读完小学语文应该来知乎。

在此添加库珀坠入黑洞后的电影截图:

此时向外看,原本360度的全景此时全集中在围绕视线的一个圆内:中央部分是他所朝向的半个天球的宇宙,四周环绕着吸积盘的影像。而吸积盘外部还有他身后那部分宇宙的图像,只是已经被压缩成细细的同心圆而看不见了。这都是由于黑洞视界附近光线几乎只能贴着视界传播导致的,因为按照广义相对论,视界处是不存在“向外”的方向的,视界附近,这个方向的空间也被大大“压缩”了,于是光是没法直接射出去的,只能一边绕着黑洞一边一点点的远离黑洞:这其实会导致黑洞附近会有一个由光构成的接近球面的部分,Thorne称为Shell of Fire,从黑洞外部看就是一个紧贴着黑洞的亮环。有趣的是,落入黑洞时,外界宇宙此时正高速远离Cooper,多普勒红移本应让整个图像变红。但Cooper所在的位置引力比外界强得多,所以引力又会使图像变蓝(光子落入黑洞时获得能量),这两个效应在一定程度上可以抵消,所以看到的颜色依然是基本正常的。这时,向外望去,原来的360度全景图现在集中在视线周围的一个圆圈里:中心部分是他面对的半个天体宇宙,周围是吸积盘的影像。在吸积盘外,他身后有一个宇宙的图像,但它已经被压缩成薄薄的同心圆,看不见了。所有这些都是由于黑洞视界附近的光几乎只能沿着视界传播,因为根据广义相对论,索恩在视界处是没有“向外”方向的,而这个方向的空在视界附近被大大“压缩”,所以光不能直接发射,只能在黑洞周围盘旋的同时远离黑洞:这实际上会导致球面附近有一部分由光组成。有趣的是,当它落入黑洞时,外层宇宙正在高速远离库珀,多普勒红移应该会使整个图像变红。然而,库珀的引力比外界强得多,所以引力会把图像变成蓝色(光子落入黑洞时会获得能量)。这两种效果可以在一定程度上抵消,所以看到的颜色还是基本正常的。

科学“错误”见本答案。

2014年电影《星际穿越》有哪些科学错误?-胡晓的回答

提示:评论中有剧透!

11.14:更正:影片中的虫洞与黑洞无关,这是我的误解。和系里的美国同学讨论后,我们基本确认了影片中的虫洞不是单向通道,而是可以通过它向地球发送信息。但是,为了剧情,电影在《耐力》穿越虫洞后并没有向地球发送信息。影片中的解释是反向发送信息的效率极低,估计比拨号慢很多倍。因此,库珀给女儿的信息不是解决安妮·海瑟薇回归的问题,而是学会操纵引力,让人们大规模离开地球。影片开头无人机和农业机械的导航故障不一定和磁场有关,因为GPS本身是根据地球引力的广义相对论修正的。如果重力异常,GPS导航自然会出错。

11.9:增加了基普·索恩简介。

11.8:添加对音效和音轨的评估。

时间/况且引力可以跨越不同的维度,爱情也可以。

(结尾有轻微剧透)

首先,电影中的黑洞被用作标题图。

我说我是伪Nobby,因为我真的很喜欢他的电影,但是我受不了狗的无限拔高(尤其是《盗梦空间》空),很长一段时间,我都不知道多年前看的《致命魔法》也是他的作品。而且由于《黑暗骑士》,我对《黑暗骑士崛起》的期待太多,让我觉得诺兰也不过如此。

然而,看完《星际穿越》后,我的疑虑完全消失了。诺兰确实是目前最精湛的导演,《星际穿越》也是目前所有电影中科学与艺术的完美结合(别跟我提2001年太空漫游,技术限制在科学上完全无法比拟)。上次让我如此震惊和感动的,或许是多年前的《肖申克的救赎》(有些电影真的是。

让我先谈谈我熟悉的科学部分:

图中的黑洞,除了黑色部分,一定是像皇冠一样耀眼的环状结构。这是一种明亮的结构,由周围物质在黑洞的引力作用下落入黑洞时释放的引力势能产生。具体的释放机制主要是粘性加热,因为旋转不良的圆盘在不同半径处的角速度不同(越到里面越大),物质之间的摩擦可以释放出相当大的能量。至于为什么是圆盘,因为初始角动量的存在,这些物质一开始的角动量方向大致相同(想想为什么太阳系几乎在同一个平面上,原因类似),所以落入黑洞时的轨道基本在同一个平面上。

所以,大多数时候,我们看到的黑洞是这样的。

这就是大质量黑洞吞噬类太阳恒星时发生的事情(视频)

当然,我们也知道黑洞本身并不发光,引力会弯曲空,所以我们看到的黑洞仍然是这样的:

APOD: 2014年10月26日

这是几天前的APOD,它计算出黑洞对其背后星系图像的曲率。

但是如果我们足够靠近,黑洞也可以弯曲背面吸积盘的光线。我们最终会看到什么样的形象?

天文学家也很关心这种事情。虽然我们无法从观测中直接区分吸积盘的内部细节,但这会影响观测到的光谱(即能量分布)。这种事情,模拟不是没有计算,但他们的结果几乎是这样的:

这里,颜色代表光谱/能量的频移,蓝色代表较高的频率,红色代表较低的频率,并且考虑了引力红移和多普勒红移。

如果这个图像太q,那么更好的图像会是这样的:

嗯,知乎不能插入这种格式的视频。我要剪一张照片:

史瓦西黑洞周围内吸积盘的可视化

右下角的图代表观测到的能谱,由于相对论束流的存在,能量会向高能区移动。

你可能注意到了,电影中似乎没有多普勒频移效应(也就是红点而蓝点),但我确实找到了一个设定图:

注意,这些不同的色块代表这些区域可观测到的温度/能量,红色代表最大红移,靠近内侧的黄色主要是引力红移引起的。但是我们在电影中看不到这些效果,主要是因为这些区域的能量范围很广,能量密度极高(也就是很亮)。即使红移后,对于肉眼来说还是太亮了,所以我们看到的几乎是一个均匀的光带。(就像理论上太阳外侧会比中心暗,但现实中你看不到,吸积盘的亮度根本无法和太阳相比)。

然而,《星际穿越》超越这些科研成果的地方在于,基普·索恩的推演和高精度模拟最终会导致不止一个吸积盘!上图清晰显示,背面的吸积盘像不仅是从黑洞“顶部”衍射而来,也是从“底部”衍射而来。而来自吸积盘下部面向观察者一侧的光线会绕黑洞3/4圈,然后重新出现在我们的眼前(即靠近它的黑洞上部的亮线)。它只是一个黑洞周围圆圈较少的光的图像,剩下的图像会更靠近黑洞的视界,所以很难看清楚。

(贴一张基普的旧照片,因为这是我第一次见到他。基普三年才在惠勒(也是费曼的博士生导师)手下拿到博士学位,30岁就拿到了加州理工的正教授,当代广义相对论和黑洞物理学的顶尖大师,并得到了名著《黑洞与时间弯曲》的大力推荐。基普参演了这部电影的很多剧本,还带着诺兰的弟弟乔纳森去加州理工学了很多广博的知识。据报道,诺兰本人前往SpaceX体验火箭建造的氛围。)这一结果不仅在电影业,而且在科学界都是前所未有的。据报道,“诺兰集团”(评论里有建议说这个不太好,我只是参考一下,只是在上面加引号)至少会发两张纸,一张黑洞物理,一张计算机图形。

此外,还有电影前期虫洞表面的表现。还有,由于空之间的弯曲,你会从整个“天空”看到虫洞表面(空?)图像。而飞船穿越虫洞,逐渐逼近地平线各种细节的场景,简直是有史以来最梦幻的旅程!在登陆的第一颗星球上,相信看过大刘《海山》的同学一定会非常激动。

好吧,如果你有耐心看这段话,我就从电影本身说起。

电影的前部有点平淡,但看完之后,你会发现无数埋藏的包袱,感觉“啊哈,我明白了!(我为什么要用书名?)诺兰擅长在这部电影中穿插旁白和具象时间维度(这是剧透吗?)组合完美。”主角麦康纳多年前参与的《加班空联络》,也是《星际穿越》的一个主题。然而,为了表达和诠释父亲的爱,外星人化身父亲的形象,穿越后与朱迪·福斯特联系,是非常生硬的。在这部影片中,早期的引力红移“天上一天,地上一年”所造成的时间差,让观者觉得父女俩无论空还是时间,都在拉开近乎无限的距离,离愁别绪让人感慨万千。而结局(剧透开始!),在外星人创造的时间(其实是未来可以操纵高维度空的人类)变成了空维的世界里,麦康纳操纵着手表的指针,通过时间流动的影响,将关键信息传递给女儿(感谢评论里的更正,其实是影响了重力产生的引力波),让人感到释然的同时也深深感动:就像安妮·海瑟薇几乎绝望一样。

特别还要提一下本片的音效和配乐。 本片前半部分涉及到太空的场面大都是完全无声的,甚至连配乐都没有,诺兰通过频繁的舱外/舱内镜头切换造成的有声/无声的对比营造出了太空旅行强烈的孤独感。尤其是Endurance到达土星附近的那一幕,非常作为一个小点无声的前行,背后的土星作为巨大的背景让我顿时联想起流浪地球里:“这时木星已占满了整个天空,地球仿佛是浮在木星沸腾的暗红色云海上的一只气球!而木星的大红斑就处在天空正中,如一只红色的巨眼盯着我们的世界,大地笼罩在它那阴森的红光中……”这一刻,人类是渺小的,然而正是以如此微不足道的力量向大自然给予的命运宣战,生命,又是如此的伟大。本片配乐由Hans Zimmer操刀,寂寞大师在好莱坞的名气由来已久,中国观众最早熟知他的作品应当是卖拷贝的巅峰之作《勇闯夺命岛》,当然他之前的名作还有《雨人》,《红潮风暴》和《狮子王》,后来则有他和Klaus Badelt 合作的《加勒比海盗》系列也是广为人知(其中He's a Pirate被国内各大电视台长期未授权播放,从军事节目到男性健康广告,可谓万能BGM)。不过之前Zimmer的配乐虽然极其带感,但我听来总有喧宾夺主之感:这段镜头明明是为了配乐拍的嘛,或者一到某种场景,耳边仿佛想起“该起音乐了”,于是Zimmer的曲子如期而至。Zimmer一直善用恢弘的交响乐营造高张力的氛围,但这次,他的配乐却是流水一般渗入了影片的各个角落,无论的节奏还是响度都非常克制,影片末尾的关键时刻,虫洞两侧频繁的镜头切换在Zimmer略偏舒缓的钢琴曲的带动下的却能产生令人窒息的紧张气氛,如果说以前Zimmer偏向马克西姆或者朗朗的话,这次的Zimmer如同克莱德曼(好吧我俗了,那我说像内田光子或者Krystian Zimerman吧),润物细无声,让观众仿佛忘记配乐的存在,却又被配乐更加深入的影响。

【见11.4中的修正】PS:一个小问题:说虫洞类似黑洞是有道理的,所以当它们穿越地平线进入另一边时,引力红移将是无限的。换句话说,地球上的人会觉得自己会永远停留在地平线上,但这似乎在电影中被忽略了。虫洞只起到连接两个空的作用,一开始只是单向虫洞(来自太阳系)。希望理论牛能给我一些答案。

PS2:强烈推荐这一页。他们实际上计算了不同自转速率的黑洞的图像变化!

http://www . business insider . com/星际-黑洞-物理学-发现-2014-11