虫洞能够穿越时间的示意图
影片中的虫洞虽然是双向的,但是主角们穿越之后似乎从未向地球发送信息,而是只能接收。和系里的美国同学讨论之后,我们认为这是导演为了情节的刻意安排,而影片里的解释是往回发送信息的速率非常之低,比拨号上网还要低好多倍……
4、电影里对黑洞的表现如何?
近乎完美,超越了目前最卓越的科研成果。
《星际穿越》剧照:黑洞
《星际穿越》中的黑洞,除了黑色的部分之外,想必那个如同王冠般耀眼的环形结构是大家最关注的。这是黑洞周围的物质在引力作用下落入黑洞的同时释放引力势能而产生的明亮结构——吸积盘,具体的释放机制主要是粘滞加热(viscous heating)。大家知道,如果这个盘是个整体的话(不同半径角速度相同),那么越到内侧盘的线速度应当越来越小,但实际上在引力作用下,盘中的物质做着类似卫星绕地球的运动:轨道越低(内侧),线速度反而越大,这种情形叫较差自转。于是盘中不同半径的物质是在相互“滑动”的,这种互相摩擦就可以释放相当可观的能量。至于为何是个盘,因为初始角动量的存在,这些物质在刚开始就有一个大致相同的角动量方向(想想太阳系为何也差不多在一个平面上,类似的道理),所以落入黑洞时的轨道也基本在一个面上。
于是,大多数时候,我们看到的黑洞是如下图这样的。
资料图
当然,我们还知道黑洞本身不发光,引力会弯曲空间,于是我们看到的黑洞还是这样的:
资料图
这是几天前的APOD(NASA发的天文每日一图),计算了黑洞对后部星系图像的弯曲。
但是如果我们走的够近,黑洞也能弯曲背面的吸积盘的光线,最终会看到什么样的图像呢?
这种事情搞天文的也关心,虽然我们没法从观测上直接分辨吸积盘的内部细节,但是这个会影响观测到的光谱(也就是能量分布),这种事情,搞模拟的也不是没算过,但是他们的结果,差不多是这样的: