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本帖被 wowoni 执行加亮操作(2021-07-29)
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1.虫洞并不存在 至少目前未发现 在影片《星际穿越》中，勇敢的探险家们利用土星轨道附近的一个虫洞进入另一个行星系统。正如影片所描述的那样，虫洞弯曲了空间，让超远距离旅行可以在瞬间完成。形象地说，虫洞弯曲空间就像将一张纸折叠，缩短纸的两个远点之间的距离。虫洞在理论上具有可行性吗？ 巴斯托表示：“我不认为虫洞真实存在。解释虫洞的工作原理仅限于科幻范畴，没有任何直接证据证明宇宙中存在这种东西。我们对黑洞有一定了解，但对于连接空间不同区域的东西，我们还只是提出想法并且是非常初级的想法。从拍摄《星际穿越》的角度上说，虫洞这种东西在影片中必须存在，否则的话，影片的情节便无法往前推进。” 比林斯表示：“虫洞最吸引我的地方就是既让星际旅行变得比实际情况容易，同时又比实际情况复杂。宇宙中可能存在虫洞，我们可以利用一个虫洞在空间穿行，上演5个维度的太空之旅。依靠这个物理学奇迹能够降低星际旅行的难度，同时又提高了星际旅行的复杂性。我们并不知道稳定的虫洞能否在宏观尺度下存在。也许，依靠传统方式更能降低星际旅行的难度，一种无需借助奇迹的方式，例如借助太阳帆获得推进力，在恒星系统之间穿梭。”2.你无法在黑洞中存活 在影片《星际穿越》中，主人公库珀离开“坚韧”号飞船(Endurance)以减轻飞船的重量，让安妮-海瑟薇饰演的布兰德得以抵达另一颗适居行星。一旦进入黑洞——被称之为“卡冈都亚”——他便被飞船抛出，影片进入类似《2001太空漫游》的桥段。人类能够在黑洞中存活吗？ 巴斯托表示：“不能。黑洞的引力场非常剧烈并且快速变化。任何掉进黑洞的物体都会像意大利面一样被黑洞的巨大引力拉伸。也就是说，任何物质或者任何人都无法在黑洞中幸存，通讯更是成为一种不可能。” 比林斯表示：“我认为如果宇航员靠近一个超大质量黑洞的吸积盘——影片中存在这一情节——等待他们的将是无法避免的厄运。黑洞的事件穹界周围积聚大量超热物质，释放出可怕的辐射。从事件穹界上方掠过而不是遭受熔化的厄运只能是一种科学幻想。此外，影片中提到的适居行星也让人产生质疑。”3.你可以环绕黑洞飞行 影片中，布兰德环绕黑洞飞行，而后抵达系外行星系统的一颗行星。这是一种幻想还是可以成为现实？ 巴斯托表示：“你可以环绕黑洞飞行，但前提是不能靠的太近。在进行天文学研究时，我们观测到大量环绕黑洞的系统，通常是带有恒星的系统。你能够观测到这些系统，但如果进入黑洞的事件穹界，可怕的物理学现象便会出现。你会螺旋坠落，直至被黑洞吞噬。4.行星可以在黑洞周围存在，但可能不具有适居性 影片中，探险家们造访了一个独特的行星系统，不仅环绕一颗黑洞，同时还拥有一颗具有潜在适居性的行星。虽然存在这种适居行星的想法给人一种遥不可及的感觉，但并非不现实。 巴斯托表示：“虽然没有人探测到环绕黑洞的行星系统，但我们没有理由怀疑这种行星系统的存在。问题是，这样的系统具有怎样的稳定性。对于这个问题，我所知道的相关计算并不多。因此，我很难确定是否存在这样的行星。但如果轨道内的所有因素都处在安全限值之内，可能性还是存在的。更有可能存在的一种情况是：一颗恒星环绕黑洞，一个行星系统环绕这颗恒星。任何与黑洞存在联系的行星系统都可能被黑洞吞噬。” 比林斯表示：“我认为《星际穿越》更多地是面向物理学家的一部影片，而不是行星学家。你能够在影片中看到他们强调哪些是精确而真实的科学，哪些不是。我们面临着很多与行星有关的问题。例如，一些行星上存在巨大潮汐，但潮水的深度还不及你的脚踝或者膝盖。目前尚不清楚何种因素导致这种疯狂的潮汐，可能的原因就是存在黑洞。然而，如果真的由黑洞导致，黑洞还会引起巨大潮汐以外的其他现象。”5.没有所谓的“温和奇点” 大卫-基耶斯饰演的人物罗米利在片中指出，黑洞的核心是一个“温和的奇点”，这可能解释了他们造访的行星系统并不存在极为可怕的环境。宇宙中真的存在罗米利所说的“温和奇点”吗？ 巴斯托表示：“重点是黑洞的质量存在巨大差异。奇点本质上是中央点，奇点理论认为所有黑洞都拥有无限大的质量，不会随随便便消失在太空中。我们之所以能够探测到黑洞的存在是因为它们的质量影响周围物质。物理学家认为物质会发生塌陷并且取决于质量的多少，所占据的区域存在差异。 卡普兰表示：“虽然有一些科学发现，但我们对黑洞附近发生的事情仍知之甚少。我们对事件穹界提出了理论，超出事件穹界的区域发生什么事情，没有一个人知道。我认为一个质量达到卡冈都亚级的黑洞便是这种情况。如果黑洞拥有足够大的质量，这些事情就不可避免。但在我们利用仪器设备对黑洞进行观测前，一切都只是理论。6.真实呈现宇航员因时间膨胀的衰老方式 由于时间膨胀，《星际穿越》中的“坚韧”号船员衰老速度比地球上的人慢。这种现象符合爱因斯坦提出的理论。根据爱因斯坦的理论，当人以接近光速的速度移动时，时间便会变慢。在地球上，科学家已经通过实验证明了这种理论。 巴斯托：“这种现象已经得到验证。根据爱因斯坦提出的狭义相对论，以不同速度移动的物体经历的时间存在差异。例如，登上月球的宇航员移动速度超过地球上的任何人，他们的衰老速度略慢于地球上的任何人，但还没有达到显而易见的程度。不过，如果你的速度接近光速——很难实现——你便能注意到这种影响。在物体快速在宇宙中移动，我们也能看到这种现象。7.“坚韧”号飞船通过旋转产生人造重力是一种理想选择 “坚韧”号飞船用于进行星际旅行。专家们表示这种飞船具有很大的可行性。但影片中描写的飞船从行星上起降的场景过于简单化，给人一种似是而非的感觉。 比林斯表示：“‘坚韧’号飞船似乎很符合科学，尤其是通过旋转产生人造重力。人造重力避免船员因微重力导致的骨骼退化。不过，‘坚韧’号飞船所拥有的强大的推进力并不现实。片中，这种飞船借助强大的推进力摆脱可导致船员在一小时内老10年的行星极端重力井。我真心希望美国宇航局能够拥有这种燃料，这样一来，我们便可极大地提高飞船的速度。” 卡普兰表示：“吉恩-罗登伯里说过他之所以为《星际迷航》设计传送器是因为他不想将时间浪费在一次又一次的起降上。我认为在现实世界做到这一点的可能性极低，但为了讲述一个引人入胜的故事，这种设计是可以原谅的。太空旅行会对人类造成什么影响 科学家做了这个实验 宇宙印象 深度科普栏目第448期 长时间太空旅行会造成什么问题?科学家近日发现，太空旅行可能会永久性的改变大肠杆菌习性，使它们更紧密结合，更容易生存。目前在模拟微重力下持续时间最长的细菌研究表明，即使研究者试图抹去已改变的特性，这种适应能力依然存在。长时间太空旅行需要考虑的一个重大问题就是：我们体内的微生物也会随着重力流失而改变。宇航员在太空中免疫系统会变得更薄弱，使他们更容易染病，因此，如果细菌会变得更加顽强，那么危险性也就更大。 为了评估这种风险，休斯顿大学的科学家Madhan Tirumalai及其同事将大肠杆菌放置在一个旋转的容器中，以模拟微重力条件。宇宙印象为今日头条独家，其他均为假冒，转载均为非法。 在这个条件下使大肠杆菌繁殖1000代，是目前持续时间最久的一次。当细胞充分适应微重力后，研究者们将其与另一批没有受到微重力影响的大肠杆菌结合，让它们自行生长。研究发现，被改变的大肠杆菌是其他细菌的三倍。即使将细胞带离微重力环境并使其繁殖30代后，依然维持了72%的进化优势，表明这种改变是永久性的，而不仅仅是暂时的。科学家称，这个实验令人揪心，暗示太空旅行改变的东西远不止我们所想象的。宇宙印象为今日头条独家，其他均为假冒，转载均为非法。 宇宙印象天文小组认为，这项研究比先前的所有研究涉及面更广，主要体现在两个方面，一是繁殖次数多，二是针对的是整个基因组，而不是特定的单个基因。暴露在微重力条件下的大肠杆菌基因组有16处发生突变。休斯顿大学的George Fox表示，我们能亲眼见证基因的突变过程，但我们不知道是怎么做到的。不过，有些突变与生物膜的形成有关，外来细胞外层形成了一层保护性黏膜。生物膜能让细菌在多数条件下生存，这就引出了在太空旅行中飞船生命支持系统的问题。 目前这个实验还需要多做几次研究，尤其是针对近年来越来越多的载人航天飞行。大肠杆菌相对来说与人无害，但对于执行长期任务的宇航员来说，如果微重力也能让一些有害病毒和细菌更易存活，受到感染的风险将大大增加。幸运的是，Tirumalai的实验中突变的细胞与没突变之前一样，都能被抗生素杀死。就算微重力能将细菌变成超级病毒，但抗生素依然是最强大有效的防御。
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