于2014年上映的《星际穿越》,是少有的格局大且视野广的一部科幻电影,导演诺兰用一个通俗易懂的故事,包装了诸如黑洞、虫洞、奇点、五维空间、时间膨胀与压缩(广义相对论)、全球食物危机、类地行星探索等这些高度概念化的科幻构思和科学假说,以视觉方式呈现带领观众提前进入到了“未来”,并在全球刮起了一阵天体物理学的科普热潮。
为了将“绝对科学”做到极致,在创作 《星际穿越》剧本时,诺兰聘请了和霍金齐名的理论物理学家基普·索恩担任科学顾问和监制人,基普·索恩甚至亲自操刀,帮助影片建立数学模型,在计算机帮助下,最终描绘出“虫洞”、黑洞等宇宙奇观。国内外许多知名学者都对影片中展现的场景表示认可,连斯蒂芬·霍金都不吝赞叹影片绘制出了迄今最为真实的黑洞模样。《星际穿越》不仅展现了瑰丽想象的幻境,更有人类科学疆界前沿已经窥见的现实。今天我们就结合《宇宙编年史-真理之书》的学习,从不同视角来探讨一下片中两个有趣的科学点背后的实质。
1. 如何穿越虫洞
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。那么虫洞在现实中真的具有可行性吗?
对现代物理学而言,“虫洞“只是广义相对论的一个时空数学拓扑模型,“虫洞”又称爱因斯坦-罗森桥,是上世纪30年代爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时做出的假设。根据这一假设,科学家认为透过“虫洞“可以做瞬时的时空转移。不过迄今为止,科学家们还未观测到虫洞存在的实际物理证据。理论上“虫洞”是一个多维空间隧道,是无处不在但转瞬即逝的,“虫洞”的另一边是所谓的“镜射宇宙”,那么它到底是什么,又是如何存在呢?
《宇宙编年史-真理之书》对它给出了答案,宇宙本就是一个多维时空,各维度空间彼此以宇宙经脉作为能量传输通道,维洞则是其上的宇宙穴位点。电影中所谓的“虫洞”,只不过是宇宙维洞的一种展现形式而已。宇宙维洞两端分别连接着高维与低维空间,高维端入口为黑洞,低维端出口为白洞。宇宙各维度空间彼此间相互镶嵌,无数个低维空间镶嵌于高维之中,高维黑洞端入口多为一个,而低维端却有无数个白洞出口分别通往各个低维平行洞世界。因此,人类成功穿越宇宙黑洞或白洞,都可以实现时空穿越,从而进入另一个维度空间。
宇宙时空维洞隧道在本质上是一个能量加工厂,它将高、低级能量进行相互转化、回吐,以维系着宇宙各维空间的稳定性。黑洞端高维能量吸入后多被撕扯成众多低能碎片,并在白洞前端能量趋合为一颗颗星球,回吐于众平行洞世界。能量在黑洞撕扯裂变或白洞聚变过程中,都将释放超庞大能量,从而分别炸开黑、白二洞并融入其中。
举个黑洞裂变的例子,位于6100光年之外的天鹅座X-1是最早被天文学家识别为黑洞的天体,它的质量相当于15个太阳。在距离这个黑洞3000万公里的地方有一颗恒星HDE 226868与它互相环绕,由于这颗恒星距离黑洞相当近,它的表面物质正在被黑洞吸收。长此以往,HDE 226868与天鹅座X-1的距离会越来越近,直至达到洛希极限,恒星将会被黑洞的巨大潮汐力完全撕碎。恒星解体之后的物质还会继续绕着黑洞旋转,最终会穿过黑洞表面进入内部空间中,同时产生强烈的X射线。这个过程是不可逆的,一旦进入黑洞的内部空间,所有物质最终都会去往中心的奇点,从而使黑洞的质量逐渐增加。
黑洞的質量並不能無限增長,因為巨大的黑洞可能會引發繞其旋轉的氣體雲坍縮成恆星,進而避免落入黑洞中。据估计黑洞的最大質量約為太陽的500億倍。如果星球不幸捲入黑洞視界以內,整個星球將被撕裂,被拉長,就像麵條一樣,隨後物質不斷地被撕裂為基本粒子,例如光子,誇克等等,再被黑洞中心吸收,在這個過程中,會有很多粒子或反粒子被黑洞視界甩出去,但如果不幸的基本粒子被吸入黑洞,那麼只能漫長地等待,等待黑洞釋放的那一天,“霍金輻射”會把這些粒子釋放出來。
所以人类要想驾驭宇宙飞船,成功穿越影片中所谓的“虫洞“,也就是宇宙维洞实现星际旅行,首先就必须攻克”黑洞裂变”和”白洞聚变”的影响,从而成功逃离宇宙维洞,穿梭在星际空间中。只有破译能量密码,人类才能真正掌握宇宙维洞的奥义关键。
2. “坚韧”号飞船的超强推进力
在片中“坚韧”号飞船用于星际旅行。它的设计非常符合科学,尤其是通过旋转产生人造重力,用以避免船员因微重力导致的骨骼退化。不过,‘坚韧’号飞船所拥有的异常强大的推进力看起来与现实相差甚远,片中飞船借助强大的推进力,可以摆脱会导致船员在一小时内老10年的行星极端重力井。而这种飞行速度,以今天的科技水平来看似乎并不现实。
目前人类已经能够在宇宙中建立空间站、输送宇航员、以及宇宙探索工作,但是要想实现电影中的星际穿梭仍是一场幻梦,原因就在于光速的限制。按照爱因斯坦的理论,光速是真空中最快的速度,是人类了解到的速度的极致体现。但宇宙实在是太广袤了,人类就是从地球飞出太阳系,以目前的速度起码要花几万年,参考旅行者1号,它从1977年发射至今都还没到太阳系边缘,据计算起码还要花三万年才到奥尔特星云,而人类想要进行星际旅行,飞船的速度就必须超越光速。然而根据相对论原理,速度达到光速的物体,那么它的质量和动能一定是趋于无限大的,因此不可能有超越光速的物体存在,现代科学理论貌似在这里撞到了一个死结。
让我们试着用《宇宙编年史-真理之书》的理论给出不同的答案,从飞船的本身来看,地球作为一个低维低能星球,它先天存在的地表天然材质无法满足宇宙维洞飞行等级,因此飞船的材料必须对现有航天材料进行能量压缩升级,提取高能航天材质,以提升其抗分解、抗高压能力,满足超光速飞行安全进出维洞时光隧道的要求。
同时太空飞船如要穿越宇宙维洞,就必须拥有足够的逃离加速度,而这取决于助推燃料的释放能力。单位时间内,单位空间节点上释放能量的强度决定着反向推进速度的大小,速度为能量释放所产生的物质位移和发生位移所用时间的比值。
宇宙光是恒星向外释放能量的产物,光速快慢是由恒星能级所决定的。恒星能级越高光速越快,反之则越慢。不同能级恒星光释放速度不同,但在目前已知黑洞中,常规的恒星光是无法从中逃逸的。因此,宇宙飞船的助燃材质能级必须高于常规恒星,飞行速度必须数倍于光速,才有可能成功穿越宇宙维洞。速度快慢的实质是助推燃料宇宙能级的高低,当宇宙航天器助燃材料的宇宙能级越高,总量越大,则单位时间内飞船的加速度越快,反之亦然。当今的科学家过度关注速度,忽略了速度背后所蕴含的能量信息,而对于助燃材质能量的能级研究和探索,才是飞行器速度提升,并最终超越光速的关键所在。
在实修过程中,因人体为宇宙精微体在三维世界的投影,当跟师走入修行后,在师门赋能下内求宇宙,多次在运行周天的过程中可短暂感知到不同维度的部分景象,例如不同景色或不同生物形状。也就是说,神识经过自身的生命维洞直达不同维度世界,其关键点就在师门赋能带来的能量的变化,支持阳神进行了星际穿越,并在感受完成后回归本体,这从另一个层面再次验证了能量才是影响星际穿越最关键的因素。
通过对《宇宙编年史-能量之书》的学习,我们探讨了《星际穿越》中的有趣科学点,并揭示了其背后隐藏的宇宙能量理论。如果能够真正遵循能量科学的研究方向前进,现代物理学必将继续阐述新的可能性,人类星际穿越的幻想也终有一日会实现。而宇宙能量学说的传播,也必将推进人类整体科技水平的持续进步,为地球的发展和人类命运共同体的构建做出更大的贡献。
本文原始素材来自贤济华先生的《宇宙编年史-真理之书》