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    《星際穿越》里哪些技術(shù)可能成真?

    2014-12-26 16:55
    創(chuàng)新時代 2014年12期
    關(guān)鍵詞:磁場強度枯萎病星際

    燒腦神作《星際穿越》所描繪的情景令人神往,宇宙飛船通過穿越蟲洞,抵達另一個星系。又通過進入黑洞內(nèi)部,突破時間空間的藩籬。影片“不明覺厲”的高深理論在集體膜拜的同時,也有全世界的科學家和理科生站出來瘋狂吐槽。吐槽的點主要集中在,迄今為止還沒有發(fā)現(xiàn)蟲洞存在,人根本不能在引力場非常劇烈的黑洞中存活等。

    但不能否認《星際穿越》強大的想象力,而想象力推動了科技的進展。《月球旅行記》《太空登月記》都是說到月球上去旅行的,現(xiàn)在來看,人類到月球上去旅行,已經(jīng)不是夢了。那么,我們就一起來看看《星際穿越》中哪些現(xiàn)象或技術(shù)是可能實現(xiàn)的吧。

    枯萎病

    可能性:危害顯現(xiàn)

    劇情:農(nóng)作物(主要是玉米)患上了枯萎病,糧食緊缺,沙塵暴席卷,人類不得不向外太空尋求生存空間。

    首先,《星際穿越》的背景很費科學顧問基普·索恩(美國物理學家,當今世界上研究廣義相對論下的天體物理學領(lǐng)域的領(lǐng)導者之一)的一番心思。作為物理學家,為了保證“植被大量枯萎”這一假設(shè)有科學依據(jù),他準備了美食,請來加州理工學院的一大波相關(guān)教授,其中包括1975年諾貝爾醫(yī)學及生理學獎獲得者戴維·巴爾的摩,組織了一次兩個多小時的討論會。

    枯萎病亦稱疫病。由真菌或細菌引致的植物病害,發(fā)病突然,癥狀包括嚴重的點斑、凋萎或葉、花、果、莖或整株植物的死亡。之前網(wǎng)上瘋傳的“香蕉艾滋病”其實就是香蕉枯萎病,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了西瓜枯萎病、黃瓜枯萎病等?,F(xiàn)實中,美國是玉米細菌性枯萎病疫區(qū)。目前防止枯萎病,大多使用一些廣譜抗菌類的農(nóng)藥。

    專家們表示,雖然目前地球上不存在可以滅絕整個植物界的枯萎病,但是假如有某種病原體專門欺負葉綠體的話,那還是可能的??偠灾@種枯萎病造成大量糧食減產(chǎn)和地表荒漠化,也就帶來了片中地球上無處不在的沙塵暴。

    低溫冷凍休眠

    可能性:將來或許有

    劇情:宇航員可以進入休眠水床,并自行設(shè)定喚醒時間。

    不僅僅是《星際穿越》,在諸如《異形》《深空失憶》等作品中,人類都用休眠來打發(fā)時間。

    技術(shù)上的人類低溫休眠,是指在極短的時間內(nèi),將人類冷凍到零下196攝氏度,讓細胞停止活動,無限期地延長人類的生命周期。不過,目前人類尚無法做到這一點,尤其是在0攝氏度到零下60攝氏度這個區(qū)間內(nèi),所產(chǎn)生的冰晶對人類細胞的破壞是致命的,而且水分的冷凍過程又會出現(xiàn)一個有悖于“熱脹冷縮”的“熱縮冷脹”的物理過程。

    但在不久的將來這可能會成為現(xiàn)實。國內(nèi)的醫(yī)院,已能將大腦放在零下33攝氏度的低溫下,讓患者冬眠再實施腦手術(shù)。最近,日本科學家發(fā)現(xiàn),一種水蛭在零下196攝氏度的液氮中依然能夠生存。這一發(fā)現(xiàn)可能有助于尋找冷凍保存人體器官的新方法。

    時間膨脹

    可能性:已驗證

    劇情:電影中,庫珀和女科學家布蘭德降落在繞著黑洞轉(zhuǎn)的星球上,星球上的1小時相當于地球上的7年。

    由于時間膨脹,《星際穿越》中的“堅韌”號船員衰老速度比地球上的人慢。這種現(xiàn)象符合愛因斯坦提出的理論。據(jù)愛因斯坦的理論,當人以接近光速的速度移動時,時間便會變慢。在地球上,科學家已經(jīng)通過實驗證明了這種理論。

    英國皇家天文學學會主席馬丁·巴斯托說:“這種現(xiàn)象已經(jīng)得到驗證。根據(jù)愛因斯坦提出的狹義相對論,以不同速度移動的物體經(jīng)歷的時間存在差異。例如,登上月球的宇航員移動速度超過地球上的任何人,他們的衰老速度略慢于地球上的任何人,但還沒有達到顯而易見的程度。不過,如果你的速度接近光速—很難實現(xiàn)—你便能注意到這種影響。當物體快速在宇宙中移動,我們也能看到這種現(xiàn)象?!?/p>

    中國科學院國家天文臺研究員、宇宙暗物質(zhì)暗能量團組首席科學家陳學雷認為,“不過電影中1小時抵7年屬于比較極端的情況,雖然有相關(guān)的理論依據(jù),但能否真正找到這樣的星球尚不知曉。”

    吸積盤

    可能性:確實有

    劇情:《星際穿越》的一個重大賣點是,在物理學家索恩指導下制作出了有史以來最好的黑洞模擬。除了黑色的部分之外,想必那個如同王冠般耀眼的環(huán)形結(jié)構(gòu)是大家最關(guān)注的。這是黑洞周圍的物質(zhì)在引力作用下落入黑洞的同時釋放引力勢能而產(chǎn)生的明亮結(jié)構(gòu)—吸積盤。

    近日,美國天文學家通過對76顆黑洞進行觀察和測量發(fā)現(xiàn),它們的磁場強度是地球磁場的1萬倍。

    活躍星系中心的超大質(zhì)量黑洞,通常會產(chǎn)生“噴流”。在噴流形成和吸積盤物理學中,磁場可能也起了關(guān)鍵性作用。科學家最近在銀河系中心黑洞附近發(fā)現(xiàn)了一個動態(tài)磁場,如果這種現(xiàn)象是普遍的,而且磁場能延伸到黑洞事件視界以外,吸積盤結(jié)構(gòu)就會受到顯著影響。

    科學家觀察到的超大質(zhì)量黑洞噴出的氣體證明了其磁場的強度。這些氣體噴射由磁場形成,并產(chǎn)生電磁波輻射。從黑洞噴射發(fā)出的電波輻射可以用來測量黑洞附近的磁場強度。

    這次的研究通過分析些數(shù)據(jù)后繪制出不同波長的電波輻射圖,然后根據(jù)不同輻射圖之間噴射特征的變化,計算出了黑洞附近的磁場強度。

    結(jié)果表明,黑洞的磁場強度和醫(yī)院里“核磁共振”(MRI)中的磁場強度差不多—大約是地球磁場的1萬倍。

    穿越星球

    可能性:只是時間問題

    劇情:《星際穿越》中有很多“腦洞大開”的情節(jié)。比如,他們進入一個全是水的星球,為了逃避如山川般的巨浪,他們飛離了星球。

    未來,我們真的可以離開地球,進行星際穿越嗎?天文學家說,目前,科學界認為,平行宇宙是存在的?!耙苍S,在另外一個星球,還生活著一個一模一樣的你,只是你自己沒有發(fā)現(xiàn)而已。”

    那么,未來我們可以到其他星球去生活嗎?中科院紫金山天文臺研究員王思潮說,答案是肯定的,只是時間問題?!安皇峭ㄟ^蟲洞穿越過去,而是乘坐宇宙飛船。當然,宇宙飛船的速度要達到光速以上?!?/p>

    小行星登陸計劃 ?神似《星際穿越》

    《星際穿越》其實有現(xiàn)實版。據(jù)國外媒體報道,美國宇航局將在下一個十年內(nèi)進行一項史無前例的空間探索計劃,對小行星進行捕獲并派遣宇航員登陸小行星進行探索,本項計劃將在本世紀20年代完成,為載人登陸火星做準備。除了穿越蟲洞進入黑洞內(nèi)部不可能實現(xiàn)外,小行星登陸計劃的各項細節(jié)和《星級穿越》的劇情有神似之處。

    首先:都有兩個計劃。《星際穿越》有兩個計劃,計劃A:使用超大空間站將人類帶離地球;計劃B是帶著受精卵,找到了宜居星球后開始培育繁衍;影片最后的艾德蒙斯星就是計劃B的實施地點。目前NASA也有兩種機器人小行星捕獲的選擇方案。計劃A:在自然軌道捕獲一顆小型的小行星;計劃B是從一顆大型的小行星上取回一塊巨石。NASA將在今年12月決定捕獲方案,并于明年初舉行“任務(wù)概念綜述”,這將進一步細化任務(wù)的設(shè)計。

    其次:都有三顆星?!缎请H穿越》探索了三顆星。到目前為止,NASA已經(jīng)確定了3個小型小行星和3個巨石概念的有效候選目標。NASA期望每年能夠確定1個或2個可成為有效任務(wù)目標的候選目標。3個有效的候選目標小行星是2009 BD、2011 MD和2013 EC20。3個用于巨石概念的有效小行星候選目標是絲川(Itokawa)、伯努(Bennu)和2008EV5。

    (本文轉(zhuǎn)自新浪科技,由于作者聯(lián)系方式不詳,請相關(guān)作者與本刊聯(lián)系,以便奉寄稿酬)endprint

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