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《星际穿越》科学解析

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正如罗胖说的,互联网时代讲究的是跨界,但是将科学研究,尤其是理论科学研究,更尤其是理论宇宙学的科学研究与电影结合起来,恐怕诺兰的新片Interstellar尚属首次,况且还结合的如此之完美,经典就这样产生了。虽然不同偏好的观影人对影片分歧很大,但这部才上映三天(原文发布于11月10日)的电影已经毫无悬念的载入史册。为了让大家更好的理解影片和出于对宇宙学的爱好,今天动笔写一篇文章来初略的解释下影片中的物理原理,水平有限,专家勿拍。

问题1:为什么Cooper乘坐的飞船要不停的旋转?

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飞船之所以在离开地球大层之后需要旋转是为了制造重力,这样 Cooper 和他的队员们就可以像在地球上面那样正常的生活,可以正常的喝水小便而不会有液体飞溅,此外演员们在3个小时的影片中也不需要假装飘来飘去。当物体绕着圆心旋转的时候,速度作为一个向量始终沿着圆形的切线方向不停的变化,宇宙飞船的外环会对物体(宇航员)形成一个向心的作用力,这个作用力就相当于提供了一个虚拟的重力。在影片的末尾我们看到土星轨道的大型空间站做成卷饼状也是同样的道理。由于向心力与物体到圆心的距离成正比(F = m * (omega^2) * r),越是靠近圆心,向心力就越小(重力越小),所以打飞的棒球很容易就飞到“头上”的建筑打碎玻璃了。

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