星际穿越的完全解析

理科生这样看：
黑洞为何能“吞噬”光

著名科普作家、中科院国家天文台客座研究员卞毓麟介绍，黑洞是科学家根据广义相对论做出的一个重要推测，1969年由美国物理学家约翰·惠勒命名。这个推测已被天文学观测证实。也就是说，黑洞是真实存在的，是宇宙中的一种天体。

其之所以称为“黑洞”，是因为无法用光或其他形式的电磁波观测它，任何发射到黑洞的光都会被吸收，而不会反射回来。这是什么原因呢？让我们从地球引力讲起。人在地面上向天空抛射一个物体，无论用多大力，物体速度有多快，总会掉落下来，这就是引力的作用。然而，当一个物体(如航天器)的飞行速度达到11.2公里/秒，就可以摆脱地球引力的束缚，飞离地球进入行星际空间，不再绕地球运行。这个脱离地球引力场的最小速度称为“第二宇宙速度”，也称“逃逸速度”，即逃逸地球引力场的最小速度。

每个天体的逃逸速度是不同的。比如，太阳的逃逸速度约为618公里/秒，也就是说，假如在太阳上发射航天器，它的速度至少须达到618公里/秒，才能脱离太阳的引力场。

那么黑洞的逃逸速度是多少呢？答案是：大于光速。宇宙中没有任何物体的速度超过光速。这表明，包括光在内的任何物质和辐射只要进入黑洞的“视界”(引力场的一个封闭边界)，都无法逃脱它的“魔爪”。因此，黑洞“黑”到了极致，人类根本无法直接观测。

然而，黑洞的存在有其蛛丝马迹。一种迹象，是附近星球的运行轨迹异常。因为黑洞的引力惊人，在其“视界”外附近的星球，势必受到明显影响。在《星际穿越》中，那颗巨浪像山一样的巨浪星，就处在黑洞附近，以至于许多观众吐槽说：明知这颗行星在黑洞附近，还要去探测它是否适合人类居住，难道未来人类的科学水平这么低吗？第二种迹象，是强烈的X射线源。宇宙中遍布气体、尘埃等星际物质，它们在即将进入黑洞“视界”时，会发出强烈的X射线。所以在宇宙中观测到异常的X射线源，就应该进一步分析后可能会判定那里是否存在黑洞。

接近黑洞奇点会发生什么

黑洞是怎么形成的？卞毓麟说，超大质量的恒星，其归宿是变成黑洞。像太阳这样的小质量恒星，最终会变成白矮星。质量较大的恒星最终会变成密度更大、引力更强的中子星。而超大质量恒星最终会形成引力超强的黑洞。

物理学家认为，在黑洞的中心存在奇点。它的密度无限大、引力场无限强、体积无限小。

目前，包括广义相对论、量子力学在内的所有科学理论都无法描述这个点，它是宇宙万物中最神秘的存在。

无怪乎，《星际穿越》 的编剧充分发挥想象力，设置了这一情节：因缺少奇点数据，老教授布兰德解不开一个引力方程，无法把地球上的人类送到太空中定居。最后，男主角库珀和机器人塔尔斯进入黑洞，拿到了奇点数据，使他的女儿解开方程，把人类移民到空间站。

不过，从科学角度分析这段情节，存在一些疑问。比如，人如果进入黑洞，能否平安到达奇点？引力源对物体产生引力，由于物体上各点到引力源距离不等，所以受到引力大小不同，从而产生引力差，对物体产生撕扯效果，这种引力差称为潮汐力。黑洞具有极其强大的引力场，当人头朝上，脚朝下垂直地落向黑洞，人的脚底受到的引力比头顶大很多，这种潮汐力导致人被拉长、撕碎，物理学界称之为“意大利面条化”。

但专家指出，据此质疑《星际穿越》的科学性，低估了这部影片的科学把关人——美国理论物理学家基普·索恩的水平。根据研究，黑洞可分为几类。微型黑洞由于尺度小、稳定性差，难以观测。稳定黑洞分为恒星级黑洞和超大质量黑洞。前者的质量一般是太阳质量的几倍到几十倍，后者的质量可高达太阳的几十万倍。如银河系中心存在质量相当于400万个太阳的黑洞。

恒星级黑洞在科幻作品中曝光率很高，“视界”内部密度极高，潮汐力惊人，人一旦坠入就会变成“意大利面条”。而超大质量黑洞的尺度很大，质量又集中于内核，其“视界”附近的潮汐力很微弱。影片中男主人公进入的黑洞，应该属于超大质量黑洞，因此穿过“视界”时没有被潮汐力扯断。当然，越接近超大质量黑洞的中心，人受到的潮汐力越大，如果没有未来人类为他开辟的五维时空，库珀的最终命运仍是变成“意大利面条”。

人类未来应移居哪里

卞毓麟说，当124岁的库珀苏醒后，他被告知人类已移居大型空间站，这个结尾很好，也值得现实生活中的我们思考：人类未来的生存空间是哪里？

随着人均寿命的延长，地球人口在不断增长。虽然增长幅度未来可能减小，但地球总有一天会人满为患、资源供不应求。多出来的那部分人可移居哪里？有人提出开发地球的地下空间，有人提出到海洋里建房居住，然而这些方案并不能从根本上解决问题，因为地下、海洋也面临人满为患、资源供不应求的问题。

卞毓麟认为，从长远看，移居太空势在必行。科学家们设想，在漫长的岁月中，人类可以陆续建造一批大型空间站，每个空间站可容纳10万以上人口。这些未来人类的太空定居点将从地球附近逐渐扩展到太阳系的远方。比如，太阳系的小行星带有丰富资源，人们能就地取材，繁衍更多、更遥远的空间站。

科幻作家、《三体》 作者刘慈欣也认为，人类未来应移居太空，拥抱“星舰文明”。为此，他构想了4个阶段。首先，是向月球移民。紧随月球移民之后，是在地球轨道上建立太空城。太空城是一个庞大的空壳结构，高度封闭，要承受内部大气压和自转产生的强大离心力，这对于材料和建设工艺都是巨大的挑战。太空城和月球移民有一共同特点，是“殖民地”距地球较近，这使“殖民地”可以部分或全部由地球的补给维持。但真正意义上的太空移民，必须建立起自给自足的生态系统。这种移民很可能从火星移民开始，生活在那里的人类必须实现资源自给自足。

刘慈欣认为，在更远方召唤人类的，是向太阳系外的星系移民。在太阳周围15光年范围内，有50多颗恒星。在人类掌握恒星际航行技术之前，飞船到达那些恒星需要漫长时间。因此，恒星间的移民等同于向飞船上移民，飞船本身就是移动的“殖民地”。永恒的星舰漂泊，可能成为人类文明的一种正常生存状态。

而文科生这样看：
首先，这部影片是科幻片，那就允许了导演的天马行空和观影者的无穷YY，但是通过百度后发现这部电影的科学指导是基普.索恩（可以维基百科下他，楼主也是维基的，那就不班门弄斧了），这就保证了在导演天马行空、异想天开的同时，最大限度的阐述其物理科学上的合理性，当然电影本身肯定是存在科学漏洞的，这些就交给科学大牛们了，对于我们这些影迷来说，这些就够了！
不多说，回到电影本身上来，从诺兰的《记忆碎片》、《盗梦空间》和现在的《星际穿越》有没发现他的烧脑电影都是在“时间维度”上做文章，而且正如之前网上说的那样，这部电影是在致敬《超时空接触》，因为电影的部分音乐都是《超时空》里面的，而且《超时空》里有个很重要的线索普及，就是女主发现外维度的事件都是以立体构造的形式展现，这个在影片后面有说。我不是理工科男，所以就不再去解释什么黑洞、虫洞、时间扭曲、重力异常、拉撒路、狄更.托马斯等这些，相信观众都做过不少功课，应该都有所了解。那么现在就以一个文科生的角度来剖析这部影片吧。

问题一：男主儿子作用
整部电影中，男主的儿子基本没怎么说话，但其作用很大，在家长会后男主和外公在家门口有说过这么一句“他们都忘了自己是谁，人类不是守望者，而是拓荒者”（原话忘了，大概就这意思），男主和他儿子就代表着人类的两种，拓荒者和守望者！ 之后的风暴里也说明了儿子的坚守。

问题二:男主和他儿子的感情
这么说吧，男主的儿子对男主还是感情很深的，而且是依靠。虽然在风暴里儿子说“把握养大的不是爸爸，而是外公”，但不可否认的是从20几年视频的录制可以证实儿子的确太深爱自己父亲，之所以说那句话是有两个暗示：一 在最后的视频里，儿子按照自己妻子的意见“Let it go”，潜意识接受了父亲死亡，二 是在男主走的时候他对自己儿子说了是守住共同的农场，但在儿子看来他只是许了一个没实现的承诺，所以这句话只是儿子对父亲那么多年没有履行承诺的斥责，也说明儿子是多么想父亲。

问题三：印度无人侦察机和收割机失灵
印度无人侦查机的出现是作用有三：一 解释背景，航天局已经解散10年时间；二 悬念男主身份（此时并没有亮明），高端科技男；三 暗示男主家附近有重力异常现象出现

问题四：家长会
男主参加的家长会也有四个含义：一 亮明男主身份，曾经是NASA高端宇航员；二 航天事业受到非议，甚至为了迎合群众而隐瞒阿波罗真相和修改课本，为后来拯救计划秘密进行托出大背景；三 男主的老婆死了，因为医院没有采用核磁共振（这点又是第二点的隐射）；四 男主的女儿是个不一般的人（事实证明很不一般）。

问题五：布兰德老教授的公式
且不说那个公式到底是什么理论，但如果解开那个公式会得到什么呢？我看很多解析都在说最后墨菲解出的答案就是老教授没有告诉世人的答案，其实不然。墨菲是得到了TARS在黑洞奇点的数据，而最终破解方程式得到启发，研究出反引力的空间站，而老教授其实知道的那个方程式的答案是基于时间不变的情况得到的，这个答案就是无法在太空建造出反引力的地方，也就无法把人类输送到新的星球。其实老教授知道他的这个答案肯定是有误差的，而纠正这个误差就是要获取奇点数据。还记得道尔在飞船上说，那12个人并不是每一个人都通过了虫洞，这句话的意思我觉得是当初的12个人是知道老教授的这个答案的，所以只有再找到宜居的星球，才能避免人类的灭亡。而真正穿过那个虫洞，传回数据的只有那3个人，其他的人呢？个人觉得有两种结局：1 没有穿过虫洞而是向外太空继续寻找，结局就是死的连渣渣都不剩了；2是穿过虫洞，进入了黑洞，这结局就不好说了，也许是死连片都不剩，也许是进入更高层次维度。
问题六：老教授觉得PlanB能实现么
PlanA压根就是不可能实现的，PlanB也不确定最终能否实现。一开始知道真相的教授真实目的就是执行PlanB，而实际上他本身对这PlanB能否实现也是怀疑态度的（后面教授第一在基地见到墨菲的话中有暗示“自己不确定女儿是死是活，但每次去录想说的话会让自己好过一点，支撑自己相信他们活着的是老头的信念”），光靠传回来的数据是没法判定哪个星球宜居的，但与其等死还不如让女儿去外面冒险一次，这就是老头不断重复那首诗的意思。

问题七：为什么他们是先去了米勒星球
影片有说是因为在那个星系里面，三个星球距离黑洞的远近顺序是米勒星球、曼恩和埃德蒙斯。而且从数据的传递来看，米勒是很可能宜居的。而他们从虫洞出来后，首先就会先利用黑洞的超强吸引力，登陆米勒星球，节省燃料。而米勒的重力是地球的130%，是距离那个黑洞最近的星球，所以就不难解释在那个星球上为什么会有那么大的巨浪，因为牵引力因素产生大规模潮汐。

问题八：布兰德女士为什么说米勒是在几分钟前才到达米勒星球
从百科知识我们知道，越接近黑洞，那么时间就会越扭曲，由此产生的时间差就会越大，米勒星球是1小时顶地球7年，而米勒这批人从地球出发是在10年前，也就是一个半小时不到，而从“永恒号”到这个星球需要一小时（原因是他们回到“永恒号”是23年后，也就是3小时之多，在米勒星球上他们排水是用了40多分钟，加上之前的时间也就是待了1小时左右，所以算上往返各需时间是1小时），所以可以推测出，米勒就是在他们到达星球的几分钟之前刚发的信号。需要注意的是，罗米丽老兄所在的“永恒号”所停留的位置时间维度和地球是一样的，因为罗米丽老兄胡子确实白了。

问题九：为什么优先选择曼恩而不是埃德蒙斯
好几个原因吧，首先是因为从信号上来看，埃德蒙斯信号已经断了，而曼恩信号还在继续，其次是因为曼恩是他们12个人当中最可牛掰的，所以东西是最可靠的，最后是因为在经过米勒星球的折腾，原来的燃料已经不可能支持他们在探险完埃德蒙斯星球后再次返回地球，而男主是想全家团聚的，还有就是从男主的心理来看，布兰德女士是有私心的，因为他的男人可能还在休眠，并没有OVER。综合原因，最后选择了曼恩。

问题十：曼恩为什么要杀死男主
首先曼恩想活“对人的思念是人类无法逾越的障碍”，再次曼恩是给了地球虚假的信息，而目的就是让地球上再派人过来，那么自己就可以回去，而如果发出来的信息是不宜居的，那么地球就不会派人过来，自己也就没法活下去了。曼恩星球的引力是地球的70%，所以有的冰川才会在半空中漂浮，女主从那么高的地方跳下去是不会崴到脚的，哈哈~~那曼恩知道男主会回去为什么还要杀他呢，而不一起回去呢？在美国是有英雄主义这么一说的，那么如果男主把曼恩的虚假告诉地球上的人后，他还能自信的活下去么？答案是不能的。所以他只有一个人回去然后去用一个谎言去圆另外一个谎言。而在飞船上说和布兰德女士共同完成任务，那只是他说说罢了。

问题十一：罗米莉为何会被炸死
因为那个机器人基普得到的数据是最真实的，而曼恩让那个机器人报废也是故意的，是为了掩饰自己的谎言（曼恩跟罗米丽说过不要让TARS进入KIPP的信息管理系统）。而在报废机器人的同时，曼恩设定了自毁程序（最后男主在修TARS的时候，TARS开的那个玩笑说明机器人是有自毁程序的），能让机器人恢复就只有人类的指纹才能解开（因为这就可以炸掉这个人类，都不用自己动手了），所以在罗米丽老兄摁下指纹的同时，就炸的干干净净。

问题十二：为什么男主要去追“永恒号”
很简单啊，燃料、物资都在永恒号上，光凭那个小飞船（还不是Ranger）就算返航，也不一定回的到地球上的。

问题十三：男主被吸进黑洞为何还没有撕碎
根据霍金的理论，别说进入了就算接近黑洞的人都会被黑洞的超引力给撕碎，但男主为何没死。我能说这是TM的主角光环么。但在基普索恩看来，对于黑洞我们都只是通过无穷多的数据来证实，但实际上黑洞到底怎样是无从得知的，所以基普索恩采用的是旋转kerr黑洞理论（百度去），最后男主还是活下来了，而且机器人TARS也活下来了。

问题十四：男主和TARS是在同一维度么
关于这个问题的答案，所有都说TARS和男主掉进了同一维度，原因无非就是因为他俩可以联系。但是我觉得他两应该不是在同一维度的，首先TARS掉进了五维空间（自己说的），是“他们”救了自己，这就说明TARS知道这个“他们”是怎样存在并怎样解救自己，其次男主得到的奇点数据是TARS传过来的，最后TARS是可以看得到男主那个维度的消失（男主后来问有没有成功，TARS回答说是成功了，因为他看到男主所在的那个维度正在消失）那么TARS应该是比男主更高维度，最后男主是在太空中被发现的，而TARS是在火星被发现的，那么他们不是一起从虫洞出来的，那TARS跟男主就很有可能不在同一维度的，在不同时间维度消失。个人推测男主应该是在第四维度+时间的维度上，因为第四维度按科学大牛的解释是超自由维度，就不可能以坐标的形式来表示低维度的时间概念。我们这样假设，维度与维度之间交流是需要介质的，这也就是为什么高维度的“他们”没法直接把信息传递出来，那么男主和TARS实际上就充当了介质的作用，而男主把本维度信息给更低层次的女儿是通过手表的形式，而女儿房间的维度应该是第三维度+时间，所以他女儿在房间里就能感觉到幽灵的存在。因为男主所在的那个维度时间是已经被黑洞压缩了的，所以他能看到女儿房间的任何一个时间点。而TARS和男主是一起掉进黑洞的，所以在时间压缩上TARS和男主所在的维度时间应该是一致的，或者有差异但基本可忽略不计。所以男主能和TARS交流起来没有时间差。而男主之所以能和TARS联系是因为，TARS本身是具有信息分析能力（这就是为什么男主开始提议让TARS进入黑洞），就好像我们和蚂蚁，他们是能听到我们的声音的，但并不知道我们在说些什么，而同样的道理女主的第三维度+时间的房间和平常的人类是没有任何差异的，所以第几维度+时间的层次与第几维度里是几乎一致的。所以男主才能愉快的和TARS交流。

问题十五：男主传递信息为什么是用手指弹那页纸
在《超时空》中，时间概念在高维度里是用具体实物坐标来表示的，这个影片中布兰德女士在飞船上也说了。所以秒针（就是1秒）对应的坐标就是那页纸，在第四维度+时间的层次洞那张纸就是秒针的摆动。

问题十六：墨菲为何能淡定的拿着秒表在动的手表在写
第四维度+时间层次是经过时间扭曲的，那么男主弹纸张在手表上来看是有持续性的，那么为何在男主给女儿手表的时候，手表是正常的？有没发现，男主在传递信息的时候是选择的哪个房间？没错，男主选房间的时候就是男主已经走了，墨菲从地上把手表捡起来，放在书架上的那个阶段，也就是说从那之后，手表就一直在传递男主的信息。事实也是中年的墨菲从盒子里拿手表的时候，手表也是在不断跳动，但那时候墨菲没注意到。

问题十七：男主为何一直强调“他们”就是“我们”
因为在奇点附近，TARS那个维度的他们其实就是人类自己，只不过是在不同维度的存在，而由于时间的扭曲，所以那个维度的“他们”是知道地球上即将发生的所有事情，而出于这种“同根生”的情感，“他们”就在太空放那么一个虫洞，“他们”把信息让TARS传递出去。而这最终也会归到一个循环，万物结束皆是开始。

问题十八：男主留下“stay”的含义
首先男主留下“stay”是让女儿留住自己，因为所有的一切都只是徒劳，最终都会死去，与其这样还不如和自己的女儿团聚在一起，面对死亡。而TARS却说“他们带我们过来不是让我们改变世界”，这一方面从侧面说明了TARS是比男主更高维度的，另一方面是那个维度的“他们“知道地球是没法拯救的，而是在地球毁灭的同时怎样把人类迁移出去。

问题十九：男主被虫洞甩出的时候，为何恰巧就获救了
还是时间压缩问题，其实那时候墨菲已经根据理论创建了太空站，所以墨菲那时候已经老的不行了，而男主因为时间压缩所以容颜没变，已过百年。

问题二十：墨菲为何那么确定布兰德女士没有死去
因为墨菲已经和布兰德取得了联系。因为女儿没有100%把握，会让自己的父亲去送死么，哪怕他这个年龄已经是120多岁了，和这个世界格格不入，她也不会让父亲送死的，原因只有一个，墨菲确定布兰德还活着，而且她通过公式的研究也推算出那个星球是宜居的。因为在开始埃德蒙斯星球的信号是断了的，那么在排除两个都没有生命迹象的星球外，只剩下埃德蒙斯星球，所以如果埃德蒙斯的信号又传出来，不就足以证明布兰德还活着么！所以，墨菲是肯定是重新收到了埃德蒙斯星球的信息。

问题二十一：布兰德那个镜头是说布兰德刚那个星球么
布兰德那个镜头是分割镜头，也就是说那个镜头中呈现的布兰德可能是很多年前的布兰德或者说是在男主掉进黑洞的那刹那发生的事情。从物理学的角度来说，越接近黑洞，那么时间就扭曲的越为严重，也就相对越慢，而在三个星球中，米勒星球是最接近黑洞的，而那一小时顶地球7年，其次是曼恩星球，那里白天晚上各六十七个小时，也就是24小时对134个小时，这么推算的话，实际上在埃德蒙斯星球上，时间是和地球时间是差不多的，就算有差别也不会很大。其次，墨菲跟男主说布兰德需要休眠了，那么如果是时间扭曲的话，她压根就不需要休眠，因为地球哪怕n多年对于她也就那么分分钟啊，所以这点也证明埃德蒙斯星球上的时间是和地球时间相对一致的。所以，布兰德那个镜头只是分镜头而已，是在布兰德刚登上那个星球的体现，而这个事件的发生是在至少30年之前的，只是导演在片尾呈现罢了。

问题二十二：布兰德的男友是死了么
答案是肯定的，因为我上面已经说了，埃德蒙斯星球时间是类似地球时间的，那么人就会老死去，不管那个星球上是怎样的宜居，他毕竟是老死了。为什么没有休眠？最后的飞船殘核说明她男友着落没那么温柔，而她背后的灯光说明什么，只能说明她男友曾经生活过，而并不是已经携带受精卵的，因为第一批来的12个人是没有携带受精卵的。而布兰德很幸运，因为机器人kais都能正确运作，所以她是能继续存活下去并且携带的受精卵能万层PlanB。

问题二十三：结局会是完美的么
这个当然是仁者见仁智者见智了，都可以想像，但我觉得不乐观，还是说的那个原因，埃德蒙斯星球时间相对一致，所以布兰德实际上是正常60几岁的容颜（如果不休眠的话），而如果考虑休眠时间的话，那么见到布兰德的时候年纪应该和男主差不多。

问题二十四：干嘛那么费劲，万一开始他们就去了埃德蒙斯星球呢
这个情况不存在，前面已经说了，在另一个维度，“他们”是知道地球上的所有事情，如果开始男主就直奔埃德蒙斯星球了，那么就不会有提示，就不会发现NASA的坐标，也就不会执行这个计划，也就不会去什么星球，那么这些都是不存在的，最终又是一个循环，往而复始。

问题二十五：TARS是修好了么
个人觉得不是，男主修好的那个机器人已经不再是TARS了，因为TARS是见过第五维度的“人类”，而最终却是因为被五维度的“他们”通过虫洞回到太阳，再次，在那个太空站的反重力世界里，机器人问男主以前的世界是这样的么，男主回答至少没现在那么清澈，这里可以断定这个机器人应该不是以前的TARS了，或者说这个TARS是失去原来的记忆了。

问题二十六：片头的时候为何两次强调4月15日这个时间
纯个人观点，415是数学123黑洞数字:数字中偶数个数是1个，奇数是2个，总数是3个，这就是123黑洞，所有的数字按这个逻辑都会归到123.我们可以说那417、419都OK啊。