[ 雷] 星際效應Kip Thorne本人Q&A回答

[kyle5241 (kyle)]

今天我們學校大禮堂有免費播放星際效應的活動

一開始就看到一堆人在外面拿書給Prof Kip Thorne 簽名
照片：（等我以後記得上傳）
http://i.imgur.com/0FS2UJt.jpg

當然我們學校書店本身就有賣一本25美元且上面有Kip Thorne簽名的
the Science of the intersteller

進去後再第五排剛好找到認識的朋友就坐下
http://i.imgur.com/muOURBL.jpg
剛好她有買那本身書
我借來很快的翻一下
結果電影裡面大部分的問題真的都要討論到
http://i.imgur.com/X1vVTXg.jpg

牆上有加州理工校徽
http://i.imgur.com/FGqNZy8.jpg

七點了，結果Kip 先走出來
http://i.imgur.com/oaH51vM.jpg
講講這部片排片的過程
什麼20年前他就想拍了
結果找了史蒂芬史匹博
然後他又不想拍之類的
http://i.imgur.com/299PDvJ.jpg
之後總算找到諾蘭接手
接著他秀了一段花序講這部片是怎麼拍攝的
他還說諾蘭用了全面啟動動畫摸擬的電腦來做這部電盼的模擬
http://i.imgur.com/Vxbpaqx.jpg

接下來電影就開始了
這是我第二次看
第一次其實也是免費看的
因為我們宿舍的team拿到宿舍的南瓜雕刻比賽冠軍
所以就獲得學校給的imax免費首映電影票
那時候還記得整個imax廳一半被我們學校包了起來

電影看完後就是真的重頭戲
http://i.imgur.com/m5OrleP.jpg
Kip Thorne 親自用投影片解說電影內的科學
http://i.imgur.com/ur4LW6x.jpg
http://i.imgur.com/FbeNtJk.jpg
首先他先介紹第五空間
http://i.imgur.com/AQWSaZ3.jpg
影片中地球和那個黑洞的距離是100億光年
可是他說只要往第五個維度伸出一點點
距離就會變一半
所以只要超出幾公分
地球和黑洞的距離就跟地球到太陽的距離一樣了
這大概是為啥cooper離開第五空間後可以變到地球附近之類的原因
（以上這我自己猜的）
教授說這是整部電影最重要的基礎
既向第五度空間凸出來的蟲洞距離短到可以讓時空旅行成真

接下來講蟲洞，講它怎麼摸擬然後看起來多真實之類的
http://i.imgur.com/ywdPNqE.jpg
http://i.imgur.com/8Ip7WBm.jpg
蟲洞不太可能存在，因為維持蟲洞的r穩定需要負能量
在很小的空間或是很短的時間內，因為量子漲落（或是測不準原理）
負能量是可以出現的
但這表示蟲洞只能出現在很短的時間或是很小的尺度
這麼大的蟲洞應該是不太可能的
不過跟星際旅行比起來，其實這還蠻可能的
http://i.imgur.com/XWQhsee.jpg

接下來講黑洞
http://i.imgur.com/PSuyDua.jpg
因為重力透鏡效應
黑洞後面的disk發出的光會從黑洞上面和下面跑到你眼睛
http://i.imgur.com/uQGx0XU.jpg
所以這是為什麼黑洞看起來上面和下面都有個disk環
http://i.imgur.com/AKbF1U7.jpg
接下來還要再加上都卜勒效應
（因為disk在轉）
所以disk一邊看起來藍藍的，一邊紅紅的
http://i.imgur.com/z7dAM7E.jpg
再考慮都卜勒強度效應
藍藍的看起來特別亮，紅的特別暗
當諾藍看完模擬後，他說：我覺得還是把都卜勒效應去掉好了
http://i.imgur.com/fvcPFqO.jpg
所以電影裡的黑洞的影像並不完全真實，要不然可能會有點不好看

電影中miller'plant非常靠近事件地平面
（所以一小時等於地球七年非常合理）
為了讓這個行星穩定存在
黑洞必須要轉的非常快
http://i.imgur.com/gXBMB3U.jpg
連帶的產生巨大的潮汐力
所以會有大浪
kip說他對諾蘭的黑洞只有一個要求
以前的科幻電影裡太空船掉入黑洞後
往往會出現撒旦的臉之類的東西
他只要求掉入黑洞的不要有任何宗教暗示的東西出現
而諾蘭也做到了

接下來他講了黑板上的方程式
http://i.imgur.com/BBkOAY6.jpg
以及電影中教授要解的"場"
http://i.imgur.com/3zlhg4a.jpg
這個你們應該都不懂所以就不提了
不過你們可以上官網
他們有把所有的方程式放上去

接下來講太空船掉進黑洞的過程
http://i.imgur.com/VrlsnaH.jpg
他說在黑洞地平面內還可以看到外面的星星真的很真實
這個黑洞有三種不同的奇異點（singularity）
http://i.imgur.com/6AlMLJT.jpg
（某方面解釋為什麼太空船沒有被潮汐力撕碎）
最後cooper掉到tesseract去
tesseract是四維的立方體
http://i.imgur.com/5TxPetZ.jpg
這個四維的立方體有八個"三維面"，也就是立方體

cooper是在這個四維立方體的一個"立方面"上
他的女兒在另外一個立方面

他往上看可以看到他女兒的頭
往下看可以看到他女兒的腳
往左看可以看到他女兒的左邊，往右可以看到右邊
http://i.imgur.com/rwRDnOM.jpg

最簡單表現這種影象的方法
是在cooper本身處在的四維面上（也就是他所存在的立方體）
在他的立方體上下左右前後各放一個他女兒存在的立方體
http://i.imgur.com/AGjj3Bb.jpg
在電影中
諾蘭把那個立方體給稍微縮小了
立方體間用線接起來
http://i.imgur.com/6lo4lYr.jpg

諾蘭電影裡的規則
http://i.imgur.com/Wy29QrF.jpg
1、三維物體和場不可以有時間倒轉
2、五維空間中的重力可以把訊息帶到過去

http://i.imgur.com/lfl9hiz.jpg
接下來教授提供了Q&A
Q：為什麼停留在miller 軌道外的太空船沒有time dilation
A：那個母船停在木星距離的軌道，其時間膨脹僅10%
   miller星所在的地方靠近地球距離軌道，也就是地平面附近
   時間延遲幾乎無限大

Q：為什麼那個女兒的手表可以一直動？
A：那可能是五度空間人提供的一個工具可以一直讓它replay，我只能說是magic

Q：最後燃料不夠要怎麼到第三個行星？
A：要到那個行星，要加速度光速的幾分之一
   以我們的科技是永遠做不到的，就算你的雙星系統
   可以一直不斷的做slingshot（藉星體彈弓加速）也做不到
   但是如果你有黑洞雙星系統的話就可以
   諾蘭原本有放黑洞雙星系統來解釋
   但是他想說觀眾看了會昏倒吧～所以就算了
   取而代之的是不斷的在台詞中講到slingshot
   講的就是說那個大質量黑洞其實還有一個中質量黑洞繞著他轉
   （請買我的書～裡面的說明，笑～）

Q：為什麼訊息只能從地球傳到太空船，倒過來不行？（我親自問的）
A：我想應該是relay station（訊號轉傳站）出了點問題。在蟲洞靠近地球的那端
   訊號轉傳是正常的，可是在靠近黑洞那端壞了無法把訊號轉傳進蟲洞

Q：為什麼掉進黑洞時太空船會被一堆東西打到？
A：因為本來就有一堆東西一直掉到黑洞裡去
   太空船因為有初速，往內掉的速度會比較快
   所以會撞到那些東西

Q：解開反重力方程式能夠幹麻？
A：可能可以控制重力，比如說把地球的重力場關掉一個小時
   所以人類才得以在太空建立太空站之類的

還有其它的問題我可能忘了
可以提醒我還有哪些問題沒有回答到

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 131.215.7.192
※ 文章網址: http://www.ptt.cc/bbs/movie/M.1417507545.A.36A.html
推 flysonics: 所以太空船沒有被黑洞撕碎是真的可能的?! 看來版上一
→ flysonics: 堆人酸錯點了...
其實連裸奇異點都是有可能的
就看你怎麼設計那個黑洞
本片中的黑洞是超高速旋轉黑洞
推 Ianthegood: 推
推 bibby0414: 推，真的很有趣
推 Mariah: Caltech，真強者
推 Mei5566: 推頹腿退!!
推 NAMESTANLY: 手錶那個 果然只能這樣解釋= =
※ 編輯: kyle5241 (131.215.7.192), 12/02/2014 16:54:43
推 NANJO1569: 不知道有沒有人在現場錄影?真想看kip的答客問~
→ NANJO1569: 想看原po的照片~~~QQ
推 notfound0407: 推推推~
推 NANJO1569: 想看電影中的四維立方體(8個立方面)的設計草圖
→ NANJO1569: Kip教授的書有沒有相關的圖解??
→ kyle5241: 應該有只是我不想買就是了
推 stevetroy: 推專業&幸運看免費兩次
推 kevabc1: 原po超級強者!!!!
推 oasvoke: 很好奇原po是什麼學校，能請kip來講專業知識…
→ oasvoke: 想必應該是頂尖的吧
推 perigee: 原PO就是加州理工學院的呀  Kip是caltech教授
推 afirstkiss: 好棒好羨慕喔
推 sheldon1992: 原po真強者，看ptt長知識
推 darkiori: 猛爆了= =
推 NANJO1569: 呼叫alljerry04大，請問kip的書有沒有立方體圖解呢?QQ
推 TaiwanSpirit: 推!
推 kimimskimi: 好強啊!
推 Portland: 強！
推 waspie: 能聽本人講解好幸福啊!!!
推 lynn1130: 超專業推@@!!
推 Bjergsen: 聽kip一席話，勝讀鍵盤理論
推 bill09232002: 看得我都想買書了 原po太幸福啦!!!
推 hlsu3a82k7: 先跪了
推 perigee: 四維立方體 tesseract：http://youtu.be/BVo2igbFSPE
推 luvfilm: 感謝原PO!!! 好感動的分享！
推 littlekame: 感謝分享
→ NANJO1569: soga 展開的四維立方體~~~
推 DDD: 之前movie版那些說電影有問題的強者跑去那裡了？？
推 dannywhat: 推推推
推 ezramiller: http://ppt.cc/9Vbo
推 wtsph: " 這個你們應該都不懂所以就不提了 ",好霸氣!!!!
推 diru: 推強者
推 mypapillon: 太強了.....看不太懂
推 NakedSnake: 之前還有人說本片漏洞百出 只有文組才會覺得好看XD
推 mashmabo: 鍵盤強者吧
推 akila08539: 推!!看原po文長知識!
推 alljerry04: 真的推薦書 ><
→ alljerry04: 羨慕有簽名
推 SQUAD12345: 他有PO  BUG文的鄉民懂物理嗎
推 Enicku: 文組的我真的覺得超好看~~~~~~~~ 推推！
推 gloria820826: caltech好猛
推 alljerry04: http://i.imgur.com/YVCk1p4.jpg 大家要的圖
推 krara: 這本書未來台灣買得到嗎QQ
→ alljerry04: 有啊，博客來有進喔，可是是原文
推 NANJO1569: 好想要基普教授的簽名書~~~〒△〒
推 linkcat: 這比某人的Q&A有價值多了
推 liday5108: 看的頭好暈啊 推
※ 編輯: kyle5241 (131.215.220.163), 12/03/2014 00:17:05
※ 編輯: kyle5241 (131.215.220.163), 12/03/2014 00:21:50
推 alljerry04: 各種羨慕！
→ alljerry04: 還有人拿 Endurance 的軍章！
推 cloudsub: 結果導演威能都用在沒酸到的地方
※ 編輯: kyle5241 (131.215.220.163), 12/03/2014 00:29:16
推 NANJO1569: 推現場照片片~~~~><
※ 編輯: kyle5241 (131.215.220.163), 12/03/2014 00:38:04
※ 編輯: kyle5241 (131.215.220.163), 12/03/2014 00:44:15
推 alljerry04: 再推一次
推 keny80206: 專業推
推 chiyun1994: 推真強者
推 newest: 跪強者
推 LINPINPARK: 強強強 解答到很多
推 wtsph: 請問原PO，Science of interstellar算圖文並茂還是像教科書
科學部分圖很多
但是第一章講kip怎麼產生intersteller到最後怎麼找到導演來拍的部分
剛剛看了一下還蠻精彩的
推 alljerry04: 科學書圖片不少
推 alljerry04:  http://i.imgur.com/oYgiWH4.jpg
→ alljerry04:  http://i.imgur.com/dcLmcQV.jpg
推 cgmagic7: 太強大了 搞得我都想買書來讀了XDD
推 dullish: 居然是Caltech! 太令人羨慕了！
推 keroro0929: 已下訂!!!
推 ab5873: 我媽問我為什麼跪著看電腦....
推 med5566: 想問為何近距離靠近黑洞，卻不會因黑洞的強大g力導致血
→ med5566: 管爆裂呢
自由落體的g力是0吧～
你講的應該是指潮汐力
即頭和腳受到的重力不一樣導致身體覺得被上下拉扯
不過你如果水平的掉進去應該就沒有這些問題
另外這些潮汐力跟大氣壓力比算很小吧...
要讓血管爆裂說實在的不太可能
當然如果身體承受的潮汐力超過1G
血液要從腳往上流就會困難超過一倍
對心臟是個負擔
推 Loverukawa: 這部片真的引發很多人對物理和天文的熱情~推
※ 編輯: kyle5241 (131.215.107.226), 12/03/2014 10:27:31
推 yu830913: 希望書會有翻譯
推 realdt: 專業文～
推 sixx: 明明就是Walter White (誤) XDDDD
推 playgame555: Caltech 快拜阿阿阿阿阿!!!!
※ 編輯: kyle5241 (131.215.107.226), 12/03/2014 11:34:42
推 fakeMaskRide: 太酷了，原PO超強
推 md1011: 大推!!!!
※ 編輯: kyle5241 (131.215.107.226), 12/03/2014 12:08:24
推 pjon: 完全打臉到，某人看完霍金"時間簡史"，所發表自以為的言論。
推 lacoste1113: 看完只能說，酸民半吊子不是錯，出來丟人就自作孽了
推 ponguy: 有沒有南瓜雕刻冠軍的照片
http://i.imgur.com/iUJ4z3b.jpg
→ lpbrother: 這太強了有神快敗
推 DreamHssH: 推講解!
→ sunev: 有提到roche limit的問題嗎？
→ LPJ723: 奇幻小說大家看很爽覺得很合理,有根據的科學反而沒人信
→ LPJ723: 這世界的典型寫照..
推 nanakosun: 推推, 謝謝原po分享
→ LPJ723: 不過訊息傳遞那個QA有點意外... 本想應該有個理由 Orz
→ alljerry04: 就電影有需要作弊的地方 XD
推 juniorpenny: 趕快推文，不然別人會以為我看不懂
→ calvin301301: 問一下 這些算是有根據的科學嗎?
→ calvin301301: 印象這些都還只是科學家中 比較認可的推測而已
→ calvin301301: 應該是說 到底有哪些是真的確認的科學 哪些是推測
推 AQUANGEL: 現今所有對黑洞的科學  基本上都算是準確的推測
→ AQUANGEL: 人類還沒有能力能把黑洞理論變成定律
推 alljerry04: 書中章節會標示哪些是事實，哪些基於理論推測或者是
→ alljerry04: 或者是猜測喔 XD
→ calvin301301: 但蟲洞基本上應該完全就是人類腦補的東西了吧
基本上數學解是存在的
這就表示只要滿足數學解所需要的條件就可以存在
只是那個條件要滿足難度很高
不過有人考慮用弦論中的超級巨大弦來做蟲洞
至於存不存在
說實在的就算存在我們現在的科技也看不到
在宇宙中各種情況都有可能發生的
所以期待兩個超大質量黑洞互相旋轉也是有可能的
推 AQUANGEL: 蟲洞是在現今有的科學證據下推論出來的  你要說腦補也可
→ AQUANGEL: 那所有的太空科學基本上都是腦補
→ AQUANGEL: 推論出蟲洞或算出黑洞  你知道用的方式有多複雜嗎
→ AQUANGEL: 其實所有的偉大科學創舉都源自於腦補
→ AQUANGEL: 就像以前中世紀認為太陽是繞著地球轉
→ AQUANGEL: 哥白尼就用觀察 推算 腦補認為其實是地球繞著太陽轉
推 ilikegoodgod: 想請問，電影前往第一個行星，我之前一直以為是那
→ ilikegoodgod: 個行星重力太大，所以時間延遲才如此嚴重。現在知道
→ ilikegoodgod: 是那個行星就在黑洞視界旁的關係。不過在視界旁，
→ ilikegoodgod: 行星能夠保存大氣與液態水，不會被黑洞強大的引力吸
→ ilikegoodgod: 到散失嗎？
行星繞著黑洞轉
本身就是一直在做自由落體了
基本上你應該感受不到任何的力
唯一能夠真正感受到的是潮汐力
那個行星的引力沒記錯的話是地球的兩倍

你必須要記得要有這麼大的時間延遲
miller星幾乎就在事件地平面旁邊
潮汐力正比於M/R^3
那個行星靠近地平面
對黑洞來說M正比於R
所以潮汐力正比於M^-2
黑洞質量越大，潮汐力就越小
所以黑洞越大，那個星球反而越容易存在
以此推算
電影中的黑洞至少要一億個太陽質量

另外電影中的黑洞幾乎以最高速旋轉
在快的話最外圍的旋轉速度會超過光速
整個黑洞就會毀掉
這是為什麼miller 星在那個軌道很穩定的原因
因為黑洞不想再增加它的角動量
所以會想把miller星甩開

推 cloudworld: 推
※ 編輯: kyle5241 (131.215.220.161), 12/03/2014 23:08:14
※ 編輯: kyle5241 (131.215.7.192), 12/03/2014 23:21:48
推 ctp811095: 推
推 iamjimchen: 朝聖推
推 yoliyoli: 朝聖推...感動啊...!!
推 punkgirlmix: 好強大 好想買書來看
推 vorfeed01: 我只有一個問題，脫離地球大時是用多級火箭，但是脫離
→ vorfeed01: 海嘯星竟然用登陸艇就能脫離?
→ vorfeed01: *脫離地球大氣層
推 NovaShin: 用多級火箭只是為了減少燃料損耗~~我猜的拉
推 solidworker: 朝聖推 好猛
※ 編輯: kyle5241 (131.215.107.226), 12/04/2014 02:40:06
推 PARLARE: 推!
※ 編輯: kyle5241 (131.215.107.226), 12/04/2014 07:12:43
※ 編輯: kyle5241 (131.215.107.226), 12/04/2014 07:43:58
推 ff801911: 推!
推 clemens22: 這種好文怎能不推
推 movingroovin: Caltech好猛@@
推 heidi223344: 推～～～
推 yoyostar1990: 太強了
推 junhang: 朝聖推  已經考慮買原文書了...
推 onininon: 推
推 kokl321: 跪了  完全打一堆酸宅的臉
推 roccqqck: 朝聖b96物理神人
→ junhang: 不好意思  突然想到一個問題 在黑洞旁邊的星球上的亮度
→ junhang: 是靠著黑洞在吸引別的星球所發出巨大亮光來維生的嗎(?)
→ junhang: 能像類似太陽的功能嗎??
應該只是靠黑洞旁的那個disk在陷進黑洞時損失重力位能所釋出的光
雖然黑洞看不到，但是黑洞旁的disk其實是可以看到的
但那畢竟也不是核融合反應，否則miller應該像水星一樣烤焦了
推 USEZIGGS: 謝謝原po
推 jojo2002: 太猛了
推 adairchang: gosh...現在尖端科學距離平民理解的距離太遠了.....
推 daniel0922: 推
推 a7818239: 推
推 womantalk: 哭了
推 homesa: 感謝分享!!!長知識阿~~
※ 編輯: kyle5241 (131.215.107.226), 12/05/2014 01:40:55
推 koala2010: 推
※ 編輯: kyle5241 (131.215.220.163), 12/05/2014 10:59:51
推 battlewind: 太強大 現在才看到
推 seadog007: 太強啦~~
推 fishercat: 一定要推的啊！！！
推 amoya: 推推
推 lake00485: 路過推
推 controlgogo: 推，厲害+羨慕
推 Ahsoy: 大推專業好文！！！太強大了
推 dai771224: 大推啊!
推 louis925: 大推! 羨慕啊~!
推 jiejar: 朝聖推!!!
推 x6858168: 太強大了 淚推
推 sdf88523: 大大可以代購有簽名的書嗎
推 Wujidadi: 大推！原PO強大啊！
推 kh2632: 推
推 ponguy: 補充的寫得也很淺白
推 longerlink: 推！！！！！
推 Sangheili: 太猛了
推 NwVanilla: !!
推 thumba87295: 推專業文!!!
推 mn228426: Cal Tech....
推 lioukiki1: 只能跪著推
推 shorty696820: 跪著推文
推 dirklin: 太猛了，不推不行
→ star513020: 羨慕推
推 saturnzl: 推推
推 ajosidan123: 推!!!
推 heioppp: 推
推 sli: 謝謝你的第一手資料!!!太詳細!!!!
推 kasegawa: 天啊這不推不行啊~!!
推 Rock0930: 朝聖推！！！
推 tzuchun0214: 好文爆
推 jty02: 推！！
推 elle123: 朝聖推 謝解答第四題~~
推 knsmike: 推推!大大是什麼系的啊?
推 ydoon: 我有一個最大的疑問想問原po，為什麼4維空間是3維空間+時
→ ydoon: 間呢？為什麼是時間而不是某一維度的空間或其他東西呢？
推 TeenagerKing: 太猛了，先推
推 Crusade0099: 膜拜～
推 utn875: 朝聖推
推 lowrance: 朝聖推
推 GBEarthMan: 只能推!!
推 jeromeshih: 推分享內容
推 devidevi: 推
推 Segaller: 這個太猛了..  推
推 jh020806: 爬文爬到 朝聖推
推 tw88: 朝聖....好精采....好愛這片!!!             南瓜也很厲害..
推 dvd4120: 猛！
推 kevin1558: 推啊
推 xxhsuval    : 今天看了重映，推個
推 complexomic : 2020.10.19看完後爬文推一個
推 smalldata   : 朝聖
推 willyer     : 朝聖！