星際穿越講座課件

《星際穿越》科普講座——星際穿越講座1《星際穿越》科普講座——星際穿越講座1星際穿越

主要講述在不遠(yuǎn)的未來，隨著地球自然環(huán)境的惡化，人類面臨著無法生存的威脅。這時(shí)科學(xué)家們在太陽系中的土星附近發(fā)現(xiàn)了一個(gè)蟲洞，通過它可以打破人類的能力限制，到更遙遠(yuǎn)外太空尋找延續(xù)生命希望的機(jī)會(huì)。一個(gè)探險(xiǎn)小組通過這個(gè)蟲洞穿越到太陽系之外，他們的目標(biāo)是找到一顆適合人類移民的星球。在一艘名叫做“拉撒路”的飛船上，探險(xiǎn)隊(duì)員著面臨著前所未有，人類思想前所未及的巨大挑戰(zhàn)。星際穿越講座2星際穿越主要講述在不遠(yuǎn)的未來，隨著地球自然環(huán)境的角色介紹庫珀|演員馬修·麥康納庫伯是一名前NASA宇航員，也是一名工程師。人類文明危在旦夕，每天只是在種植食物、吃飯喝水中度過，不再進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造，不需要工程師，庫伯沒有工作可做，沒有新創(chuàng)意的誕生。庫伯也是一個(gè)農(nóng)夫，有兩個(gè)孩子。有一天，一個(gè)空前偉大的冒險(xiǎn)機(jī)會(huì)來敲門，他能重拾夢想回到宇航員的位置，但對于庫伯來說，當(dāng)這個(gè)他曾痛苦放棄的夢想又回來，他卻需要付出離開家庭的代價(jià)去追逐夢想；而且，他甚至不知道哪天才能結(jié)束冒險(xiǎn)回家，就連能不能回來都是個(gè)問題。星際穿越講座3角色介紹庫珀|演員馬修·麥康納星際穿越講座3角色介紹艾米莉亞|演員安妮·海瑟薇女科學(xué)家，與庫伯及其他兩位科學(xué)家、兩個(gè)機(jī)器人一同出發(fā)，穿越蟲洞到另一個(gè)空間去探尋三個(gè)最有可能居住的星球，也面臨著有去無回的險(xiǎn)境。星際穿越講座4角色介紹艾米莉亞|演員安妮·海瑟薇星際穿越講座4角色介紹墨菲|演員杰西卡·查斯坦庫伯深愛的女兒，也一樣喜歡科學(xué)，熱愛探索，庫伯要離開她展開探索，在不同時(shí)空的父女二人被一個(gè)特殊物件所連接，她長大成人后，也成為了美國太空總署的科學(xué)家。星際穿越講座5角色介紹墨菲|演員杰西卡·查斯坦星際穿越講座5角色介紹布蘭德教授|演員邁克爾·凱恩艾米莉亞的父親，他率領(lǐng)的頂尖團(tuán)隊(duì)部署星際之旅，去太陽系外尋找可以居住的星球。星際穿越講座6角色介紹布蘭德教授|演員邁克爾·凱恩星際穿越講座6星際穿越講座7星際穿越講座7《星際穿越》電影截圖庫珀的離開星際穿越講座8《星際穿越》電影截圖庫珀的離開星際穿越講座8遇到蟲洞星際穿越講座9遇到蟲洞星際穿越講座9到達(dá)米勒星球（巨浪星）-23年后星際穿越講座10到達(dá)米勒星球（巨浪星）-23年后星際穿越講座10到達(dá)米勒星球（巨浪星）-23年后星際穿越講座11到達(dá)米勒星球（巨浪星）-23年后星際穿越講座11到達(dá)曼恩星球（受凍星）-67年后星際穿越講座12到達(dá)曼恩星球（受凍星）-67年后星際穿越講座12回到地球星際穿越講座13回到地球星際穿越講座13

《星際穿越》中的科學(xué)（一）黑洞（二）蟲洞（三）休眠（四）五維空間星際穿越講座14

《星際穿越》中的科學(xué)（一）黑洞星際穿越講座14（一）黑洞

黑洞不是一個(gè)黑窟窿，而是一種密度極大的天體。從目前的研究成果看，黑洞一般由質(zhì)量足夠大的恒星在“燃料”耗盡而“死亡”后，在自身引力作用下發(fā)生收縮，半徑減小，中心密度增大。我們知道，質(zhì)量越大，引力就越強(qiáng)，在恒星質(zhì)量足夠大、滿足一定條件的情況下，其半徑收縮至小于某一個(gè)值時(shí)，密度會(huì)大到在它表面的光都無法逃離的地步，這個(gè)時(shí)候天體就不可見了，我們把它叫做黑洞。星際穿越講座15（一）黑洞黑洞不是一個(gè)黑窟窿，而是一種密度極大（一）黑洞黑洞是空間中有著強(qiáng)大引力的超高密度的天體，假如太陽質(zhì)量不變，大小卻變成乒乓球那樣，這就是太陽坍縮成了黑洞。星際穿越講座16（一）黑洞黑洞是空間中有著強(qiáng)大引力的超高密度的天體，假如太陽（一）黑洞黑洞的特點(diǎn)就是有進(jìn)無出，即：①任何東西都可以掉進(jìn)黑洞，黑洞外圍有一層“事件視界”，任何東西只要過了這個(gè)“視界”，都要掉進(jìn)黑洞。

②任何東西都不可能從黑洞里逃出來，包括光。

另外，因?yàn)闆]有光從黑洞逃出，故無法直接觀測黑洞，但是從物體被黑洞吸入之前放出的紫外線、X射線等邊緣信息可以獲取黑洞的存在。星際穿越講座17（一）黑洞黑洞的特點(diǎn)就是有進(jìn)無出，即：星際穿越講座17一只很大的飛船飛向一個(gè)天體，飛船頭部距離天體比較近，受到的引力比較大，而尾部距離天體比較遠(yuǎn)，受到的引力比較小，頭部和尾部的引力大小的差距，就會(huì)在飛船中間產(chǎn)生撕扯的拉力，這個(gè)拉力就是潮汐力。（一）黑洞——黑洞潮汐力星際穿越講座18一只很大的飛船飛向一個(gè)天體，飛船頭部距離天體比較近，受到的引黑洞吞噬恒星星際穿越講座19黑洞吞噬恒星星際穿越講座19

（二）蟲洞蟲洞（連結(jié)白洞和黑洞的多維空間隧道）時(shí)空洞（Wormhole）又稱愛因斯坦－羅森橋，是宇宙中可能存在的連接兩個(gè)不同時(shí)空的狹窄隧道。蟲洞是1916年由奧地利物理學(xué)家路德維?！じトR姆首次提出的概念，1930年由愛因斯坦及納森·羅森在研究引力場方程時(shí)假設(shè)的，認(rèn)為透過蟲洞可以做瞬時(shí)的空間轉(zhuǎn)移或者做時(shí)間旅行。由阿爾伯特·愛因斯坦提出該理論。簡單地說，“蟲洞”就是連接宇宙遙遠(yuǎn)區(qū)域間的時(shí)空細(xì)管。暗物質(zhì)維持著蟲洞出口的敞開。蟲洞可以把平行宇宙和嬰兒宇宙連接起來，并提供時(shí)間旅行的可能性。星際穿越講座20

（二）蟲洞蟲洞（連結(jié)白洞和黑洞的多維空間隧道）星際穿越講（二）蟲洞關(guān)于蟲洞有三種說法：

一是蟲洞是宇宙中相距遙遠(yuǎn)的兩點(diǎn)間的一條捷徑，就是一個(gè)蘋果，蟲子沿著蘋果表面走遠(yuǎn)了，可是如果蟲子挖洞從蘋果里面走就近多了，顧明思議，蟲子為了抄近路而在蘋果里挖的洞。

二是蟲洞是連接黑洞和白洞或黑洞與黑洞的管道，故在黑洞里能找到蟲洞。（白洞：黑洞死亡會(huì)變成一個(gè)白洞，噴射出之前黑洞吸入的物質(zhì)）

三是蟲洞是時(shí)空隧道，能進(jìn)行時(shí)空旅行。

沒人見過蟲洞，有人說我們周圍到處都是蟲洞，又有人說黑洞里有蟲洞，基帕·索恩在書里又說我們可以自己構(gòu)建蟲洞星際穿越講座21（二）蟲洞關(guān)于蟲洞有三種說法：

一是蟲洞是宇宙中相距遙遠(yuǎn)（二）蟲洞蟲洞在某個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生，短暫地打開，然后關(guān)閉、消失。從產(chǎn)生到消失，時(shí)間極短，短到?jīng)]有事物能在這么短的時(shí)間內(nèi)從一個(gè)洞口穿到它另一個(gè)洞口。所以我們能利用蟲洞進(jìn)行時(shí)空旅行前提是有辦法使蟲洞一直開著，不讓它消失。星際穿越講座22（二）蟲洞蟲洞在某個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生，短暫地打開，然后關(guān)閉、消失。從星際穿越講座23星際穿越講座23（三）休眠星際穿越講座24（三）休眠星際穿越講座24（四）第五維度零維向任意方向(方向是任意的)生長，就形成了一維線(直線)；一維線延法線方向(方向在一個(gè)平面內(nèi)，所以是法平面,是二維的)生長就形成二維面；同理，二維面延法線方向(方向固定了，在一直線上)生長得到三維體。四維的稱為時(shí)空，時(shí)間維度是獨(dú)立在空間維度之外的物理維度。如果說時(shí)間（四維）是由三維運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的，那么五維就是由四維運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的。第五維空間其實(shí)就是一個(gè)時(shí)間平面。我們可以想象，一個(gè)五維空間的物體，應(yīng)該是跨越不同時(shí)間軸線的，但在任意一個(gè)時(shí)間軸線上我們只能觀察到它的一部分。現(xiàn)代物理學(xué)界公認(rèn)的理論是八維空間，分為X維（物體的長）、Y維（物體的寬）、Z維（物體的高）、時(shí)間維、重力維、電磁力維、萬有引力維、萬有斥力維。而著名的科學(xué)家霍金所提出的宇宙模型，給出了11維空間！星際穿越講座25（四）第五維度零維向任意方向(方向是任意的)生長，就形成了一（四）第五維度電影中，男主人公通過進(jìn)入“第五維度”看見了原來自己的生活，并給當(dāng)時(shí)的女兒以提示從而改變了未來。星際穿越講座26（四）第五維度電影中，男主人公通過進(jìn)入“第五維度”看見了原來（四）第五維度現(xiàn)在宇宙學(xué)家將時(shí)間看作第四維，而第五維指的是能量無界限，是由無數(shù)個(gè)第四維時(shí)間組成的平面。想象一下，就像你面前有一堵墻由無數(shù)的豎線組成，每一條豎線就是一條第四維時(shí)間線，透過每一條時(shí)間線都能看到在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)三維空間里發(fā)生的事情，在“第五維度”的世界里沒有時(shí)間或是空間的界限。星際穿越講座27（四）第五維度現(xiàn)在宇宙學(xué)家將時(shí)間看作第四維，而第五維指的是能星際穿越講座28星際穿越講座28星際穿越講座29星際穿越講座29《星際穿越》與克里斯托弗·諾蘭之前電影有著大不同的作品，它既未有《致命魔術(shù)》中一絕高下的精彩，也未有塑造《黑暗騎士》中那般寫實(shí)的超級(jí)英雄，更未有《盜夢空間》拍案叫絕的懸疑叢生，《星際穿越》所深諳的是諾蘭寄希望在浩瀚宇宙中一展自身的哲學(xué)功底，以此讓觀眾得見一種超越時(shí)間超越空間都無法改變最為質(zhì)樸的人類情感—愛，父親對兒女的愛，孩子對父親的愛，還有男女之愛。那個(gè)空曠再無他人的星球上，安妮.海瑟薇守著戀人的墳?zāi)?，安靜著也寂寞著，卻并不孤單。正如電影中安妮.海瑟薇說“愛自古存在，卻不是誰創(chuàng)造的”。星際穿越講座30《星際穿越》與克里斯托弗·諾蘭之前電影有著大不同的作品，它既謝謝觀賞星際穿越講座31謝謝觀賞星際穿越講座31《星際穿越》科普講座——星際穿越講座32《星際穿越》科普講座——星際穿越講座1星際穿越

主要講述在不遠(yuǎn)的未來，隨著地球自然環(huán)境的惡化，人類面臨著無法生存的威脅。這時(shí)科學(xué)家們在太陽系中的土星附近發(fā)現(xiàn)了一個(gè)蟲洞，通過它可以打破人類的能力限制，到更遙遠(yuǎn)外太空尋找延續(xù)生命希望的機(jī)會(huì)。一個(gè)探險(xiǎn)小組通過這個(gè)蟲洞穿越到太陽系之外，他們的目標(biāo)是找到一顆適合人類移民的星球。在一艘名叫做“拉撒路”的飛船上，探險(xiǎn)隊(duì)員著面臨著前所未有，人類思想前所未及的巨大挑戰(zhàn)。星際穿越講座33星際穿越主要講述在不遠(yuǎn)的未來，隨著地球自然環(huán)境的角色介紹庫珀|演員馬修·麥康納庫伯是一名前NASA宇航員，也是一名工程師。人類文明危在旦夕，每天只是在種植食物、吃飯喝水中度過，不再進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造，不需要工程師，庫伯沒有工作可做，沒有新創(chuàng)意的誕生。庫伯也是一個(gè)農(nóng)夫，有兩個(gè)孩子。有一天，一個(gè)空前偉大的冒險(xiǎn)機(jī)會(huì)來敲門，他能重拾夢想回到宇航員的位置，但對于庫伯來說，當(dāng)這個(gè)他曾痛苦放棄的夢想又回來，他卻需要付出離開家庭的代價(jià)去追逐夢想；而且，他甚至不知道哪天才能結(jié)束冒險(xiǎn)回家，就連能不能回來都是個(gè)問題。星際穿越講座34角色介紹庫珀|演員馬修·麥康納星際穿越講座3角色介紹艾米莉亞|演員安妮·海瑟薇女科學(xué)家，與庫伯及其他兩位科學(xué)家、兩個(gè)機(jī)器人一同出發(fā)，穿越蟲洞到另一個(gè)空間去探尋三個(gè)最有可能居住的星球，也面臨著有去無回的險(xiǎn)境。星際穿越講座35角色介紹艾米莉亞|演員安妮·海瑟薇星際穿越講座4角色介紹墨菲|演員杰西卡·查斯坦庫伯深愛的女兒，也一樣喜歡科學(xué)，熱愛探索，庫伯要離開她展開探索，在不同時(shí)空的父女二人被一個(gè)特殊物件所連接，她長大成人后，也成為了美國太空總署的科學(xué)家。星際穿越講座36角色介紹墨菲|演員杰西卡·查斯坦星際穿越講座5角色介紹布蘭德教授|演員邁克爾·凱恩艾米莉亞的父親，他率領(lǐng)的頂尖團(tuán)隊(duì)部署星際之旅，去太陽系外尋找可以居住的星球。星際穿越講座37角色介紹布蘭德教授|演員邁克爾·凱恩星際穿越講座6星際穿越講座38星際穿越講座7《星際穿越》電影截圖庫珀的離開星際穿越講座39《星際穿越》電影截圖庫珀的離開星際穿越講座8遇到蟲洞星際穿越講座40遇到蟲洞星際穿越講座9到達(dá)米勒星球（巨浪星）-23年后星際穿越講座41到達(dá)米勒星球（巨浪星）-23年后星際穿越講座10到達(dá)米勒星球（巨浪星）-23年后星際穿越講座42到達(dá)米勒星球（巨浪星）-23年后星際穿越講座11到達(dá)曼恩星球（受凍星）-67年后星際穿越講座43到達(dá)曼恩星球（受凍星）-67年后星際穿越講座12回到地球星際穿越講座44回到地球星際穿越講座13

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《星際穿越》中的科學(xué)（一）黑洞星際穿越講座14（一）黑洞

黑洞不是一個(gè)黑窟窿，而是一種密度極大的天體。從目前的研究成果看，黑洞一般由質(zhì)量足夠大的恒星在“燃料”耗盡而“死亡”后，在自身引力作用下發(fā)生收縮，半徑減小，中心密度增大。我們知道，質(zhì)量越大，引力就越強(qiáng)，在恒星質(zhì)量足夠大、滿足一定條件的情況下，其半徑收縮至小于某一個(gè)值時(shí)，密度會(huì)大到在它表面的光都無法逃離的地步，這個(gè)時(shí)候天體就不可見了，我們把它叫做黑洞。星際穿越講座46（一）黑洞黑洞不是一個(gè)黑窟窿，而是一種密度極大（一）黑洞黑洞是空間中有著強(qiáng)大引力的超高密度的天體，假如太陽質(zhì)量不變，大小卻變成乒乓球那樣，這就是太陽坍縮成了黑洞。星際穿越講座47（一）黑洞黑洞是空間中有著強(qiáng)大引力的超高密度的天體，假如太陽（一）黑洞黑洞的特點(diǎn)就是有進(jìn)無出，即：①任何東西都可以掉進(jìn)黑洞，黑洞外圍有一層“事件視界”，任何東西只要過了這個(gè)“視界”，都要掉進(jìn)黑洞。

②任何東西都不可能從黑洞里逃出來，包括光。

另外，因?yàn)闆]有光從黑洞逃出，故無法直接觀測黑洞，但是從物體被黑洞吸入之前放出的紫外線、X射線等邊緣信息可以獲取黑洞的存在。星際穿越講座48（一）黑洞黑洞的特點(diǎn)就是有進(jìn)無出，即：星際穿越講座17一只很大的飛船飛向一個(gè)天體，飛船頭部距離天體比較近，受到的引力比較大，而尾部距離天體比較遠(yuǎn)，受到的引力比較小，頭部和尾部的引力大小的差距，就會(huì)在飛船中間產(chǎn)生撕扯的拉力，這個(gè)拉力就是潮汐力。（一）黑洞——黑洞潮汐力星際穿越講座49一只很大的飛船飛向一個(gè)天體，飛船頭部距離天體比較近，受到的引黑洞吞噬恒星星際穿越講座50黑洞吞噬恒星星際穿越講座19

（二）蟲洞蟲洞（連結(jié)白洞和黑洞的多維空間隧道）時(shí)空洞（Wormhole）又稱愛因斯坦－羅森橋，是宇宙中可能存在的連接兩個(gè)不同時(shí)空的狹窄隧道。蟲洞是1916年由奧地利物理學(xué)家路德維希·弗萊姆首次提出的概念，1930年由愛因斯坦及納森·羅森在研究引力場方程時(shí)假設(shè)的，認(rèn)為透過蟲洞可以做瞬時(shí)的空間轉(zhuǎn)移或者做時(shí)間旅行。由阿爾伯特·愛因斯坦提出該理論。簡單地說，“蟲洞”就是連接宇宙遙遠(yuǎn)區(qū)域間的時(shí)空細(xì)管。暗物質(zhì)維持著蟲洞出口的敞開。蟲洞可以把平行宇宙和嬰兒宇宙連接起來，并提供時(shí)間旅行的可能性。星際穿越講座51

（二）蟲洞蟲洞（連結(jié)白洞和黑洞的多維空間隧道）星際穿越講（二）蟲洞關(guān)于蟲洞有三種說法：

一是蟲洞是宇宙中相距遙遠(yuǎn)的兩點(diǎn)間的一條捷徑，就是一個(gè)蘋果，蟲子沿著蘋果表面走遠(yuǎn)了，可是如果蟲子挖洞從蘋果里面走就近多了，顧明思議，蟲子為了抄近路而在蘋果里挖的洞。

二是蟲洞是連接黑洞和白洞或黑洞與黑洞的管道，故在黑洞里能找到蟲洞。（白洞：黑洞死亡會(huì)變成一個(gè)白洞，噴射出之前黑洞吸入的物質(zhì)）

三是蟲洞是時(shí)空隧道，能進(jìn)行時(shí)空旅行。

沒人見過蟲洞，有人說我們周圍到處都是蟲洞，又有人說黑洞里有蟲洞，基帕·索恩在書里又說我們可以自己構(gòu)建蟲洞星際穿越講座52（二）蟲洞關(guān)于蟲洞有三種說法：

一是蟲洞是宇宙中相距遙遠(yuǎn)（二）蟲洞蟲洞在某個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生，短暫地打開，然后關(guān)閉、消失。從產(chǎn)生到消失，時(shí)間極短，短到?jīng)]有事物能在這么短的時(shí)間內(nèi)從一個(gè)洞口穿到它另一個(gè)洞口。所以我們能利用蟲洞進(jìn)行時(shí)空旅行前提是有辦法使蟲洞一直開著，不讓它消失。星際穿越講座53（二）蟲洞蟲洞在某個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生，短暫地打開，然后關(guān)閉、消失。從星際穿越講座54星際穿越講座23（三）休眠星際穿越講座55（三）休眠星際穿越講座24（四）第五維度零維向任意方向(方向是任意的)生長，就形成了一維線(直線)；一維線延法線方向(方向在一個(gè)平面內(nèi)，所以是法平面,是二維的)生長就形成二維面；同理，二維面延法線方向(方向固定了，在一直線上)生長得到三維體。四維的稱為時(shí)空，時(shí)間維度是獨(dú)立在空間維度之外的物理維度。如果說時(shí)間（四維）是由三維運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的，那么五維就是由四維運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的。第五維空間其實(shí)就是一個(gè)時(shí)間平面。我們可以想象，一個(gè)五維空間的物體，應(yīng)該是跨越不同時(shí)間軸線的，但在任意一個(gè)時(shí)間軸線上我們只能觀察到它的一部分?，F(xiàn)代物理學(xué)界公認(rèn)的理論是八維空間，分為X維（物體的長）、Y