星際效應觀感與疑問(嚴重炸雷,劇情透漏,未看電影者勿入)

時隔一個月的統一回覆 XDD...

gamegiroro wrote:
感謝回覆, 可是在 "重力=時空扭曲的程度" 前提下, 並不存在重力對嗎 ?


以這前提討論二維平面, 會有這兩個狀況

1.物體移動時, 會受到時空扭曲影響, 看起來往質量中心偏移.

2.靜止的物體, 時空不管怎樣扭曲 都是靜止才對 ?

如果靜止不動的物體會因時空扭曲而往質量中心移動, 代表在這二維平面上還有一個垂直向下的力,
讓物體延著時空扭曲的最低點移動.

可是重力已經解釋為時空扭曲, 那這個向下的力, 顯然不能稱之為重力,
不知這樣說明是否能解釋我的疑問, 謝謝~


首先,「重力=時空扭曲的程度」這句話,代表的意義也是「時空扭曲的程度=重力」。
另外還有一個定理等式:「重力 = 加速度」,也要一起看。

(這定理簡單以例子說明。把一個人關到一個看不到外面的箱子裡。
當他感受到1G的重力時,請問是有產生1G重力的質量在他腳下,還是這個箱子正以能產生1G的加速度前進?
無法確認對吧?因為兩者都是會對箱子產生的1G的加速度,都是正確答案。)

所以
1.正確說法是「物體移動時, 會受到時空扭曲影響, 往造成時空扭曲的質量中心加速度」。

如繞地球轉的衛星,在廣義相對論裡的看法,就是一直受到地球質量造成的時空扭曲(重力)的影響,不斷改變飛行方向,因此才會以遵循克卜勒定律的橢圓,繞著地球運動。

2.靜止的物體受到時空扭曲的影響時,會產生加速度(也就是您描述的「向下的力」...雖然二維沒有上下的概念)。
這個加速度,就是重力。


tranter.tw wrote:
巨人不是"蟲洞".....是"黑洞"


以現在的科學理論來看,蟲洞跟黑洞兩者是無法分辨的。
(當然電影中一定要用某些方法,比如說看到另一個出口那邊的光景,來分別這是蟲洞還是黑洞)

而且現有的理論也提到兩者可以互換。
黑洞可以變成蟲洞(方法是將兩個黑洞做量子糾纏),而蟲洞也會自動塌縮為黑洞(如果沒有負能量加以支撐)。

另外片中最後,庫柏不但在黑洞裡進入高次元傳送數據,最後還在土星附近被「傳送」出來,這也代表巨人應該不是普通的黑洞,極有可能是已經被「They」改造成類似「宇宙捷運」概念的蟲洞運輸系統的一部分。


GAWEIN wrote:
我想是一整個星系全被吞完以後不知怎麼著剩一顆僥倖躲過的行星在繞著轉,然後靠僅剩的吸積盤發出的光來獲取光和熱......網路上有看到篇劇情解說,說巨人黑洞有一億個太陽的質量(我們銀河系中心的那個超大質量黑洞是四百萬個太陽的質量),事象地平面直徑大到和地球繞太陽的軌道一樣...


要深究的話,這算科幻 XDD...
因為吸積盤產生的光,基本上有大量的高能射線(X光甚至是γ射線)。
(這也是目前我們偵測黑洞的方法,也就是偵測X光與γ射線)

所以要在巨人旁邊的行星上建殖民地?
在現實中只有兩個字:找死...
(就算隔幾個光年,都有相當的風險)

不過話說回來,緻密天體旁有行星的確是有可能的。
來源1.流浪星球 2.緻密天體產生時同時形成。

流浪星球是在某星系內形成,但最後被重力拋出去,在宇宙空間內遊蕩的行星。
這的確有機會被古老的巨人的重力抓住,最後成為巨人的行星。

至於緻密天體產生時同時形成行星,則是最近被確認的現象。

緻密天體產生時,通常會伴隨強烈的爆炸(如Supernova超新星)。
因此天文學上原本並不認為如果緻密天體生成前的星系,如果有行星的話,在緻密天體形成後還會有行星能繼續存在同一星系中。

直到最近這幾年的太陽系外行星觀測,發現部份中子星旁極可能有行星存在,才推翻此一假說。
而理論(與電腦模擬)也呈現在緻密天體形成的爆炸中,的確有可能形成新的行星。

另外,如果巨人的確有一億的太陽質量的話,那代表巨人應該是由數個銀河系的中心黑洞合併而成。


pdh wrote:
人類就算解決了重力問題
能將大量物資運上太空
但是應該無法解決太陽光線因為距離太遠, 能量太弱
所以在土星附近應該無法維持適合人類居住的溫度環境
除非是太空站能運作核能
嗯... 先就此打住

...
就會因為重力加速度太大, 變得血肉模糊
...


要解決重力控制問題,個人覺得在那之前,反物質科技應該會更優先成熟(因為重力控制可能會需要「負能量」這個鬼東西....)。
在反物質科技成熟的前提下,人類可以在太陽附近,建立利用太陽能的反物質生成站(E=mc^2),然後將反物質應用到任何太空旅行或太空站所需的巨大能量上。

只要帶個一噸的反物質,就可以用很久很久了。

不然乾脆做個「陽光傳送鏡」(利用量子糾纏的「傳送」效應。這現在已經有實驗室將光子傳送成功),一個擺在近太陽的位置,另外一個擺在土星的太空船上,也是一勞永逸的方法。
(當然,用這可無視距離的方法進行補給,也是很不錯的idea。)


另外巨人的重力加速度部份,基本上影片裡還是「科幻」 XDD...
尤其加速想衝出黑洞那一段,無視物理定律很嚴重。
原因不是很多人猜測的重力(雖然不遠矣),而是重力導致的潮汐力。

都跑到吸積盤的範圍了,這裡潮汐力之大,早就把太空船整個扯裂,人早就被分解到至少分子層級了,庫柏卻還能「完整」而感性的say goodbye XDD....

其它部份就不多說了,畢竟這部還是有點硬科學的科幻片,但科幻成份還是居多的。


肥仔貓 wrote:
看過但忘記劇情了,跟迴路殺手像嗎

請搜尋「All You Zombies」...非常著名的祖父悖論科幻短篇小說。

如果讀完覺得頭昏腦脹,(不怕雷請反白下一行)
(有隻母雞生了一顆蛋,而這顆蛋生出了生出這顆蛋的公雞跟母雞??!)
恭喜你,你抓到重點了!

千年之夢 wrote:
這個部分有點疑問,自己身上的基因是父親+母親,假設時空旅人回去上了自己的母親,生下來的小孩基因也不相同?(跟自己不相同?)既然不同就無法成為未來的那個時空旅人

好問題。 (不怕雷請反白下一行)
但...如果他也是他自己的母親呢?
意思是說如能你有了想改變歷史的意念,歷史會先改變你,

當你想回去殺死你祖父時,基本上你會先消失,因為這是無法成功的,

所以可以說明歷史為何都是沒有被時空旅人改變過,因為只有你有這想法,你會先消失不見,

嗯所以時空旅人可能存在,但改變歷史的方法將是不無存在的
明月下的清風 wrote:
時隔一個月的統一回覆...(恕刪)

pdh wrote:
這一點我一開始也想很...(恕刪)


這個理論應該跟太陽對地球的引力或重力不止1G,可是太陽的重力並不會影響我們人類。

我們人類是受地球影響較大,所以地球對人類只有1G的重力影響。

依公式 F=GμMm/r^2 , 可見距離才是重力的最大問題,可以看出影響人類最大的不是巨人之力,而是該星球對人類的重力影響,因為人類距離該星球最近。所以可以看出巨人之力影響了該星球,使該星球時間變慢,人類登陸後,受到該星球的影響距離該星球越近而時間過得越慢。而水是受到潮汐力的影響而變得非常巨大,但水的重力並沒有非常大,因為水的本質類似人類都是受到該星球的影響較大。潮汐力就是跟月球影響地球一樣,來自兩個星球的引力作用,而非月球直接影響水的重力,因為水離地球較近,不會受到月球的引力作用而向月球飛去。相對的該星球距離巨人非常遠才能繞著它公轉,所以該星球的水也是只受巨人的潮汐力的影響。
肥仔貓 wrote:
意思是說如能你有了想改變歷史的意念,歷史會先改變你,

當你想回去殺死你祖父時,基本上你會先消失,因為這是無法成功的,

所以可以說明歷史為何都是沒有被時空旅人改變過,因為只有你有這想法,你會先消失不見,

嗯所以時空旅人可能存在,但改變歷史的方法將是不無存在的



量子力學裡,有描述到一個很奇異的「觀察效應」。
簡單說,這又是跟日常經驗完全不同的一個基本原理。(量子力學專講這種事情...(默))
一件事情會導致的結果,並不是因為發生了什麼事情,而是「觀察這件事情」這個動作導致。
用「因果」兩字更白話講,導致「果」不是因為「因」,而是有了看到「因」這個動作,才在瞬間把「果」由無限多個可能,崩塌到只剩一個「果」。

(用實際例子來說明好了。彷間有一種「無菜單餐廳」,當客人點餐後上菜時,當餐盤的蓋子一掀開,客人看到餐盤內容,才會知道今天的驚喜主餐是什麼。
「觀察效應」的內容,就是在說蓋子還沒掀開前,主餐可能會是任何可能。
直到蓋子掀開,客人觀察盤子內容的瞬間,才決定了主餐是什麼。
而且最詭異的是,跟主廚到底烹飪了哪道料理 完 全 無 關!!)

這觀念不容易理解我知道,但這確是在面對時空跳躍時,極可能遇到的基本原理。
假設這影響很大,以您的例子來說,會導致「『歷史依然只有一直線』這件事並沒有改變(只是現實跟時空旅人的記憶不同),祖父也會被殺死,而你這個時空旅人則是會繼續存在。」這樣的結果。
(也就是有人所認為的「多重平行宇宙」的概念)

就「因為沒有看到時空旅人回到過去,就證明回到過去是不可能」這句話來說,僅證明了「我們無法證實有時空旅人回到過去」這件事。
也就是說,就我們時空版本的觀察來說,是一個我們還沒有觀察到,或是觀察到沒有時空跳躍的版本。

但回到相對論,由於時空可以被嚴重扭曲,加上有蟲洞的可能性,因此就數學與理論上來說,回到過去的穿梭時空的確有可能。

但穿梭後的時空,會跟時空旅人記憶相同嗎?
這要時空旅人看到穿梭後的時空,才能決定。

說不定我們這個認定沒有時空旅人的宇宙版本,其實是某個時空旅人回到他的過去,而導致的結果!
明月下的清風 wrote:
首先,「重力=時空扭曲的程度」這句話,代表的意義也是「時空扭曲的程度=重力」。
另外還有一個定理等式:「重力 = 加速度」,也要一起看。

(這定理簡單以例子說明。把一個人關到一個看不到外面的箱子裡。
當他感受到1G的重力時,請問是有產生1G重力的質量在他腳下,還是這個箱子正以能產生1G的加速度前進?
無法確認對吧?因為兩者都是會對箱子產生的1G的加速度,都是正確答案。)

所以
1.正確說法是「物體移動時, 會受到時空扭曲影響, 往造成時空扭曲的質量中心加速度」。

如繞地球轉的衛星,在廣義相對論裡的看法,就是一直受到地球質量造成的時空扭曲(重力)的影響,不斷改變飛行方向,因此才會以遵循克卜勒定律的橢圓,繞著地球運動。

2.靜止的物體受到時空扭曲的影響時,會產生加速度(也就是您描述的「向下的力」...雖然二維沒有上下的概念)。
這個加速度,就是重力。

(恕刪)

以下文長,先說聲抱歉

先講結論:我認為重力不等於加速度。



雖然我不清楚你有沒有修過廣義相對論(General relativity)。但是就我上過的GR,

教授就只會告訴你「重力質量 = 慣性質量」;但絕對不會有「重力 = 加速度」這樣的說法。

因為那會與愛因斯坦場方程式有牴觸。



當然你可能會說,有「等效原理」啊。



但等效原理實際上就只告訴我們兩件事:

1.重力質量等於慣性質量。

2.慣性座標系與非慣性座標系的任何物理效應,都是不可分辨的。

並沒有說加速度等於重力。



而且廣義相對論談的重力,基本上就只要兩個假設(或公設):

1.廣義相對性原理。

2.愛因斯坦場方程式。

等效原理只是愛因斯坦當初用來思索重力本質的其中一條線索,他依靠重力質量等於慣性質量的現象。

結合黎曼幾何跟度規張量,最終得到這個美妙又難解的方程式。



但這並不代表對廣義相對論而言,等效原理是必要的。

等效原理實際上只是廣義相對論的一種幾何的結果而已。



所以我們只能說:「重力質量等於慣性質量」;而非「重力等於加速度」。



個人淺見,有誤請指正。
再補充一下

對廣義相對論來說,重力現象就只是時空被扭曲的表象。

雖然中文都以「重力」稱呼這個現象,但其實重力並不是一種「力」。

至少不是牛頓力學中那樣的力,而是時空的扭曲。

這個被扭曲的程度是用微分幾何中的度規張量場(metric tensor field)所描述。

物體於度規張量場的運動(&軌跡),則可由愛因斯坦場方程式(Einstein field equations)解出。

愛因斯坦場方程式大概是長這樣:


我們可以假設兩個質量一樣的物體,分別佔據空間中的兩個點。然後對愛因斯坦場方程式求解。

則會發現物體會在重力場中沿著測地線前進。而且對解出來的重力場而言,時空是彎曲而不再是平直的。

與此相對的,平直時空則沒有重力場的存在。



意即我們所看到的兩個帶有質量的物體,會因為重力而相互吸引造成的運動。

實際上就只是這兩個物體沿著測地線運動,如此而已。

當然我們也可以證明愛因斯坦場方程式如果取古典近似,這時候解出來的方程式。

就會跟牛頓的萬有引力定律 一樣,加速度等於。

但請記得這只是古典近似,時空彎曲的本質不會改變。



再舉個簡單的例子,對廣義相對論而言:

1.一個在平直時空中以加速度g飛行的太空船,雖然太空船內的人似乎是感受到有重力存在的。

但由於太空船是在平直時空中,所以這個太空船的時空曲率為0。

2.一個於地表附近同樣以加速度g自由落體的電梯。對地球這個座標系來看,

雖然電梯落下是同樣具有加速度g的,但電梯所處的時空曲率其實並不為0。



上面所提狀況如果用更物理的方法來解釋,那就是:

「自由落下的電梯是沿著測地線運動,但在平直時空飛行的太空船則不是走測地線。」

兩者並不一樣。
kamuy wrote:
再補充一下對廣義相對...(恕刪)


很有趣的一點
質量怎麼來?
由上帝粒子(Higgs Boson)給予質量嗎?
那上帝粒子造成時空扭曲嗎???

重力子可以超越維度
似乎可以解釋dark matter
那為何Higgs Boson粒子可以造成時空扭曲並超越維度???

以下是我亂想的
時空在普朗克尺度下
時空都不是連續的
而上帝粒子或許可以鑽入不連續時空縫隙
心的通透 並非沒有雜念 而是明白取捨
rogerkuo2001.tw wrote:
很有趣的一點
質量怎麼來?
由上帝粒子(Higgs Boson)給予質量嗎?
那上帝粒子造成時空扭曲嗎???
重力子可以超越維度
似乎可以解釋dark matter
那為何Higgs Boson粒子可以造成時空扭曲並超越維度???

以下是我亂想的
時空在普朗克尺度下
時空都不是連續的
而上帝粒子或許可以鑽入不連續時空縫隙

1.廣義相對論沒有提到或解釋質量從哪裡來的。而且執著於質量沒有任何意義。

對愛因斯坦場方程式而言,質量、能量、動量都可以化成一個張量。

也就是場方程式的最後一項 Tμˇ。

中文稱為應力-能量張量(Stress–energy tensor),這是重力場與時空扭曲的源頭。

2.包括我在內。唸物理的通常都不太喜歡這個名稱,因為它聽起來帶有玄學及神學的味道。

我也可以告訴你,希格斯機制的確是粒子獲取質量的方法之一。

只是宇宙中物質的質量來源,並非完全都從希格斯機制而來。

3.希格斯玻色子並沒有造成時空的扭曲,會造成時空的扭曲來源目前只有一種。

就是上面提及的應力-能量張量。希格斯機制是由希格斯場演化,與重力無關。

頂多你只能說希格斯機制所造成的「結果」讓粒子穫得質量,進而產生重力場。

4.目前沒有任何實驗證實有重力子的存在。都還只是假設。

5.暗物質目前沒有任何已驗證的理論可以完美的描述它。暗能量也是。

6.希格斯粒子沒有造成時空扭曲,也沒有超越維度。

7.剩下你亂想的部份實驗很可能永遠無法證實,所以無法肯定或否你的論點。



其實你的這些疑問在很多方面上都是大哉問。其中一些甚至包括了未經證實的理論

世界上有一大堆比我聰明幾千幾萬倍的物理學家跟數學家們,到現在也還在追求這些問題的答案。

加上我不太懂要怎麼不用數學去解釋這些理論,尤其是跟量子力學相關的東西。

因為若不用數學來解釋,可能會有更多的誤解。

所以通常我在面對這類問題時。都傾向於不去做評論。

而且在這串討論這個似乎也有點離題,在這邊打一堆方程式應該沒啥人會想看。
kamuy wrote:
1.廣義相對論沒有提...(恕刪)


udn上有一個高手 高本衲
以我的直覺與他說的環境
我猜他是加州理工畢業的
他在udn開了些弦論的欄
http://blog.udn.com/GolfNut/article

重力子在弦論中是closed loop, 可以attached在其他membrane上也是他說的~
不過他的政治理念看看就好,自己的場子想說什麼都可以
只看他的科學文章就好
心的通透 並非沒有雜念 而是明白取捨
solidyang99 wrote:
本片中很多情節都偏離科學事實很多 不過反正就是一部科幻電影罷了 不必去計較那麼多

不過其中最大的BUG就是 "一小時VS七年" 這個梗了(剛好回答樓主的問題一)

片中第一個去的星球 因為重力極大 造成"時間延遲效應"
"時間延遲" 是可能產生的 這點沒錯
再者 在此星球待一小時 相對於地球等於過了七年 這點也是有可能的

但是.....重點在於 要產生"一小時等於七年"的效應 其星球的重力可能必須大於地球重力數萬倍甚至數億倍
(實際數字有公式可算 不過小弟我不會算)
這樣巨大的重力之下 人類不用說登陸了 根本只要接近此星球上空 在太空船裡馬上被壓成血水了.....

不過話說回來...就科幻片嘛 不要太CARE囉 好看就好啦.....


重力是一種引力,而不是壓力。潛入深水區裡,來自四面八方的水壓才會把人壓成血水。而重力則是一種單一方向的吸引力,所以當黑洞所產生的重力非常非常大時,人應該是會被重力往黑洞方向吸引過去,而不是被壓扁。當人被黑洞的重力吸引過去,直到碰觸到事件視界之後,人就會被拉扯而分裂成一個個原子。(在碰觸到事件視界之前,重力只是讓你速度變快,時間變慢,質量變大,但不會讓你被壓扁或是被撕裂)。

但碰觸到事件視界之後,時間將變成靜止。然而主角們所在的星球,還有一個小時等於地球7年的時間流動,這表示該星球是處在事件視界外圍的一個軌道上,繞著黑洞運行著。

在黑洞的事件視界外圍的重力是非常巨大的,而該星球不被這股巨大的重力作用往黑洞方向吸引過去,這表示該星球圍繞黑洞所產的的離心力夠大,大到足以將黑洞的重力抵銷掉。要產生這麼大的離心力,就表示該星球圍繞黑洞的速度是非常非常快。
人在該星球上的時間變慢了,慢到了一個小時等於地球7年,主要原因是該星球的運動速度非常快,而不是在於黑洞的重力。

至於太空船如何在這麼高速移動的星球上降落,電影裡確實沒交代清楚。所以BUG是這地方,而不是在於黑洞的重力太大會把人壓成血水。
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