置我山窗

我們偏愛，搜尋一致的事物，在我們的星辰下面，雖然我們互不相同，像兩滴水。

——辛波斯卡

網(wǎng)絡(luò)上，曾有一部短片風(fēng)靡一時。

最初的畫面是茂密草叢，點(diǎn)點(diǎn)螢火紛飛，天邊一輪碩大的月亮。再一轉(zhuǎn)，月亮變成了三維圖像，與其他的星球一起，按半徑大小依次排列，從矮行星到恒星，從星系再到宇宙，地球只是其中的螢火一點(diǎn)，而人類只是附著在這個淡藍(lán)色光點(diǎn)上的微塵。

可是，宇宙的廣闊深邃從未使人類望而卻步。牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的契機(jī)，不僅是那個砸向他的蘋果，還源自于他對天體的好奇——為什么月球不會像蘋果落地那樣，掉落到地球上呢？由此，他發(fā)現(xiàn)了在任何物體之間都具有的相互吸引力，質(zhì)量不同，引力不同。

后來，有一位科學(xué)家預(yù)言出一類質(zhì)量足夠大、密度極高的星體。它有強(qiáng)大的引力場，甚至連光線都不能逃逸。雖然人類無法看到，但是仍可以感受到它的引力，這被后人稱之為“黑洞”。

再后來，廣義相對論在人類非凡的大腦中“誕生”，引力被視為質(zhì)量引起的時空彎曲的表現(xiàn)，人們還推斷出一種時空彎曲中的漣漪——引力波的存在。

導(dǎo)演克里斯托弗·諾蘭通過一部電影《星際穿越》，讓引力、黑洞成為人類探索宇宙、超越自身限制的重要工具。

《星際穿越》的故事發(fā)生在不遠(yuǎn)的未來。由于地球環(huán)境的惡化，人類忍受著饑餓、缺氧、沙塵暴肆虐的痛苦。他們寄希望于一個可以快速通往外太空的蟲洞，試圖去太陽系之外尋找宜居地。他們派出幾支考察隊伍穿越蟲洞，獲得的反饋是有三個星球可能適宜人類居住。為此，一個以NASA前任宇航員庫珀和女科學(xué)家艾米莉亞為主的探險小組載著人類全部的希望出發(fā)了。在探索的路上，他們遭遇過背叛，喪失過隊友，進(jìn)入過絕境，親臨過奇詭的星球環(huán)境，直面過黑洞的壯美與神秘，感受過人與人之間真正能穿越時空、維度這些物理限制的親情牽絆。

電影的前三十分鐘，除了鋪墊末日環(huán)境、主角之間的家庭關(guān)系，更重要的是呈現(xiàn)引力的重要性。

由于地球本身有相當(dāng)大的質(zhì)量，會對地球周圍的物體產(chǎn)生引力。刨除由于地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的微弱向心力之外，這種引力基本等同于重力。蘋果砸向地球，我們能在地球上“腳踏實地”都是因為引力的存在。

如果一個物體想沖出地球表面，那么它只有一個選擇——擁有非?？斓乃俣?，至少要達(dá)到每秒7.9千米以上，這被稱為“第一宇宙速度”。不過它會環(huán)繞著地球做圓周運(yùn)動，人造衛(wèi)星就是如此；

如果它想脫離地球引力的束縛，那么就要加把勁，運(yùn)行速度要達(dá)到每秒11.2千米，這個速度被稱為“第二宇宙速度”。但即使擺脫了地球，它又會因為太陽的引力，仍環(huán)繞著太陽運(yùn)動；

如果它還想脫離太陽的引力束縛，就需要繼續(xù)提速，達(dá)到每秒16.7千米以上的“第三宇宙速度”，才能“逃離”太陽系。

但是要達(dá)到任何一種“宇宙速度”，都要耗費(fèi)大量的資源和金錢。更何況在世界末日的背景下，要組織全人類大規(guī)模離開地球簡直是天方夜譚。所以《星際穿越》的故事，就架構(gòu)在一個超脫人類現(xiàn)有技術(shù)水平的未來世界里。

在故事的最初，科學(xué)家因為數(shù)次發(fā)現(xiàn)地球上的重力失常情況，想到了通過控制引力，幫助人類大規(guī)模遷徙的辦法，但是其中一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)沒有被測算出來。同時，由于太陽系中沒有人類的宜居星球，以人類現(xiàn)有的科技水平還無法到達(dá)太陽系之外，所以一個出現(xiàn)在土星附近的蟲洞成了人類的救命稻草，帶來了離開太陽系的希望。

理論上講，由于星體的質(zhì)量不同，引力不同，可以引起時空彎曲。所以科學(xué)家在研究時空彎曲時突發(fā)奇想：就像一只螞蟻想從蘋果的一端爬到另一端，既可以選擇繞著蘋果的外層爬過去，也可以選擇直接爬過蟲子的蛀洞，穿到對面去。假如我們的時空就是蘋果，如果繞著蘋果外圍走，人類能到的地方非常有限，但如果有一條蟲洞一樣的通道，穿過去，就能快速到達(dá)對面。

在電影中，主角庫珀所在的探險小組正是穿過了這樣的蟲洞，才避免了運(yùn)行速度不及每秒16.7千米（第三宇宙速度）的技術(shù)限制，到達(dá)了太陽系之外的陌生星系。出現(xiàn)在他們眼前的那個黑洞，就是電影中另一個沉默，但不可忽視的主角。

由于有質(zhì)量就有引力，假若有三十顆太陽質(zhì)量的恒星從誕生起就在與自身的引力進(jìn)行“抗衡”，直到冷卻，收縮，最終形成一個密度無限大，體積無限小的天體，那就是“黑洞”，它的引力非常強(qiáng)。而探險小組到達(dá)的第一個星球，就是圍繞黑洞軌道旋轉(zhuǎn)，受黑洞強(qiáng)引力影響的米勒星球。

就像地球，因為天體的引力，導(dǎo)致海水周期性漲落，形成潮汐，米勒星球也因為黑洞的引力，形成潮汐。只是它的潮汐足有千米高，讓人類乘坐的那艘能夠穿越蟲洞、漫游宇宙的飛船，在滔天巨浪面前，變成了小小的舢板，人類不再有乘風(fēng)破浪的自信，只能隨著浪潮浮沉。

但是黑洞引力對于這個星球最大的影響不是潮汐，而是時間。

在廣義相對論中，沒有絕對的唯一的時間，時間都是相對的。它有一個預(yù)言：在大質(zhì)量的物體附近，時間流逝得更慢。所以黑洞的強(qiáng)引力導(dǎo)致米勒星球的時間走得非常慢，一個小時相當(dāng)于地球的七年。也正是因此，當(dāng)探險小組從米勒星球的巨浪中死里逃生之后，他們與地球的時間相差了二十多年。

那么，在黑洞中時間又是什么樣的呢？《時間簡史》中，作者霍金舉了一個例子：假設(shè)在一顆大質(zhì)量的恒星坍縮成黑洞之前，有一個勇敢的宇航員降落到恒星上，每一秒都向恒星之外的飛船發(fā)出信號，人們會發(fā)現(xiàn)，這個每秒的信號會越來越長，直到這顆恒星縮到一個界點(diǎn)之后，引力場已經(jīng)強(qiáng)大到?jīng)]有任何東西可以逃逸出去，這一秒鐘被無限延長，卻永遠(yuǎn)到不了下一秒。這個宇航員被永遠(yuǎn)留在了過去、現(xiàn)在、未來。

其實，人類現(xiàn)在接收到的，耗費(fèi)無數(shù)個光年才到達(dá)地球的宇宙信號，又何嘗不是宇宙的過去呢？我們生活在地球的現(xiàn)在，研究著宇宙的過去，卻可以用非凡的智慧去探索宇宙的未來。

2017年10月16日，人類首次直接探測到來自雙中子星合并的引力波，并同時“看到”這一壯觀宇宙事件發(fā)出的電磁信號。這是繼人類首次探測到引力波信號、首次探測到來自雙黑洞合并的引力波信號之后，最令人振奮的收獲。它為百年前，愛因斯坦的相對論提供了證明。

就像《星際穿越》的指導(dǎo)、理論物理學(xué)家基普·索恩所言：“通過發(fā)現(xiàn)引力波，我們?nèi)祟愰_啟了一場波瀾壯闊的新旅程：一場探索宇宙那彎曲的一面的旅程。黑洞的碰撞和引力波的觀測，正是這個旅程中第一個完美的范例?！?/p>

宇宙探索的下一個完美范例，會不會正在等待著未來的你去探索、去發(fā)現(xiàn)？我們拭目以待！endprint