《星际穿越》-PPT课件

《星际穿越》科普讲座北京师范大学物理系——王武松星际穿越主要讲述在不远的未来，随着地球自然环境的恶化，人类面临着无法生存的威胁。这时科学家们在太阳系中的土星附近发现了一个虫洞，通过它可以打破人类的能力限制，到更遥远外太空寻找延续生命希望的机会。一个探险小组通过这个虫洞穿越到太阳系之外，他们的目标是找到一颗适合人类移民的星球。在一艘名叫做“拉撒路”的飞船上，探险队员着面临着前所未有，人类思想前所未及的巨大挑战。角色介绍库珀|演员马修·麦康纳库伯是一名前NASA宇航员，也是一名工程师。人类文明危在旦夕，每天只是在种植食物、吃饭喝水中度过，不再进行发明创造，不需要工程师，库伯没有工作可做，没有新创意的诞生。库伯也是一个农夫，有两个孩子。有一天，一个空前伟大的冒险机会来敲门，他能重拾梦想回到宇航员的位置，但对于库伯来说，当这个他曾痛苦放弃的梦想又回来，他却需要付出离开家庭的代价去追逐梦想；而且，他甚至不知道哪天才能结束冒险回家，就连能不能回来都是个问题。角色介绍艾米莉亚|演员安妮·海瑟薇女科学家，与库伯及其他两位科学家、两个机器人一同出发，穿越虫洞到另一个空间去探寻三个最有可能居住的星球，也面临着有去无回的险境。角色介绍墨菲|演员杰西卡·查斯坦库伯深爱的女儿，也一样喜欢科学，热爱探索，库伯要离开她展开探索，在不同时空的父女二人被一个特殊物件所连接，她长大成人后，也成为了美国太空总署的科学家。角色介绍布兰德教授|演员迈克尔·凯恩艾米莉亚的父亲，他率领的顶尖团队部署星际之旅，去太阳系外寻找可以居住的星球。《星际穿越》电影截图库珀的离开遇到虫洞到达米勒星球（巨浪星）-23年后到达米勒星球（巨浪星）-23年后到达曼恩星球（受冻星）-67年后回到地球《星际穿越》中的科学（一）黑洞（二）虫洞（三）休眠（四）五维空间（一）黑洞黑洞不是一个黑窟窿，而是一种密度极大的天体。从目前的研究成果看，黑洞一般由质量足够大的恒星在“燃料”耗尽而“死亡”后，在自身引力作用下发生收缩，半径减小，中心密度增大。我们知道，质量越大，引力就越强，在恒星质量足够大、满足一定条件的情况下，其半径收缩至小于某一个值时，密度会大到在它表面的光都无法逃离的地步，这个时候天体就不可见了，我们把它叫做黑洞。（一）黑洞黑洞是空间中有着强大引力的超高密度的天体，假如太阳质量不变，大小却变成乒乓球那样，这就是太阳坍缩成了黑洞。（一）黑洞黑洞的特点就是有进无出，即：①任何东西都可以掉进黑洞，黑洞外围有一层“事件视界”，任何东西只要过了这个“视界”，都要掉进黑洞。②任何东西都不可能从黑洞里逃出来，包括光。另外，因为没有光从黑洞逃出，故无法直接观测黑洞，但是从物体被黑洞吸入之前放出的紫外线、X射线等边缘信息可以获取黑洞的存在。一只很大的飞船飞向一个天体，飞船头部距离天体比较近，受到的引力比较大，而尾部距离天体比较远，受到的引力比较小，头部和尾部的引力大小的差距，就会在飞船中间产生撕扯的拉力，这个拉力就是潮汐力。（一）黑洞——黑洞潮汐力黑洞吞噬恒星（二）虫洞虫洞（连结白洞和黑洞的多维空间隧道）时空洞（Wormhole）又称爱因斯坦－罗森桥，是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1916年由奥地利物理学家路德维希·弗莱姆首次提出的概念，1930年由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设的，认为透过虫洞可以做瞬时的空间转移或者做时间旅行。由阿尔伯特·爱因斯坦提出该理论。简单地说，“虫洞”就是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的敞开。虫洞可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。（二）虫洞关于虫洞有三种说法：一是虫洞是宇宙中相距遥远的两点间的一条捷径，就是一个苹果，虫子沿着苹果表面走远了，可是如果虫子挖洞从苹果里面走就近多了，顾明思议，虫子为了抄近路而在苹果里挖的洞。二是虫洞是连接黑洞和白洞或黑洞与黑洞的管道，故在黑洞里能找到虫洞。（白洞：黑洞死亡会变成一个白洞，喷射出之前黑洞吸入的物质）三是虫洞是时空隧道，能进行时空旅行。没人见过虫洞，有人说我们周围到处都是虫洞，又有人说黑洞里有虫洞，基帕·索恩在书里又说我们可以自己构建虫洞（二）虫洞虫洞在某个时刻产生，短暂地打开，然后关闭、消失。从产生到消失，时间极短，短到没有事物能在这么短的时间内从一个洞口穿到它另一个洞口。所以我们能利用虫洞进行时空旅行前提是有办法使虫洞一直开着，不让它消失。（三）休眠（四）第五维度零维向任意方向(方向是任意的)生长，就形成了一维线(直线)；一维线延法线方向(方向在一个平面内，所以是法平面,是二维的)生长就形成二维面；同理，二维面延法线方向(方向固定了，在一直线上)生长得到三维体。四维的称为时空，时间维度是独立在空间维度之外的物理维度。如果说时间（四维）是由三维运动构成的，那么五维就是由四维运动构成的。第五维空间其实就是一个时间平面。我们可以想象，一个五维空间的物体，应该是跨越不同时间轴线的，但在任意一个时间轴线上我们只能观察到它的一部分。现代物理学界公认的理论是八维空间，分为X维（物体的长）、Y维（物体的宽）、Z维（物体的高）、时间维、重力维、电磁力维、万有引力维、万有斥力维。而著名的科学家霍金所提出的宇宙模型，给出了11维空间！（四）第五维度电影中，男主人公通过进入“第五维度”看见了原来自己的生活，并给当时的女儿以提示从而改变了未来。（四）第五维度现在宇宙学家将时间看作第四维，而第五维指的是能量无界限，是由无数个第四维时间组成的平面。想象一下，就像你面前有一堵墙由无数的竖线组成，每一条竖线就是一条第四维时间线，透过每一条时间线都能看到在这个时间点三维空间里发生的事情，在“第五维度”的世界里没有时间或是空间的界限。《星际穿越》与克里斯托弗·诺兰之前电影有着大不同的作品，它既未有《致命魔术》中一绝高下的精彩，也未有塑造《黑暗骑士》中那般写实的超级英雄，更未有《盗梦空间》拍案叫绝的悬疑丛生，《星际穿越》所深谙的是诺兰寄希望在浩瀚宇宙中一展自身的哲学功底，以此让观众得见一种超越时间超越空间都无法改变最为质朴的人类情感—爱，父亲对儿女的爱，孩子对父亲的爱，还有男女之爱。那个空旷再无他人的星球上，安妮.海瑟薇守着恋人的坟墓，安静着也寂寞着，却并不孤单。正如电影中安妮.海瑟薇说“爱自古存在，却不是谁创造的”。