看《星際啟示錄》前的科普必修課


英國導演基斯杜化路蘭新作《星際啟示錄》(Interstellar)即將上映,被喻為是明年奧斯卡最佳電影熱門之一。他的前作《潛行凶間》開創了多重夢境空間論述,建構出夢中夢中夢的奇詭格局,令觀眾人人莊周夢蝶,不知是夢還是真。《星際啟示錄》把戰場從夢境轉到外太空,思考過去,反省現在,開拓未來,野心、視野、格局、決心之巨大,在當今影壇少見。戲中提到不少科學物理知識,很多更是從愛因斯坦的相對論衍生,在踏上這趟驚悚的太空之旅前,有需要先認識理解一點戲中提到的科普知識,以免迷失太空,錯過電影中一眾主角不惜置生命於道外而追尋的「啟示」。
1. 引力/時間
影片其中一個經常提及,而且非常重要的概念,是關於引力與時間的關係。故事中男主角以光速飛行到太空,他們經歷的時間,與地球人不相同。太空的時間,比地球要慢。
牛頓從樹上掉下蘋果,發現地心吸力。地球的中央存在引力,而銀河系中的每個星體,都有引力,但引力所有帶來的重量,並不一樣。假如地球引力的倍數是1,即標準倍數的話,月球的引力倍數只有0.16,即是在月球漫步,會「腳步浮浮」,毫不腳踏實地。相反,木星的引力倍數是2.64,是地球的一倍以上,所以在木星步行,會相對「舉步為艱」。太陽系的星球中,引力最大是太陽,倍數是27.9,所以各個星球都會圍繞太陽來轉。而引力最小的,就是月球。
愛因斯坦的相對論突破了牛頓認為時間是一致的想法,他認為,時間受引力影響,而不一致。《蟲洞偷渡:時間旅行理論與實踐》一書,作者提到,「每個星球都有自己的時間,有些星球,時間會走得快些,有些走得慢些。宇宙之中,沒有同一時間這回事。」書中解釋,愛因斯坦提到,重力(即引力的重量)可以扭曲時間和空間。
重力愈大,時間過得愈慢。《科學人》雜誌提到,黑洞是重力極大,時間與空間極度扭曲的地方:「站在一個離黑洞很遠的地方觀察一艘太空船駛入黑洞中,觀測者會看到太空船在接近黑洞邊緣(稱為「視界」)的同時,其中的太空人動作會無止盡地慢下來,太空船內所掛的鐘也會無止盡地慢下來而趨完全靜止」,相反,「太空船裡的人而言,在太空船漸漸接近黑洞時,他會發現外面遠處的觀測者動作漸漸變快,就像是錄影帶影片的快轉播放一般」。這對於理解《星際啟示錄》的時間觀,非常重要。
2. 黑洞/白洞
地球周邊,存在時空漩渦。黑洞將物質吸入,由另一端白洞將物質放出。而宇宙中的黑洞,就被視為是時空的缺口,進入黑洞之後,理論上就是踏上時空之旅。但黑洞是無法穿越的,除非找到蟲洞。
3. 蟲洞
戲中,太空人找到在土星附近的蟲洞,太空船便趕在蟲洞消失前,直衝入洞,開啟黑洞之旅。蟲洞是用來穿越黑洞白洞兩端的「隧道」。
戲中有科學家向男主角馬修麥康納希示範,假如宇宙真的同時有另一個平行宇宙,即像是一張可以對摺的紙,蟲洞就是穿越紙張兩面,由一邊宇宙,達到另一個平行宇宙的隧道。但能夠找到大自然產生蟲洞的機會極微。
4. 另一個宇宙
戲中,地球已經病入膏肓,科學家要為人類找尋另一個宜居的星球,現存發現的星體,如金星、木星、水星、火星、土星、月球等,沒有一個像地球一樣適宜居住。於是便要透過進入蟲洞,到達另一個在理論上存在的宇宙,尋找另一些星體。在科普理論之中,稱這個為「鏡像宇宙」,亦即是平行時空中的另一個宇宙,宇宙中的宇宙。馬修麥康納希等人,便抱著一絲希望出發。戲中所見另一個宇宙的星體環境,部份與《潛行凶間》的築夢邏輯一脈相承。
5. 五次元空間
愛因斯坦理論中,現存我們生活的是四次元空間,即長、闊、高的軸上,再加時間軸的空間。《星際啟示錄》提出五次元空間,拓展四次元空間論述,這亦時現時科普界討論得最熱熾的論述。戲中以畫面來建築人類從未看過的五次元空間的時間與視覺世界,跟《潛行凶間》的多重夢境結構互相呼應。
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