巨大喷流游戏王,你们觉得地心历险记怎么样?
《地心历险记》讲述了一个很有卓识的科学家和他的侄子在冰岛上进行学术探险旅行。在途中,他们和当地的一位导游无意间掉进了深渊。但他们想离开这深渊,唯一的方法是向地心行进。
他们在向地心行进过程中,见到的景象越来越让他们感到吃惊,像什么食人植物、会飞的巨型食人鲳、火烈鸟、远古恐龙等等。随着行程的行进,身处环境是越来越险恶,这三个人渐渐意识到,必须尽快回到地表,不然他们的性命就难保了。最后他们利用水与即将喷发的火山熔岩碰撞后产生的蒸汽,搭顺风车,成功回到了地表。
【1】影片开始半小时后的那段矿洞飞车,惊险刺激如亲自坐超长的过山车,但这只是开胃小菜,因为后面在地心海洋中的历险才是全片的高潮。突然飞跃而出的食人鱼吓坏了不少观众,就连事先有心理准备的观众,也被吓了一大跳。
【2】随后那段由磁石搭建空中浮桥的片断,用3D特效制造出了真实的浮动感,让观众如身临险境。
【3】影片结尾部分的恐龙大追逐、岩浆喷流等3D效果也很精彩,尽管经历了一个多小时的适应,观众明显"勇敢"、"胆大"多了,但喷涌的"水蒸气"还是让许多人情不自禁地尖叫。漱口水、旋转的溜溜球扑面而来,观众情不自禁地移身去躲;萤火鸟飞来,很多观众纷纷伸出手去抓;当恐龙要吃人的时候,不少观众都吓得大呼。
【4】这些逼真的立体镜头吓住了不少观众外,电影的台词也让观众笑声不断,放映厅里时不时传出孩子和大人开心的笑声。一个半小时的电影,许多观众很是"忙碌",不仅用尖叫来"配合"剧情,还有部分观众,特别是小朋友,不断摘下特制眼镜然后又戴上,摘下又戴上,反复"把玩"了好多次。但也有观众反映,电影太吓人了,受不了。的确,数字3D立体电影画面逼真,音效震撼。
可以说,这部电影在创意方面上,除了画面和关卡之外,基本上很俗套。最后的结尾依然是皆大欢喜。这是一部适合全家人一起看的轻松的电影,看完之后你会大呼过瘾。这就行了,我们还奢求什么艺术享受?
星际穿越中的黑洞模型究竟是真实的还是虚构的呢?
虚构的!或者可能长得有点像,但谁也不知道真实的黑洞长什么样,因为到今天我们人类也不曾观测到黑洞真实的样子。
除了受限于黑洞大多本身本身体积小,距离远的因素,黑洞能唯一让我们觉察其存在的只能是它和物质的引力作用展现的模糊效果。比如引力透镜,吞噬大量物质后引发的x射线喷流,和另一个黑洞或者中子星合并产生的引力波,类星体这些。
我们平常大多看见的黑洞模拟图
大多是这种扭曲时空
还有这种的吸积物质射出喷流的
还有电影里的
但我们真实观测到的黑洞(证据)是这样的
这是哈勃深空望远镜对着银河系中心多波段拍的,图中显示的是人马座A*附近区域的x射线,这是一个400万太阳质量的巨大怪物。这是EAVN(东亚甚长基线干涉射电望远镜网络East Asia Very long baseline Network)观测到的M87中心的射电结构,背景由美国甚大望远镜阵列在330Mz处观测到的图像。人类历史上发现的第一个黑洞——天鹅座x-1无线电波图像(左下角有个十字那),左边是巨大稠密的气体云,强大的喷流已经把气体云吹出一个"气泡"结构,向黑洞的上面和右边膨胀。观测黑洞有很多方法,其中的干涉测量法是现在大型望远镜主流的一种观测方法。
值得一提的是《星际穿越》的科学顾问兼制片人是美国的理论物理学家基普.索恩(Kip Thone),很多人可能不认识这位大佬,但其实他在物理天文学界还是挺有名的,他写的《黑洞与时间弯曲》这书我看过,还不错,值得一看。
另外想更多了解《星际穿越》里的各种科学设定,也可以看看这位天文物理学家差不多同步出版的《『星际穿越』的科学》,里面详细介绍了这部影片的包括科学设定的很多细节,至于他为什么要把黑洞以那样的方式呈现给观众,这本书或许可以解答你更多的抑或(不是推销,只是感兴趣的可以看看)
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黑洞会爆炸吗?
万事万物皆有其度,一旦过度就会发生质的变化,宇宙天体也遵循这个道理。但是黑洞的“度”却仍让我们琢磨不透。
黑洞小到可以成为基本粒子,大到我们还不知道它的限度在哪里!
物理学家们分析足够强大的强子对撞机里面的一些粒子进行对撞的时候,很有可能撞出基本粒子级的黑洞,这种黑洞小到比原子还要小得多,甚至可以说比夸克都要小得多,这样的黑洞寿命也很短,它们产生之后会在极短的时间中通过霍金辐射蒸发掉。
但是宇宙间的黑洞质量都很巨大,它们大致可以分成两种,一种恒星级黑洞,一种是星系级黑洞,恒星级黑洞都是通过大质量恒星发生超新星爆发之后产生的,最小的恒星级黑洞的质量也在太阳的三倍以上;而星系级黑洞则直接产生宇宙之初,是由当时宇宙中物质极度密集的区域中直接形成的,这类黑洞大都质量巨大,它们之后大都成为了星系的中心,也可以说它们是星系的缔造者。
已知最大的黑洞是Ton618,这是一个类星体黑洞,中心黑洞的质量大约为太阳的660亿倍,但是它的外围是围绕它高速旋转的吸积盘,这个吸积盘发着极其明亮的光,光度是太阳的150万亿倍,至少相当于2000个银河系的亮度。
但是很显然,660亿倍太阳质量并非黑洞的质量上限,天文物理学家们也说不清黑洞的质量上限到底在哪里?但是万事万物总会有个限度,黑洞虽然可以不断吸收物质,但它的质量不断的增加,总会有一个限度导致它不能承受,这时候黑洞就有可能发生爆炸。
没有人知道黑洞的质量上限,但是却有人将黑洞联系到宇宙的诞生上,宇宙大爆炸理论认为,我们的宇宙诞生于一个奇点,这个奇点汇聚了宇宙的能量和质量,在某一刻它发生了巨大的爆炸,我们的宇宙由此诞生,时间也从此开始。
巧合的是,如果我们将宇宙的质量代入计算黑洞的史瓦西半径公式会发现,如果我们的宇宙是一个黑洞的话,那么这个黑洞将比我们所在的可观测宇宙还要大一些(我们的宇宙有一部分不可观测)。
天文学家们推测黑洞的中心会有一个奇点,这个起点汇聚了黑洞中的绝大部分物质和能量,将它和宇宙大爆炸的奇点联系起来,会让人觉得它们的性质在某些方面十分相似。
因此也有人猜测我们的宇宙很可能是黑洞中的奇点发生爆炸形成的,由于这个起点吸收了太多的物质,达到了黑洞所能承受的质量上限,所以才发生了大爆炸,产生了我们的宇宙,这种假说有一定的合理性,所以也有人揣测黑洞的质量上限或者和我们的宇宙总质量差不多,当然这种猜想还需要理论物理的推理和天文方面的观测来验证。
类星体与星系中心大质量黑洞的区别是什么?
大家都听说过黑洞这种天体,它是宇宙中最黑的天体,因为它不但不发光,就连光走到它附近也会被它吸收,可谓是黑得无与伦比。然而黑洞又可以是宇宙中最亮的天体,那就是当它成为类星体的时候。
说起类星体,不懂天文的朋友可能不知道怎么回事。实际上类星体也是一种黑洞,我们其实可以称它为有着明亮吸积盘的黑洞。
已知的类星体黑洞都质量巨大,它们丝毫不亚于星系中心的大质量黑洞,比如已经观察到的最大质量的黑洞就是一颗类星体,它就是Ton618,这个类星体的中心包含着一个巨型黑洞,质量达到了太阳的660亿倍,它的视界直径大约为3840亿公里,可以说比我们已知的最大个头的恒星盾牌座uy都要大得多,也是已知体积最大的单一天体。
由于它发出了极其明亮的光,据测算光度为太阳的140万亿倍,是整个银河系光度的2000多倍,也就是说它的光度比两千个银河系还亮,它也是迄今为止已知宇宙中最为明亮的单一天体,虽然它距离我们大约为104亿光年,但一些天文观测设备仍能比较清楚地看到它,60多年前的1957年,它就被天文学家们发现了。
TON618被认为是在一个星系中心的一个巨大的黑洞周围旋转的强烈热气体的吸积盘,这正是类星体的典型特征,这是由于类星体中心黑洞附近有着丰富的物质量可以供它吸收,这些物质又在黑洞的强大引力之下被撕扯拉碎,由碎石拉碎成尘埃,有尘埃拉碎成分子原子,进而连原子也会被拉碎,形成了围绕黑洞运行的巨大吸积盘,在这一过程中,物质的摩擦碰撞分解分裂产生出了巨大的能量,伴随着各种波段的电磁波的辐射,所以类星体看上去非常明亮,其实在它明亮的吸积盘的中间,仍然是黑幽幽的,不发出任何光线的深不可测的黑洞。
其实星系中心的大质量黑洞也都可以转化成类星体,或者说类星体本身就是一种大部分都位于星系中心的大质量黑洞。当星系中心黑洞吸收一颗恒星物质的时候,通常它能短暂的转变成类星体,因为恒星的物质会在这个黑洞周围形成吸积盘,导致这个黑洞周围变得非常明亮,天文学家们认为我们银河系中心黑洞也会发生这样的现象,只是通常1000年中才有可能发生一次。
类星体和星系中心黑洞都诞生于宇宙之初,是宇宙大爆炸之后局部物质密集区域直接形成的黑洞,它们也是星系的创造者,巨大的引力吸引了大量的物质,这些物质在围绕黑洞运行的过程中形成了最初的星系核,进而又通过融合兼并形成了更大的星系,我们的银河系和仙女座星系等都是这么形成的。
为什么还如此确定它存在?
我们是如何观测
我们都知道暗物质是无法直接观测得到的,可是为什么科学家还如此坚信它的存在呢?
这个其实就要从我们的“观测”自身说起。科学家发现,在宇宙存在着四种作用,分别是:强相互作用力、弱相互作用力、电磁相互作用力、引力。
这四种力中,引力和电磁力其实是我们比较熟悉。引力使得地球可以绕着太阳转。而我们日常生活中接触到的除了引力,剩余的都是电磁力。比如:摩擦力,弹力,支持力,其本质其实都是电磁力。
也就是说,我们观测物体其实也是依靠电磁力。具体来说是这样的,我们人之所以能看到东西,首先需要物体自身发光或者反射光到人眼。
当然,光线进入到眼睛里的晶状体,这个晶状体就类似于一个凸透镜。晶状体会把物体的像呈现到视网膜上,最后通过视锥细胞和视觉神经的处理,我们就看到了物体。整个过程其实都是利用电磁相互作用。
而我们利用望远镜进行观测时,也是类似的道理,同样都是利用电磁相互作用力。
其实这也很好理解,在19世纪中叶,麦克斯韦在法拉第提出的理论的基础之上建立了麦克斯韦方程,统一了“电”和“磁”,并且预言了电磁波的存在,光就是一种电磁波。所以,我们看到的光其实是可以参与电磁相互作用的。
而我们之所以观测不到暗物质,本质上就是因为暗物质并不参与电磁相互作用。因此,我们没办法用常规地手段去观测暗物质。
为什么科学家如此确信暗物质地存在?虽然没有办法利用常规地手段观测暗物质,但我们其实可以确信暗物质是存在地。具体来说是这样的,上世纪30年代,有两位天文学家的大咖陆续发现了星系周围的恒星跑得很快。
这种“快”其实是相对于牛顿理论而言的。我们都知道,牛顿提出万有引力定律,解释了天体运动得的规律。通过牛顿力学我们其实可以算出星系周围恒星的运动速度。就拿太阳来说,铜鼓哦理论计算,太阳绕银河系质心的速度应该是160km/s。可是实际上观测得到的结果却是太阳绕着银河系质心的速度是240km/s。
我们来想象一下,如果你有个带线的耳机,你把这个耳机甩起来,当你越甩越快的时候,其实你要拽住这个耳机所用到的力就会增加,如果你甩到足够快,快到你拽不住时,耳机就会沿着切线飞出去。而太阳在银河系内的运动其实就是这样,如果仅仅依靠可见物质的引力,那太阳就会飞出去,必须得有东西提供额外的引力,才有可能把太阳拽住,而且通过计算可以知道,这个东西提供的额外引力要远比可见物质大得多。但是就像上文所说的那样,我们并无法看到它,它是不参与电磁相互作用的。因此,科学家才将它命名为暗物质。
暗物质基于以上的认知,许多科学家提出了关于暗物质的很多理论。而目前比较主流的理论是冷暗物质模型。所谓的“冷”其实就是在表述暗物质应该是移动很缓慢的那种物质。而“暗”其实体现的就是暗物质看不到,不参与电磁相互作用。
暗物质不参与电磁相互作用的特性,使得暗物质粒子可以直接穿过我们的身体,而我们不得而知。类似的其实还有中微子,也同样是不参与电磁相互作用,据估算每秒钟有10万亿个中微子穿过我们的身体,我们根本感受不到。
实际上,暗物质其实还不是一个成形的理论,它只是特指这类“引力现象的异常”,它具体是什么,我们还不得而知。因此,也不会存在所谓的替代理论。我们通过一些手段,诸如:引力透镜等,也可以观测到暗物质存在的证据。
在许多国家也陆续开展了许多关于观测暗物质的项目,我们国家除了悟空探测器之外,还有锦屏极深地下暗物质实验室。
目前,科学家甚至可以计算出暗物质目前所占宇宙总量的比例,比可见物质的5倍还要多。
所以,关于暗物质,我们知道得很多,同时不知道的更多。只能寄希望于往来,各国对于观测暗物质的投入能得到回报,并且期许科学家能够依照观测的结果得出相关理论。