《星際穿越》真實再現黑洞：恆星光線環繞穹界

新浪科技訊 北京時間11月6日消息，據澳大利亞廣播公司(ABC)報導，新上映的科幻大片《星際穿越》吸引了無數影迷的目光，片中對近距離觀察時黑洞呈現的景象進行的準確描述讓影迷們津津樂道。拍攝過程中，《星際穿越》創作人員向世界著名物理學家——美國加州理工學院的基普-索恩取經。在視效小組的齊心努力下，《星際穿越》成為科幻片史上對黑洞的呈現最具有科學準確性的影片。

索恩表示：“在此之前，任何好萊塢影片都未準確呈現過蟲洞或者黑洞。《星際穿越》是第一部準確描述黑洞的好萊塢影片，符合愛因斯坦的廣義相對論方程式。”廣義相對論闡述了引力的特性。黑洞是宇宙內已知引力最大的天體。愛因斯坦的方程式闡述了觀察者所能看到的黑洞景象，但如果想解釋黑洞信息悖論，你還需要借助量子方程式。

索恩是物理學巨匠斯蒂芬-霍金的好友。在這兩位理論物理學家的幫助下，我們對黑洞的認知進一步加深。在索恩的幫助下，諾蘭巧妙地為觀呈現神秘的黑洞，將科幻與黑洞科學融合在一起。影片對黑洞的呈現不僅簡單易懂同時富有美感。《星際穿越》製片人艾瑪-托馬斯指出：“視效部門利用索恩提供的數學數據，真實再現黑洞的景象。”

索恩和電影視效部門將有關黑洞的數學數據和愛因斯坦的著名方程式進行視覺再現。為了讓觀更直觀地了解黑洞，他們採取了一個巧妙的做法，在黑洞后面“部署”一顆恆星。他們意識到這顆恆星放射的光線可能被困在黑洞事件穹界附近的扭曲時空。這種現象被稱之為“引力透鏡效應”，允許天文學家探測系外行星。

在拍攝《星際穿越》過程中，主創人員進行了巧妙的設計。來自黑洞后方的恆星光線可能環繞黑洞事件穹界幾周，而后朝觀察者的方向釋放。具體到《星際穿越》身上，這個觀察者便是攝影機。在視覺上，黑洞的邊緣將展露出令人驚異的景象——恆星光線將在事件穹界邊緣呈現出不同的景象。視效小組負責人保羅-富蘭克林指出這會形成“一個怪異的太空漏斗”，被黑洞引力扭曲的恆星光線環繞黑盤。

如果沒有輻射吸積盤，任何黑洞都不算完整。《星際穿越》如何呈現吸積盤？隨物質墜落旋轉黑洞的事件穹界，氣體被吸入一個炙熱的吸積盤，發出明亮的光芒。富蘭克林表示：“我們希望呈現整個過程，對這種異乎尋常引力透鏡效應進行可視化。我們發現引力將這個發光氣體盤扭曲成怪異的形狀，讓你看到壯觀的‘火彩虹’穿過黑洞頂部。當我看到這個盤在黑洞上方和下方環繞時，我能夠很好地理解自己看到的景象。不過，理解和看到完全是兩回事。”

《星際穿越》對黑洞的呈現擁有極高的科學准備性，但如果視覺再現只是針對黑洞的數學，則沒有太大意義。為了讓觀看到他們更熟悉的黑洞景象，諾蘭在呈現黑洞時賦予視效人員一些藝術創作自由。他：“我們發現只要不大幅改變視角，我們便可得到一些非常易於理解並且富有美感的圖像，呈現這些方程式。最后的視覺效果令人感到吃驚。”

現在，索恩和《星際穿越》視效小組正為天文物理學界和電腦製圖界撰寫一些技術論文，闡述他們的發現。索恩：“通過快速旋轉黑洞，我們發現了一些與引力透鏡有關的東西，是我們此前從未見過的。”

科幻影片的第一要務並不是科學研究，而是娛樂觀。隨電腦繪圖技術的不斷進步，科幻片觀的要求也隨之提高，促使電影人盡可能真實再現各種天文現象。也就是，他們需要在創作過程中求助於科學家，讓科幻片在講述驚心動魄的故事的同時盡可能擁有科學的準確性。(孝文)