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物理老師眼中的《複聯4》,到處都是物理學知識點呀!

本文授權轉載自公眾號“物理好教師”

4月24日,《復仇者聯盟4:終局之戰》(以下簡稱《複聯4》)終於登場,小編雖然沒有熬夜,但也趕了一個上午場。

劇情嘛?拍拍腦袋就能想得到:滅霸死,群雄生。

可是我猜得出結局,卻猜不出過程。——滅霸怎麽死的?逝去的英雄是如何復活歸來的?這才是觀影的理由。

還有,要乾掉滅著霸這個超級大BOSS,不搭上幾個超級英雄也實在是說不過去,所以是哪個超級英雄領了便當呢?

為了你的觀影體現,細節就不劇透了。故事的梗概說一下也無所謂啦!

簡單地說,《複聯4》劇情上接《復仇者聯盟3:無限戰爭》,講述的是集齊六顆原石的滅霸一個響指讓宇宙生命消逝了一半,剩下的復仇者們為救回逝去戰友,再次集結,孤注一擲,逆轉時間,回到滅霸收集六顆原石以前,再打一個響指,讓宇宙恢復原樣。

走出了電影院,耀眼的陽光有些眩目,我突然想到了無限拳套上鑲嵌的六顆閃閃發光的鑽石――不,是原石。不禁突然想知道,這些無限原石來自於哪裡?為什麽有毀天滅地的威力?還有,超級英雄逆轉時間,回到過去有科學依據嗎?

無限原石的秘密

兩千多年前,有一個憂國憂民的詩人望著深邃的夜空,追問宇宙的起源:“遂古之初,誰傳道之?”

關於宇宙的起源,不同的人給出了形形色色的答案。宗教、神話將它歸功於一個個的神。科學家怎麽解釋呢?

現在物理學家也給出了一個有趣的答案:宇宙起源於大約140億年前一次“大爆炸”。

——“大爆炸”這個詞是英國天文學家弗雷德·霍伊爾在1949年提出的,有趣的是他本人是反對“大爆炸”理論的――他認為宇宙一直如此,過去不變,現在不變,未來也不變。他是為了說明宇宙起源於大爆炸觀點的可笑而創造了這個詞,結果這個形象的比喻反而讓越來越多的人接受了“大爆炸“理論。(這讓我想起了泊松亮斑)

那麽,在“大爆炸”之前,宇宙是什麽樣呢?

物理學家說,在爆炸之前,所有恆星的質量都在狹小的空間內壓縮,成為一個密度接近無限大的一個“點”,他們把這個點稱為“奇點”――奇點位於超級黑洞的中央。

在漫威動漫的世界,宇宙大爆炸之前,存在六個奇點。這些奇點在大爆炸之後,化為六顆無限原石。――分別代表著空間、靈魂、現實、時間、力量和心靈。

每個原石都具有無窮的能量,若能將六顆原石全部收集,就具有了毀天滅地的力量。(這又讓我不由想起了七顆龍珠)

第一個集齊六顆無限原石的人是滅霸,他把六顆原石鑲嵌在一個拳套裡,一個響指就讓宇宙一半生命灰飛煙滅。

在《複聯4》中,剩下的超級英雄組隊找到滅霸,想要奪取這六顆原石,再打一次“響指”,讓逝者重歸。可是,原石已經被滅霸摧毀了,英雄們絕望了。

直到五年之後,才想出一個唯一的辦法:逆轉時間。――搶在滅霸之前收集到六顆原石,然後再回來現在,再打一個響指,讓逝者歸來。

可是,如何逆轉時間呢?

逆轉時間有幾種方法

時間是什麽?

在牛頓的世界裡,時間是沿著直線向前永不停息流動的一條河流,沒有什麽東西能讓這條河流改變方向。(子在川上曰:逝者如斯夫,不捨晝夜!)

而在愛因斯坦看來,這條河並不是筆直的,而是會彎曲的,雖然它不會繞一圈又回到彎回到原來的河道上。(這樣看來,逆轉時間是不可能的)

但是到了1949年,事情有了轉機,因為數學家哥德爾進一步證明,這條河流是可彎回到原來的河道上的。――也就是說,逆轉時間是理論可行的。終於可以進行時光旅行了。

接下的問題是,如何進行時光旅行?

被譽為當代愛因斯坦的霍金提出了三種方式:蟲洞、強子對撞機、火箭。

一、蟲洞

這個蟲洞可不是蟲子鑽的洞,它只是一個形象的比喻。

蟲洞又稱愛因斯坦-羅森橋,是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道,透過蟲洞可以做瞬時的空間轉移或者做時間旅行。

可是蟲洞在哪裡呢?

霍金認為,蟲洞就在我們身邊,只不過它們非常微小,難以覺察。就像把任何物體放大,都能發現小洞或縫隙,時間也有很多細小的裂縫,蟲洞就存在於這裡。不幸的是,這個通道極度微小,人類根本無法通過。要想通過,要麽設法將它放大數兆倍,才能讓一個人或一艘飛船通過;要麽讓人或飛船縮小到比原子還要小。

遺憾的是,迄今為止,蟲洞只是一個假設,科學家們還沒有觀察到蟲洞存在的證據。

二、強子對撞機

愛因斯坦認為,物質會拖住時間使其變慢下來,物體質量越大,對時間的拖力就越大。現在已知質量最大的是黑洞,越靠近黑洞的地方引力越大,在黑洞附近連光都無法逃逸,這會使時間變得非常慢,從而成為一個時間機器。

假如一艘飛船在黑洞附近的時間中繞行了5年,當飛船回到地球時,地球上的人會比宇航員年長5歲。

那麽,如何才能製造出黑洞呢?利用超級強子對撞機或許可以。

2008年9月,當歐洲啟動大型強子對撞機時,地球要被毀滅的說法廣為流傳。持這個觀點的人認為,在對撞隧道內加速粒子並進行碰撞,會產生出非常高的能量,形成了一個微小的黑洞。雖然這個黑洞開始非常小,看上去人畜無害。但它就像一個貪吃蛇,會一點點地吞噬周圍的物質,並逐漸長大,直到最後將地球,乃至宇宙徹底吞掉。

這個說法是否可信,誰知道呢?

三、火箭

哥倫比亞大學物理學家布賴恩·格林告訴了人們一個飛往100萬年以後的方法:先建好一艘太空船,然後以接近光速的高速度開始飛行。當你在高速飛行的飛船上過了一年返回地球時,走出飛船後你會發現地球上已經過了100萬年――-你已經到了地球上的未來。

這種時光旅行的方法源於物理學家一種觀點:一個物體越接近光速,時間對它來說就會越慢。

現在你應該明白了,這裡所說的“火箭”,其實是一種可以讓飛船運動速度加速到接近光速的機器。

有科學家認為,把一個10噸重的負載加速到光速的99.9%,需要使用100億億焦耳,這相當於全人類幾個月的能源生產總量。――或許,實現光速運動只是一個能源成本的問題。

了解了這三種時光旅行的方式,你一定想知道,復仇者聯盟的英雄們是通過上面哪種方式回到過去的?

顯然,利用強子對撞機和火箭是使時間變慢,所以這兩種方式更適合奔向未來。――畢竟,沒有光速更快的了,超光速是不存的――至少現在這樣認為。

那麽,超級英雄們只能用第一種方法了,想想這個主意是蟻人提出的就大概知道了。――超級英雄們應該是變成像蟻人一樣小,通過蟲洞回到過去的。

好的,關於《複聯4》中的物理,今天就先說到這兒,你還想知道什麽呢?快來留言吧!

最後,不妨來一個有趣的假設:如果真的有一個逆轉時間的機會,讓你回到過去,你最想做的事一件事是什麽呢?

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