楼主:
schooner (.....)
2014-11-18 00:59:49不少人讨论星际效应的科学, 但没有算出来毕竟有点隔靴搔痒
本来想动手自己算一下, 没想到已经有人算了...
原文请见 http://ppt.cc/wid3
一些大家感兴趣的
1. 一小时变七年有可能吗?
有的, 请直接跳到时间延迟公式 (dτ/dt) 那段,
原作者已经导出在 1hr/7yrs 的情况下, 黑洞质量 M,
Miller 行星与黑洞的距离 r, 观察者视角 θ, 与黑洞
角动量 J 之间的关系
而 Miller 行星要存在, 必定需要一个稳定的绕行轨道
在 Kerr black hole的条件下, 可以有三个稳定轨道,
(请见 Bardeen et al. 1972年发表在天文物理杂志的文章)
最接近 Miller 行星情况的轨道落在 1/2倍史瓦兹半径处
即 r = 0.5 rs (很妙, 在 Kerr black hole的 Ergosphere里 XD)
假设 Miller 行星轨道面与黑洞的赤道面一样, θ=π,
黑洞质量用设定的 1亿倍太阳质量 (这在天文上是略小的超
大质量黑洞, 可以做为一个银河系的核心了!)
带入后可得到 Miller 行星的轨道半径为 1.48 x 10^11 公尺
哈~~ 差不多刚刚好是 1 au!!! 也就是太阳到地球的距离 XDD
这当然是故意的... XD
片中出现的大海啸, 应该是黑洞对行星的潮汐力所造成, 而
强大的潮汐 (根本海啸) 也会产生很大的潮差, 这解释了为什么
Miller 行星上的水这么浅, 因为队员是走在退潮的潮间带... 囧
详细的计算 Kerr black hole周边的潮汐力蛮复杂, 也算是个
半大不大的 bug
2. 讨论完 Miller 行星, 下一站就是冰冷的杰森包恩, 我是说 Mann行星
假设 Mann 行星的轨道也是一个稳定轨道, 那么它最小的可能
轨道半径是 4.5倍的史瓦兹半径, 也就是约在离黑洞 9 au的地方
也就是相当于土星的位置
以 Miller行星都是液态水来作为温度指标, 9倍远的 Mann行星当
然是冷到爆炸, 以最近卡西尼对土星卫星泰坦的观测来看, 1au有
液态水, 到了 9au就成了液态甲烷...
另外, 剧中对 Mann行星大气的描述也符合目前科学对低温行星的
观测, 氨和甲烷都是常见的有机气体
3. 最后一个 Edmunds行星... 剧中情报透漏太少, 难以推估, 但合理
猜测应该是在 2au附近 (不能太冷)
有趣的是, 这大约符合火星到小行星带的距离, 电影里少少的几幕
Edmunds画面, 似乎暗示这是颗比较干燥的行星, 让人觉得是火星的
适居版
本剧在广义相对论处理 Kerr black hole附近的时空算是蛮切合目前的
标准理论, 但蛮可惜, 对于适居行星的处理略有不足, 比方说
1. 绕行黑洞的行星, 很自然会质疑能量来源, 太阳系有太阳可以提供温度
黑洞就...
好吧也许可以借由黑洞附近的高温吸积盘当作热源, 但还蛮悬的,
2. 黑洞的潮汐力, 很难想像 Miller 行星可以存活, 除非 Miller 的密
够大, 但么大的密度却可能会超过设定的 1.3倍地球重力
3. 这三个行星颇有照搬太阳系设定的 fu, 创意不足 :p