关于《星际穿越》的故事，有一个令人惊讶却鲜为人知的事实。一到达美国宇航局的设施，库珀首先把目光放在了巨大的圆柱形宇宙飞船上，它将拯救地球上剩下的人类。在世界的其他地方，有几艘这样的船正在建造中。人们将登上飞船，前往太空，在环绕土星的轨道上开始他们的新生活，这是对他们艰难挣扎的家园的最后告别。但这些飞船很重，不可能轻易摆脱地球的引力。物理学家基普·索恩的著作《星际科学》揭示了飞船之所以能够进入太空，是因为塔斯的量子数据使墨菲能够控制重力异常。她降低了地球引力的强度，使飞船更容易飞出大气层，然后在升空后恢复了地球的原始强度。

然而，地球引力的降低意味着地球核心不再被巨大的压力和重量所控制。它会开始向上移动，挤压地壳，导致毁灭性的地震和海啸现在席卷全球。我们这个时代的文物就会被山峦淹没。一旦重力恢复正常，地球将恢复正常大小，再次引发强大的自然灾害。地球上最后的旅行者在毁灭性的毁灭过程中离开了这个星球，最终消灭了地球上大部分的人类生命。

但是关于星际飞船还有一件事需要注意。那是一个巨大的离心机。飞船在太空中旋转，为乘客提供人工引力。这不会是真正的引力，因为产生任何可观的引力的唯一途径是拥有巨大的质量（行星和恒星规模上的质量）。但是旋转飞船可以模拟重力的影响，让人们四处走动而不是漂浮。他们还可以避免太空旅行对人体造成的许多退化影响。

这不仅仅是一个聪明的计划。人工重力将是载人火星任务和其他任务的必要组成部分。即使宇航员有严格的锻炼习惯，太空的低重力环境仍然会对他们的健康产生负面影响，使他们返回地球的过渡变得困难而痛苦。

飞船的旋转会产生引力的错觉。这是因为离心力取代了重力，让你的身体感觉好像受到了引力场的作用。离心力会把人拉到飞船的墙上，把他们往外拉。然而，与此同时，飞船有一个向内的向心力和反向心力。这种推力和拉力的结合使乘客能够正常走动，而不是漂浮在空中。这与地球将我们向下拉的方式并没有什么不同，但同时它的表面也会向上推我们的脚。

这些旋转航天器的设计往往是圆柱形、球形或环形。这些设计的半径，以及旋转速率，将决定模拟重力的强度。这些参数可以调整，使乘客感受到与在地球上差不多的重力。

因为它只是模拟的重力而不是真实的重力，所以会有一些我们在地球上没有经历过的迷失方向的效果。例如，科氏力会导致物体下落到地面时路径弯曲。从飞船高处扔下某样东西就意味着这个物体不会沿直线落下。

就像《星际穿越》里的宇宙飞船一样，建造一个巨大的旋转飞行器，然后把它发射到太空中是一个巨大的挑战。为了承受不断的旋转，飞船必须由耐用的材料制成。这意味着建筑过程必须直接在太空中进行，而不是在地球上。即使是现代的火箭都是由轻质材料制成的，这既可以使它们更容易被送入太空，也可以考虑到在地球大气层之外发射任何东西的巨大成本。虽然SpaceX等公司可能降低了成本，但发射到轨道上的成本仍在每磅2500美元左右。

一艘旋转的船还需要考虑保持旋转所需的燃料。到目前为止，与建造一个旋转空间站相比，让宇航员进行严格的日常锻炼是相当安全的，而且花费要少得多。但是，如果研究表明，在较长的旅程中，低重力条件太有害，人造重力将成为必需品，而不是奢侈品。

NASA过去曾设计过这样的飞行器。他们的“Nautilus-X”旨在成为一种可重复使用的运载工具，既可用于月球任务，也可用于更深的空间任务。发动机和燃料可以更换，并为每个具体任务定制。离心机将包括可充气的结构，整个飞船将花费大约5年时间和37亿美元建造。不幸的是，由于利益的转移和预算的削减，这一计划从未实现。

尽管在科幻小说中，人工引力司空见惯，但在现实生活中却很少有方法去创造它。另一种更具试探性的方法是发现引力质量为负的粒子。据我们所知，引力总是吸引具有正质量的粒子。如果一些外来粒子确实具有负质量，因而具有引力斥力，那么在一个房间里排列它们就会导致引力场把我们拉下来。这种奇异的材料还能保护乘客在太空旅行中免受加速力的影响。

到目前为止，还没有已知的粒子产生引力斥力，尽管反物质已经被证明可能存在。物理学家相信，未来几年的研究将有助于确定斥力是否是反物质粒子的一种属性，这一发现将改变我们对宇宙的理解。

《星际穿越》中旋转的飞船总是使我着迷的一件事是它有多像一个时钟。它提醒我们时间的流逝，即使是在一个本身似乎是永恒的地方。就像我们没有找到操纵时间的方法一样，我们还没有找到操纵引力的方法。他们逃避我们，并提醒我们，即使现在在我们这个技术发达的世界，仍然有一些事情是我们无法控制的。如果我们能控制其中任何一种，情况将会多么不同。引力带来了毁灭行星和恒星的力量，最终让我们了解黑洞。一些理论甚至提出，引力在维度间移动，从我们的世界滑落到其他许多维度。但我们将不得不梦想在有一天参观其他维度。现在我们被困在一个旋转的星球上，希望有一天能登上一艘旋转的飞船，带我们深入宇宙。

出处：头条号 @老胡说科学