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《星际穿越》背景知识以及音效详解

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《星际穿越》——理论准备

先谈谈的科学部分:

题图里的黑洞,除了黑色的部分之外,想必那个如同王冠般耀眼的环形结构是大家最关注的。这是周围物质在黑洞引力作用下落入黑洞的同时释放引力势能而产生的明亮结构。具体的释放机制主要是粘滞加热(viscous heating),因为这个较差自转的盘不同半径的角速度不同(越到内部越大),物质互相摩擦就可以释放相当可观的能量。至于为何是个盘,因为初始角动量的存在,这些物质在刚开始就有一个大致相同的角动量方向(想想太阳系为何也差不多在一个平面上,类似的道理),所以落入黑洞时的轨道也基本在一个面上。

于是,大多数时候,我们看到的黑洞是这样的



《星际穿越》——理论准备

当然,我们还知道黑洞本身不发光,引力会弯曲空间,于是我们看到的黑洞还是这样的:

《星际穿越》详解

右下角的图形代表能观测到的能谱,由于相对论beaming的存在,能量会向高能区移动。

也许你注意到了,电影里似乎没有出现多普勒频移的效果(也就是一边红点一边蓝点),不过我倒是找到一张设定图:


注意这些不同的色块,代表了这些区域可观测的温度/能量,红色代表最大红移,接近内侧的黄色主要是引力红移导致的。而电影里我们看不到这些效应主要是这些区域的能量范围非常广,而且能量密度极高(也就是很亮),即使红移之后对肉眼来说还是太亮,所以我们看到的差不多是一个均匀的光带。(就像理论上太阳外侧会比中心部位暗一些,但现实中你也看不出来,而吸积盘的亮度太阳完全不能比)。

不过Interstellar超越这些科研成果的地方在于,Kip Thorne的推导加上高精度的模拟,最终能看到的不止一个吸积盘!上面这张设定图比较清楚,背面的吸积盘像不仅从黑洞“上面”绕射过来,同时也会从“下面”绕过来。而正对观察者一侧的吸积盘下部的光,则会绕黑洞3/4圈之后再次出现在我们的眼睛里(就是黑洞上部紧贴它的那条亮线)。这只是绕黑洞圈数较少的光线的像,剩下的像会更加接近黑洞视界,所以难以看清。

(贴张Kip的老照片,因为这是我第一次看到他的样子,Kip只用了三年就在Wheeler(也是费曼的博士导师)手下拿到PhD,30岁拿到Caltech正教授,当代广义相对论和黑洞物理的顶级大师,名著《黑洞与时间弯曲》强烈推荐。Kip参与了不少本片的剧本创作,还拉着诺兰的弟弟Jonathan去Caltech学了不少广相,诺兰本人据说去了SpaceX感受了造火箭的氛围)

这个结果,不仅仅在电影界,在科学界也是前所未有的!据报道,“诺兰的Group”(评论里有建议这样提不太好,我只是指代,加上引号好了)会至少发两篇paper,一篇黑洞物理,一篇计算机图形。


除此之外,还有影片前期对虫洞表面的表现,同样由于空间弯曲,你将会在虫洞表面看到来自整个“天空”(空间?)的影象。而飞船穿越虫洞的那一幕,逐渐接近视界的各种细节,简直是most fantastic journey ever!而着陆的第一个星球,相信看过大刘《海水高山》的同学会非常激动的。

好吧,如果诸位有耐心看到这一段,我要开始聊聊电影本身了。


电影的前段稍显沉闷,但是看完之后发现埋藏的无数包袱就会觉得《啊哈,原来如此!》(我为啥要用书名号?)诺兰擅长的穿插叙事在本片里和具象化的时间维度(这算剧透?)结合的天衣无缝。主角麦康纳多年前参演的《超时空接触》也是一个星际穿越的题材,但是为了表达诠释父爱,让外星人化身父亲的形象和穿越后的朱迪 福斯特接触,显得非常生硬。而本片里,前期引力红移产生的时间差,“天上一日地上一年”,让观者觉得父女无论空间还是时间,都在拉开几乎无穷大的距离,离愁别绪让人感慨万千。而片尾(剧透开始!),在外星人(其实是未来可以操纵高维空间的人类)制造的时间变成一个空间维度的世界里,麦康纳通过对时间流的影响(感谢评论中的指正,其实是影响引力产生的引力波)操纵手表的指针给女儿传递关键信息,让人松口气的同时又被深深的感动:正如安妮海瑟薇在近乎绝望时所说的,除了引力,爱也是可以打破不同维度隔阂的力量啊!


《星际穿越》——音效

特别还要提一下本片的音效和配乐。 本片前半部分涉及到太空的场面大都是完全无声的,甚至连配乐都没有,诺兰通过频繁的舱外/舱内镜头切换造成的有声/无声的对比营造出了太空旅行强烈的孤独感。尤其是Endurance到达土星附近的那一幕,非常作为一个小点无声的前行,背后的土星作为巨大的背景让我顿时联想起流浪地球里:“这时木星已占满了整个天空,地球仿佛是浮在木星沸腾的暗红色云海上的一只气球!而木星的大红斑就处在天空正中,如一只红色的巨眼盯着我们的世界,大地笼罩在它那阴森的红光中……”这一刻,人类是渺小的,然而正是以如此微不足道的力量向大自然给予的命运宣战,生命,又是如此的伟大。
本片配乐由Hans Zimmer操刀,寂寞大师在好莱坞的名气由来已久,中国观众最早熟知他的作品应当是卖拷贝的巅峰之作《勇闯夺命岛》,当然他之前的名作还有《雨人》,《红潮风暴》和《狮子王》,后来则有他和Klaus Badelt 合作的《加勒比海盗》系列也是广为人知(其中He's a Pirate被国内各大电视台长期未授权播放,从军事节目到男性健康广告,可谓万能BGM)。不过之前Zimmer的配乐虽然极其带感,但我听来总有喧宾夺主之感:这段镜头明明是为了配乐拍的嘛,或者一到某种场景,耳边仿佛想起“该起音乐了”,于是Zimmer的曲子如期而至。
Zimmer一直善用恢弘的交响乐营造高张力的氛围,但这次,他的配乐却是流水一般渗入了影片的各个角落,无论的节奏还是响度都非常克制,影片末尾的关键时刻,虫洞两侧频繁的镜头切换在Zimmer略偏舒缓的钢琴曲的带动下的却能产生令人窒息的紧张气氛,如果说以前Zimmer偏向马克西姆或者朗朗的话,这次的Zimmer如同克莱德曼(好吧我俗了,那我说像内田光子或者Krystian Zimerman吧)
,润物细无声,让观众仿佛忘记配乐的存在,却又被配乐更加深入的影响。


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