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电影《地心引力》高潮部分是否有悖于物理定律?

影片“重力”在激发人们对人类天性的好奇中扮演了重要角色，电影也使得这些无处不在的想象比在太空中漫游更显露无疑。近几年来，电影就像是有趣的观察者，“火星救援”和“重力”帮助我们设想未来，但是他们同时也让我们怀疑他们到底有多精确。因此，我从TroyStuart那里得到了灵感，他想知道：

今天晚上，我和妻子在观看“重力”节目时想起了这个。(见下图)我的疑惑是：当极限被拉近了极限，并且漂浮在太空中，为什么乔治放松后就会慢慢飘走？那时引力是一样的，因此应该没有问题。老婆认为这是因为它们在太空中以不同的速度漂浮。质量问题只是当尝试改变方向时，我想这是个需要考虑的问题。所以，当松钩的时候，是什么原因让乔治飘然而去？
这里有一幅关于这个题目的照片。
图片编辑：WarnerBros图片来源于AlfonsoCuarón，拍摄于电影《重力》的海报。
这一幕是两名宇航员正在经过国际空间站，竭力想要靠近它。Soz中的一个模块仍然存在，而降落伞也已就位。RyanStone(SandraBullock)和MattKowalski试图在空间站上抓到它，但都没有成功。Stone的腿缠在了降落伞的绳索上，然后抓住了kowalski。但是，他们渐渐发现索索无法支撑两个人的重量，kowalski解下绳子，飘向太空，慢慢离开stone和空间站。
但电影镜头里还有一个问题，就像特里说的。而这个问题非常简单：这是违背牛顿第一运动定律的。
图片编辑：WarnerBros图片来源于AlfonsoCuarón，拍摄于电影《重力》的海报。

牛顿第一运动定律可能是人类所知道的最古老的物理运动定律，一个静止的物体不受外力影响就不变地运动。当stone和kowalski系在降落伞绳上之后，一旦绳索拉紧，再也不会拉扯或移动，它们就会向同一方向运动。在表象中，如果它们都保持恒定运动，在没有加速度和外力的情况下，在降落绳索上不会产生任何拉力。但是，当kowalski解下绳索，它还是飘走了。
图片编辑：WarnerBros图片来源于阿方索·库隆，他来自电影《重力》里的海报。
这是个问题，外部同样存在。就像地球上的“重力”一样。空气稀薄，海拔较高，但很小，但不可忽视。(正因为如此，近地轨道的卫星需要“偶尔提升”，或者需要脱轨并在大气层中燃烧)。这是一个比stone和kowalski要大得多的太空站，所以它将承受更大的引力。但是这一切都无关紧要，因为牛顿第三运动定律，告诉我们那个F=ma，它告诉我们，国际太空站的加速度运动，与stone和kowalski，即使它们的重量不同。
抗力非常有趣，取决于物体的密度、表面面积和物理尺寸。如果伽利略确实在比萨斜塔上做了他的铁球试验(两个不同重量的铁球从同一位置掉下来)，他就会发现重的球先落地：1磅铅的重量仅有10%的重力，而阻力则为22%！像人一样轻巧、小型的高密度物体，比国际空间站承受的阻力要大得多，在轨道上也能轻松些。
图片编辑：WarnerBros图片来源于阿方索·库隆，他来自电影《重力》里的海报。

但这并不足以使他们在“重力”里发挥作用！在太空中，大气的密度非常低，所以kowalski要用几个月才能离开太空。实际上，一场简单的斗争就会将他推向太空船，使整个系绳场景失去意义。
但也有一些其他的问题，如果你认为电影的海报是真实的，那我们还没考虑过。若将一场连结场景看作纯粹的线性系统，那我们应该注意角度因素吗？
图片编辑：WarnerBros图片来源于阿方索·库隆，他来自电影《重力》里的海报。
让我们看看kowalski与stone之间的距离，它与太空站的角度相当，也一样。在宇宙中，它是怎么产生的？直到太空站在旋转！即便只是轻微的转动，如果一次踏上或优先于太空站的重力中心发生碰撞(就像电影一样)，那又会怎样？假如你在一根绳索上旋转一个球，再啪地一声弹线，你就会发现它是直线型的。
图为WJ百科用户Brewsohare拍摄的publicdomain。
空间的旋转可以非常缓慢且缓慢，因此在镜头内很难不被发现。不过，你只需做下面这些事情：
1.把绳索绑紧。
2.预先设定较大最后系索断裂的风险。
3.如果重物即将分离(例如像kowalski那样释放)，它会摆脱惯性，并远离束缚物。
Troy，你说得对，要系上绳索，我们的确需要加快速度，因为人们的体重有可能会挣断降落伞系绳，而kowalski在松开绳索之后就能真正地向前移动。这个加速度可能是受到外力的影响，或者是改变你速度的一个因素，或者一个旋转，或者一个改变方向的运动。根据我们在电影中所看到的，接下来的方向会发生变化，一些小小的变化，但足以让影片继续。
图片编辑：WarnerBros图片来源于阿方索·库隆，他来自电影《重力》里的海报。
也许我并不像大多数科学家那样看电影，我也不会从缺陷、漏洞或者方法上宣称，“这是不可能的！”我试图在自己的头脑里寻找一种方法，使之成为可能，并使之符合物理规律，我想我找到了一种，所以我将继续。旋转在“火星救援”中也扮演着重要角色。事实上，当MattDamon从他的太空衣的手上挖了个洞，朝救援的方向飞去，我几乎要朝他大喊一声。他为什么不把手放在他的重心附近，让他更好地控制自己！
总而言之，一位像kowalski这样老练的宇航员应该知道，要完成一场挣扎，并把自己带进太空站，除非空间站的旋转比照相机角度所显示的更强大，这使得斗争无法进行。但除非有某种加速，让转动成为唯一的选择，那么他就没有理由飘落到死亡。所以那就是解释。另一种人则认为情节、故事和收获高于科学，他们只需要一个没有判断力的天体物理学家跟随，然后给出精确的解释！