预计阅读本页时间：-
广告：个人专属 VPN，独立 IP，无限流量，多机房切换，还可以屏蔽广告和恶意软件，每月最低仅 5 美元
在库珀和阿梅莉亚·布兰德勘探米勒星球时，罗米利留在后方的“永恒”号上对卡冈都亚进行观测，他希望通过精确细致的观测能对引力异常了解更多。尤为重要的是（我的假设），同时也是他最期待的，来自卡冈都亚奇点的量子信息可以从其视界泄露出来（见第25章），这些信息能带给我们关于如何驾驭引力异常的知识（见第23章）。或者，用罗米利的精炼说法就是：带来“求解引力方程”的信息。
当阿梅莉亚·布兰德从米勒星球返回“永恒”号的时候，罗米利告诉她：“我已经尽我所能地研究黑洞了，但是我没办法给你父亲发送任何消息，现在我们只能接收，无法发送。”那么罗米利到底观测到了什么呢？他没有细说，但我假设他主要关注的是卡冈都亚的振动，所以这一章可以作为电影故事的一个延展。
未被罗米利展示的重要数据
1971年，我在加州理工学院的学生比尔·普雷斯（Bill Press）发现黑洞可以在某个特别的共振频率下振动，这与小提琴琴弦的振动方式十分相似。
当我们用正确的方式拉动琴弦的时候，小提琴会发出一个干净的纯音，即单一音频的声音。如果拉动琴弦的方式略有不同，那么琴弦则会发出纯音和这个纯音的高次谐波（higher harmonics）。换句话说（假设琴弦被牢牢地固定住，手指不发生移动），这根琴弦振动所产生的声波频率是一个离散的序列，这个离散的频率序列被称为琴弦的共鸣频率。比如，用手指摩擦红酒杯口发出的声音和一口钟被锤子击打后发出的声音，也是一样的方式。普雷斯发现：黑洞被一些掉入其视界的物质扰动后，也会产生类似的现象。
一年之后，我的另一个学生索尔·图科斯基，通过求解爱因斯坦的广义相对论方程得到了自旋黑洞共鸣振动的数学方程。通过求解图科斯基方程，物理学家们可以得到黑洞的共振频率。但是对于像卡冈都亚这样超高速自转的黑洞来说，求解图科斯基方程就变成了一件非常困难的事情。由于这项工作实在太困难了，以至于直到40年后才有人通过合作的方式成功地完成。这次合作项目的领导成员又是来自加州理工学院的两个学生：杨桓（Huan Yang）和亚伦·齐默尔曼（Aaron Zimmerman）。
2013年9月，电影《星际穿越》的道具主管里奇·克雷默（Ritchie Kremer）向我要这些数据，因为电影中罗米利可能会向阿梅莉亚·布兰德展示他的观测结果。我转而向世界上最懂这一课题的专家们寻求帮助，他们就是杨桓和亚伦·齐默尔曼。他们迅速地生成了卡冈都亚共振频率的数据表格，其中还包括振动衰减的速率，因为黑洞振动时能够将一部分能量转化成引力波辐射出去。这份表格是基于他们对图科斯基方程的计算。然后，他们还在对应的理论预言值处加上了虚拟的观测数据。我在表格的下方加上了黑洞视界的图片（不如说是黑洞阴影的边界），图片来自黑洞的数值模拟，是由双重否定公司的视觉特效团队提供的。把所有这一切放在一起就成了罗米利的“观测数据”。
当克里斯托弗·诺兰拍摄罗米利和阿梅莉亚·布兰德讨论他的观测数据这一场景时，罗米利并没有向她展示这些数据。它就在桌子上，最终也没有被拿起来。但是，这份数据在我对《星际穿越》的科学阐述中是十分重要的。
共振频率，驾驭引力异常的关键
图17-1是这份观测数据的第一页，每一行数据都对应着卡冈都亚的一个共振频率。
在第一列中，由三个数字组成的一组代码用来描述卡冈都亚振动时的形状，在我对电影的推想中，罗米利参演了另外一部电影，黑洞的照片就来自那部电影，而且黑洞的照片也证实了黑洞的振动形状和理论预言一致。图表的第二列是振动频率，第三列是相应共振频率的衰减速率，这是由图科斯基方程给出的预言值[1]。第四列和第五列分别描述了罗米利的观测值和理论预言值之间的差别。
在我的推想中，罗米利发现了几个异常情况。在这几个情况下，观测值和理论预言值完全不符。他把这些异常用红色字体打印了出来。在第一页上（见图17-1），尽管只有一例异常，但极度不符合：观测值与理论预言值的差异竟然高出测量误差范围39倍。
取自电影《星际穿越》的道具，由华纳兄弟娱乐公司授权使用
图17-1 杨桓和亚伦·齐默尔曼为电影拍摄所准备的数据的第一页，这是为了电影中罗米利可以展示给阿梅莉亚·布兰德看的
在我的推测中，罗米利认为这些异常数据也许会帮助人类“求解引力方程”（了解如何驾驭引力异常）。他希望自己能够把所获得的信息传送给在地球上的布兰德教授，但让他无比沮丧的是，他们的对外通信中断了。
罗米利甚至希望自己能够看到卡冈都亚的内部，这样他就能提取存在于黑洞奇点处关键的量子数据（见第25章）。但他做不到。
罗米利也不知道这些引力异常到底是不是真的包含了来自奇点的量子数据。或许，由于黑洞在高速自旋，一些量子信息从视界面泄露了出来并引发了这些引力异常。如果罗米利能够把数据发送给布兰德教授，那么教授就有可能搞明白到底发生了什么。我会从第23章到第25章详细讨论引力异常，以及为什么来自卡冈都亚内部的量子数据是驾驭引力异常的关键。但是，这些都是后话。接下来让我们继续探索卡冈都亚的周边情况，聊一聊曼恩星球。
[1] 在图表中，共振频率 数值的单位并不是人们熟悉的单位。想要转换成人们熟知的频率单位，我们必须乘以光速的三次方再除以2πGM，这里π =3.14159...，G 是牛顿的引力常数，M是卡冈都亚的质量。这个转换因子值近似表示每小时一次振 动，所以图表中的第一个理论预言频率是每小时0.67 个振动。振动衰减速率的转换因子值是一样的。
