人类在太空飞行已经有超过半个世纪的历史。1995年Polyakov创下了在"和平"号空间站上停留438天的世界纪录。现代医学研究发现长期处于失重状态将会对人体的健康造成影响。即便只是出于对人类生活习惯和便利性方面的考虑，在飞船中模拟地球表面的重力环境仍然是太空旅行的一个重要的问题。如何解决这个问题呢？
我们知道，在地球表面，所谓重力感受即人体（实际上包括地球表面的一切物体）始终受到一个竖直向下的力的作用。这个力可以使人体产生的加速度大约是9.8米每秒的平方，也就是地球表面的重力加速度。重力是由于地球的吸引产生的。但我们无法通过制造一艘和地球质量接近的飞船来解决这个问题。除非有一天人类的科技发展到能够为地球提供足够的动力来开着地球在太空中旅行的地步。这种可能性太小了！
从等效的角度来讲，只要能让人在飞船上活动时感受到与地球上等同的重力作用就行了。根据牛顿第二定律F=ma，只要飞船处于匀加速直线运动状态就可以做到这一点。问题是，维持同一个方向的加速是困难的，需要持续消耗燃料，这是不现实的。
好在还有另一种运动形式——匀速圆周运动。这是一种绕圆心做均匀转动的运动，在运动过程中，需要一个向心力，产生一个向心加速度。如果向心加速度正好等于地球表面的重力加速度，那么这个失重的问题就解决了。
这种办法容易实现吗？先来假设我们的宇宙飞船绕中心转动的半径为10米（小了点，为了方便计算），根据向心加速度的公式——加速度等于速度的平方除以半径——可以计算得飞船只需大约10m/s的环绕速度就可以了。那么这一点在太空中并不难实现。并且在太空中没有空气阻力，也就不需要持续消耗燃料来维持这种匀速转动。
向心力谁来提供呢？宇宙中有双子星的例子，即两个质量大致相当的星球处在一条直径的两端围绕同一个中心运动，它们靠的是彼此之间的引力来拉住对方。这是一种可以考虑的方案吗？根据万有引力定律的计算公式，由于引力常量的数量级太小了，要想提供足够的引力就需要两个飞船的质量特别大，至少在目前看来，这种方案是不可行的。
也许看一下电影中飞船的形状就可以被启发了！没错，见下图所示，由几个舱室组成一个圆环，飞船正是通过绕着这个圆环的中心旋转来实现对重力的模拟的。向心力由相连舱室间的相互牵引提供。人在舱内行走相对于飞船的旋转平面是平行的。看似有些别扭，但实际上，人类在太空中的方向感会和在地球上没有什么不同——苹果落下的方向就是下。
如何解决失重问题，这一点其他同类电影中很少给出合理的解决方案，而直接给了重力存在的场景。可见美国著名物理学家索恩的加盟让这部电影着实在理论基础上站得比较稳。
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