諾蘭的新作「星際穿越」基於美國理論物理學家基普·索恩的理論成果，而他的理論成果基本都在他的著作「黑洞與時間彎曲」一書中，本文的科學知識基本都是我在這本著作中看到總結的。
該片劇情將涉很多的科學概念，包括蟲洞、黑洞理論、相對論，萬有引力等等。
先說說黑洞。
基帕·索恩在「黑洞與時間彎曲」這本著作的開篇講了一個一支太空探險隊在太空中探索黑洞的經歷，故事挺無趣的，基本上就是形象地說了現代科學家對黑洞的研究成果：
一、什麼是黑洞
黑洞是空間中有著強大引力的超高密度的天體，假如太陽質量不變，大小卻變成桌球那樣，這就是太陽塌縮成了黑洞。
黑洞的特點就是有進無出，即：
①任何東西都可以掉進黑洞，黑洞外圍有一層「事件視界」，任何東西只要過了這個「視界」，都要掉進黑洞。
②任何東西都不可能從黑洞裡逃出來，包括光。
二、黑洞潮汐力
一隻很大的飛船飛向一個天體，飛船頭部距離天體比較近，受到的引力比較大，而尾部距離天體比較遠，受到的引力比較小，頭部和尾部的引力大小的差距，就會在飛船中間產生撕扯的拉力，這個拉力就是潮汐力。
如果天體是黑洞，質量非常大，飛船距離黑洞距離越小時，造成的引力差就會越大，這就是黑洞潮汐力。這個力甚至可以把飛船撕成碎片。飛船裡的太空人也同樣會受到潮汐力的作用，
對於一般我們接觸的物體，即使我們到達它的表面所產生的潮汐力也沒有多大，但是，如果是黑洞這種超大質量超大密度的天體，則有可能產生很大的潮汐力將物體撕碎。
這個感覺很有可出現在電影劇情中。
再說說蟲洞。
「黑洞與時間彎曲」的第十四章蟲洞和時間機器，下面就說說他這一章的內容：
首先，基帕·索恩說了一件他的趣事：
1985年，基帕·索恩接到多年老朋友卡爾·薩根的求助。卡爾寫了一本科幻小說，希望把小說裡的科學理論寫的準確一點，想讓基帕·索恩指點一下。基帕發現書中的女主角居然掉進黑洞然後時空穿越了，這是不可能發生的。於是基帕寫信建議卡爾要依靠蟲洞做星際旅行。卡爾欣然接受建議，那小說叫「Contact」。後來被拍成電影叫「超時空接觸」，也是馬修主演，評價很好。
然後基帕·索恩開始講蟲洞：
一、蟲洞在哪裡
關於蟲洞有三種說法：
一是蟲洞是宇宙中相距遙遠的兩點間的一條捷徑，就是一個蘋果，蟲子沿著蘋果表面走遠了，可是如果蟲子挖洞從蘋果裡面走就近多了，顧明思議，蟲洞，蟲在蘋果裡挖的洞。
二是蟲洞是連接黑洞和白洞或黑洞與黑洞的時空隧道，故在黑洞裡能找到蟲洞。
三是蟲洞是時空隧道，能進行時空旅行。
沒人見過蟲洞，有人說我們周圍到處都是蟲洞，又有人說黑洞裡有蟲洞，基帕·索恩在書裡又說我們可以自己構建蟲洞的方法。
二、負能量物質
蟲洞在某個時刻產生，短暫地打開，然後關閉、消失。從產生到消失，時間極短，短到沒有事物能在這麼短的時間內從一個洞口穿到它另一個洞口。所以我們能利用蟲洞進行時空旅行前提是有辦法使蟲洞一直開著，不讓它消失。
基帕·索恩覺得有某種奇異物能貫穿蟲洞，使蟲洞一直開著。這種奇異物和人類所見的任何物質都大不一樣，它具有負能量。
要實現負能量其實並不難，參照系不同便可實現。在飛船以接近光速的速度接近蟲洞時，蟲洞周圍的能量自然就成了負的。
故要進入蟲洞，飛船的速度必須接近光速。
三、時間機器
假定我們能找到蟲洞並且有某種負能量可以讓它一直開著，那麼蟲洞就可以是一個時間機器。
飛船要進入蟲洞，其速度要接近光速。
根據愛因斯坦的相對論原理，如果你在太空中的速度足夠快，可以做到在太空中呆了幾十天，地球上卻已經過了幾十年，做到古人所說的天上一天地上一年，即如果你2014年坐飛船接近光束進行時空旅行一個月後，回到地球，這時發現地球已經是2044年，這就實現了穿越到未來。
故我們可以猜想劇情，等主角們穿越到其他星際空間完成任務後，回到地球，他們的兒女都和主角們一樣大年齡了。
目前的科學理論表明，回到過去是不能實現的。
四、母子怪圈
雖然回到過去沒有科學依據支持，但科幻片畢竟是科幻的，所以出現回到過去的劇情也是有可能的。
這時就有一個每部有關穿越時空的科幻片都面臨的問題：
假如我有時間機器（蟲洞或者別的），我就能夠回到過去母親懷我之前把她殺死。此時，母親死了，我就不會出世，那又怎麼會有我穿越時空來殺母親呢？這時就有這樣一個矛盾出現了。
之前的科幻片對這點的處理方法有兩種：
1.未來不可改變：我雖然想殺母親，但會有外界因素使我不能成功。
2.平行時空觀點：時空不是唯一存在的，而是有無數個時空平行的存在，它們彼此之間一般情況是無法產生聯繫的。這種觀點普遍被人接受。那麼你穿越最多就算是到了別的時空去了一趟而已，而不是回到過去或未來，更無所謂改變歷史。
星際穿越如果出現這種情況，諾蘭會不會有什麼不同於以上兩種說法的新穎處理方法沒有呢？
目前我們對黑洞和蟲洞的了解很多都停留在猜想上，這也讓電影有很大的發揮空間。
觀影之前最好先看一下以下五部有關時間旅行的影片：
1.超時空接觸：這部片與星際穿越有很大淵源
2.黑洞頻率：兒子在無意中通過一臺老式的無線電與三十年前的父親聯繫上了
3.十二猴子：未來不可改變，掙脫不了的
4.蝴蝶效應：小改變必引起大改變
5.2001太空漫遊：從預告中就可以看出星際穿越有很多致敬老庫的地方