“当然啦，黑洞就应当是这个样子的。”当基普·索恩（Kip）望着在他的帮助下完善上去的黑洞时，心中便是这样想的。
这个黑洞似乎是一个有史以来最精准的黑洞模型。在《星际穿越》的影片里，它以接近光速旋转着，将宇宙的物质一点点地吸引过去。（这就是引力，相对论超奇特的。）理论上讲，黑洞本是一颗星体，但是它最终没有熄灭或爆燃，而是像做塌了的蛋奶酥一样，崩塌成一个小小的、不可逃逸的奇点（）。一道光轮环绕着上面的球状大旋涡，看上去好像既从里面弯过去，也从下边弯过去了。
影片中展示的“黑洞”形象。为何黑洞看上去会是这个样子？图片来源：
但这一切都非常自然，由于黑洞附近经常发生奇怪的事。诸如，黑洞引力极大，以至于弯曲了宇宙的结构。爱因斯坦对此进行了解释：质量越大的物体，形成的引力就越大。像星体和黑洞这样的物体才能形成巨大的引力，致使光线弯曲，时空扭曲。更神奇的是，假如你离黑洞比我近，我们对时间和空间的觉得会不一样。相对来说，我的时间会过得快一点。
索恩从这个模型中见到了哪些？
作为一个天体化学学家，他的物理知识引导着这一诱人视效的诞生——这是有史以来对黑洞面貌的最确切的模型。同时，这个模型还是30个人、数千台计算机一年的工作成果。除此之外，这个黑洞还和一群星光熠熠的好莱坞名星联系在一起。由于这个黑洞模型是影片《星际穿越》的核心。
索恩从这个模型中见到了真实。而手艺非凡的图象制做师克里斯托弗·诺兰（Nolan）编剧，见到的则是美。黑洞，虽然是虚构的，也能让人的感知挠曲。
1972年的索恩。A.T./
索恩可不是那个普通常见的天体化学学家。确实，他是很出名的理论家————但是在他退职前，他就十分乐于向大众解释伤人脑筋的相对论。快离休时，索恩和制片人琳达·奥布斯特（LyndaObst）——索恩和琳达早已相恋了30年，当初还是卡尔·萨根（CarlSagan）给他俩安排了一场盲约会——就在谈论要不要制做一部涉及到黑洞与虫洞神秘性质的连续剧。
不久以后史蒂文·斯皮尔伯格（）签约编剧这部电影，导演乔纳森·诺兰（Nolan）写了一个剧本。不过最后斯皮尔博格退出，乔纳森的弟弟，以《记忆碎片》、《盗梦空间》这种把人绕晕的片子而享誉的编剧克里斯托弗·诺兰（Nolan）接手。
在克里斯托弗·诺兰重画他父亲的剧本的同时，他想弄明白这个故事核心里的科学内容。于是，克里斯托弗·诺兰开始与索恩碰面。
《星际穿越》的科学顾问兼制片人、理论化学学家基普·索恩。图片来源：《科学》
2013年头几个月里，索恩和诺兰在阐述被化学学家称为“宇宙的挠曲两侧”的问题，如弯曲的时空，现实世界的缺口，还有引力怎么弯曲光线。“可以说这个故事早已彻底成为克里斯托弗和乔纳森的故事了。”索恩说道，“然而故事的真谛、拍摄一部一开头就将科学嵌入的影片这一目标，与这其中了不起的科学都得到了保留。”
影片制做者们构思到的这个故事设定在一个反乌托邦的近未来：那时粮食将难以生长，人类处于灭绝的边沿。一位退役宇航员（麦康纳扮演）被征募进行最后一次飞行任务天体物理学公式图片，这个孤注一掷的任务是找寻另一个能令人类生存并复兴的星体。
图片：and
这么，问题来了。
其他星体离月球这么远，哪怕抵达近来的几个星体至少也要花几六年，但是连能在几六年内抵达目的地的那种速率我们都不晓得要如何达到。不过早在1983年，当卡尔·萨根为他的小说找寻一种可行方案的时侯（那部小说后来被拍成了影片《超时空接触》），索恩建议他使用虫洞，一个假想的宇宙裂开，它借助赶超四维时空的更高维度联接两个相距遥远的点。所以对于《星际穿越》来说，虫洞也是不二选择。当索恩和诺兰讨论这部影片的时候，对于虫洞化学性质的阐述不可防止地向影片制做者提出一个问题：要怎样将虫洞表现在银幕上？
而这并非惟一让影片特效团队头痛的数学学。诺兰的故事依赖于时间膨胀：不同角色的时间过得不一样。为了让这点在科学上说得过去，索恩告诉诺兰他须要一个极大的黑洞——电影里这个黑洞叫“巨人”（）——而且这个黑洞要以接近光速的速率旋转着。作为一个影片制做者，诺兰不知道怎样将这些东西表现得真实可信。不过他晓得谁可以帮他实现这个疗效。
“克里斯打电话跟我说他要派个人来我家说说视觉疗效的事情，”索恩说，“我就答道，‘当然，请他过来吧。’”
不久后保尔·弗兰克林（Paul）就到了索恩家。
电影中，花朵状的永恒号太空船正在接近虫洞。图片：and
弗兰克林晓得他的笔记本总能完成他的任何要求，这既是一个问题又是一种诱惑。“我们很容易落入圈套，结果打破现实的规律，”这位赢过奥斯卡最佳特效的视觉特效工作室“双重否定”（）的中级主管说，“而这种规律而且相当严格的。”
为此，他叫索恩写出一些公式，使她们的特效软件能反映出符合数学规律的真实世界。她们从虫洞入手。假如光在虫洞附近会一改精典规律——以直线传播——这会显得如何样呢？要怎样用物理来描述这一点呢？
黑洞扭曲光的示意图。图片来源：Kip
索恩递给弗兰克林的答案是一份研究深入的备忘录。这备忘篇幅很长，四处是引用来源，写满了多项式，看上去更像是科学刊物里的论文。弗兰克林的团队基于这种公式写了新的渲染软件天体物理学公式图片，之后将虫洞制做了下来。疗效令人吃惊。这个虫洞如同是照出这个宇宙的水晶球，是时空里的一个洞。
“科幻小说总喜欢把事情弄得神乎其神，虽然普普通通的宇宙总不能让她们得到满足，”弗兰克林说，“而我们从这个软件中直接得到的结果就早已让人无法忘怀了。”
基普·索恩的新书《〈星际穿越〉的科学》，详尽介绍了这部电影的科学设定。图片来源：
虫洞的成功让特效队伍大胆地用同一方法制做黑洞。并且黑洞，看这个名子就晓得，是光的杀手。影片制做者常用一种称为光线追踪的技术来渲染图象的光和反射疗效。“然而光线追踪软件就会使用一个一般来说合情合理的假定，那就是光沿直线传播，”“双重否定”的CG（计算机图形）监管欧也妮·冯·藤泽尔曼（Eugénievon）解释到。由于黑洞遵守的但是一种完全不一样的化学规律，“我们就只能再写一个全新的渲染器了。”
有些单帧要花上100个小时来渲染，引力透镜这些爱因斯坦效应造成的小小弯曲让估算显得十分艰巨。到了最后，这部影片抢占了将近800TB的数据。冯·藤泽尔曼说，“我还担忧此次我们可能要突破1PB数据大关了。”