《星際穿越》確實是一部優秀的科幻電影，它把很多天體物理學中的經典概念搬到了熒幕上。本片的科學顧問是當今廣義相對論的領導者基普·索恩（師從著名物理學家約翰·惠勒），他主導建造了在去年發現引力波的鐳射干涉引力波天文臺（LIGO）。因此，這部電影中的很多科學概念值得令人細細回味。（PS：基普·索恩最初設定，老布蘭德教授透過探測到引力波，進而發現了土星附近的蟲洞。但諾蘭認為電影中的科學概念已經夠多，於是引力波就被剔除掉了。有點可惜，在電影上映一年多之後，LIGO真的探測到了引力波。）

根據愛因斯坦的廣義相對論，通俗而言，在不同的引力場中，時間的流逝速率並不一致，此即為引力時間膨脹效應。我們可以簡單地理解為，在引力場越強的地方，時間走得越慢。如果不考慮物體的自轉影響，引力時間膨脹效應的計算公式如下：

其中T為座標時間，t為固有時間，G為引力常量，M為產生引力場的物體質量，r為與物體重心的距離，c為真空中的光速。

以地球為例，透過代入引數計算可知，地球的引力作用使地球表面的時鐘在一年內累計的時間比遙遠時鐘少走了大約0.022秒。可以看到，地球引力產生的時間膨脹效應非常微弱，這主要是因為地球的引力場太弱，而且所處的時空也是如此。但如果是《星際穿越》中的米勒行星（庫珀一行人去的第一顆行星），則情況大為不同。

雖然米勒行星自身的引力場並不強，但是它所處時空的引力場極強，因為它近距離繞著卡岡都亞黑洞運動。黑洞是一種引力場極強的天體，其周圍時空被強烈扭曲。越靠近黑洞，時間流逝速率越慢，直至黑洞的事件視界，時間停止流動（相對於外界觀測者）。米勒行星在一個近乎極限的軌道上繞著卡岡都亞運動，它極為接近這個黑洞的視界，意味著這裡的時間流逝速率極慢。根據影片中的設定，由於身處強大的引力場之中，米勒行星上的時間流逝速率比地球上慢6萬倍，在米勒行星上過了1小時相當於在地球上過了7年。

除了引力場不同會引發時間膨脹效應之外，運動速度的不同也會引發時間膨脹效應，這是屬於狹義相對論的範疇，這裡就不再贅述。

太空旅行遇到的困難。他們選擇了最有希望居住人的米勒星球（有水和有機物），在繞開時間轉化區去了米勒星球（浪費燃料節省時間），但是布蘭德忽略了一個問題時間變化問題（也就是一天相當與7年的時間），其實米勒在登陸這裡幾小時已經被巨浪打碎了，訊號在不斷重複傳送而不是最初發送，因為地球相對這裡時間變慢了，所以布蘭德以為她在這裡生存了很久，於是比預計耽擱了一小時多，回到徘徊者號實際時間是過去了二十三年零四個月（浪費十年時間），害的黑人博士研究了二十多年黑洞，但無法將資訊傳回地球，只能接收訊號。

人性的考驗。在進入曼恩星球時，影片重在刻畫人性，幾個博士都在協作探索人類未來的希望，但是都各懷鬼心，因為他們不能跨越人性自私的障礙。庫伯的私心是回去和兒女團聚而拯救他們；布蘭德的私心是以愛的名義去找她的男朋友艾德蒙斯；曼恩他面對黑暗選擇了妥協（因為他是智者，那首詩的暗示），將所有人騙去他的星球除之並自己接手他們的任務。

老教授則撒下彌天大謊，其實在二十年前他已經推匯出引力方程式，只是它需在時間為恆定值下成立，沒有黑洞的量子資料是不能合適黑洞附近的物理環境的（黑洞附近時間受引力有了彈性），他犧牲自我人格來拯救種群的延續，從來就沒有想過去執行A計劃。

太空旅行的宇航員需要有足夠快的速度，比如接近光速、超過光速，這樣的速度會導致一個重要的後果，就是相對論效應。相對論效應中飛船上的時間和地球上的時間是不一樣的，飛船已經接近光速執行，那麼宇航員的年齡就變老得相對較慢，於是等宇航員返回地球的時候，地球早就已經時過境遷，翻天覆地劇變。

事實上我們需要考慮的不是年齡變老相對慢的問題，擺在人類面前的是太空旅行是否危害人類的問題，這一點在科幻電影中很少提及。南卡羅來納醫科大學放射學專家認為，在宇航員返回地球后，需要更多的研究來評估宇航員在太空呆太長時間的大腦，這將有助於研究人員確定在大腦變化是否是永久性的，或者是否會在某一時刻發生逆轉。

之前對一位宇航員的研究表示，其大腦位置有向上的變化情況。研究人員推測，大腦位置向上轉移，大腦頂部組織“擁擠”可能腦脊液流受阻，繼而增加顱骨的壓力，導致視神經腫脹。針對國際空間站宇航員返回地球后4到10天內，研究人員對它們進行了腦部體檢，研究人員希望這樣的研究能夠幫助他們更好地瞭解長時間太空旅行對大腦的作用，並找到讓太空旅行更安全的方法。

因此經過太空旅行的宇航員並非變老的問題，還有對人類腦部影響的問題。目前我們根本不瞭解太空環境對人類是否有著永久的影響，最簡單的方法就是減少宇航員在太空中停留的時間，這樣才會讓我們的太空旅行變得更安全。