本文發表於《大眾科學》前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點。
《極樂空間》的故事設定在一百多年後的未來，但你今天就可以測試它的物理原理。你只需要一張嘉年華門票和一桶水。
《第九區》導演尼爾·布洛姆坎普的最新科幻驚悚片《極樂空間》講述了22世紀的富人和窮人的故事（相當字面意義上的）。那些有能力的人已經逃到了一個美麗的《光環》風格的環形世界，環繞地球執行，而其餘的人則在人口過剩和汙染嚴重的地球表面苟延殘喘。這個反烏托邦的環境充滿了可能需要100年才能創造出來的技術——奇蹟般地修復“醫療艙”、撕裂血肉的軌道炮和手裡劍，以及製造超級英雄的外骨骼——但我們今天就可以開始建造《極樂空間》本身。事實上，我們已經對擁有自身重力的空間站進行了近40年的理論研究。
根據io9上的一次採訪，《極樂空間》的視覺效果製作人將空間站的設計基於美國國家航空航天局（NASA）於1975年首次提出的斯坦福環面。最初，該設計規定了一個直徑為一英里的輪子，可容納10,000人。為了避免與微重力相關的嚴重骨質流失和其他問題，環形空間站以一定的速度旋轉，以模擬重力。創造重力聽起來像是另一種未來技術，但如果你去過縣集市，你可能已經體驗過了。“旋轉飛椅”和“重力轉盤”遊樂設施透過對抗慣性來模擬重力。當乘坐時，你的身體想要以直線從中心飛出，但遊樂設施的牆壁擋住了去路。將你壓在遊樂設施牆壁上的力——“離心力”——是慣性與遊樂設施結構之間戰鬥的結果。
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但與“重力轉盤”可以施加“超重力”讓你做不太明智的事情不同，像《極樂空間》這樣的旋轉空間站必須是舒適的，而不是令人嘔吐的。“舒適”意味著幾件事。首先，模擬重力應該接近地球的重力，這意味著你應該以每秒每秒9.8米的速度加速撞向牆壁，即1G。其次，模擬重力的輪子旋轉速度不應該讓你感到噁心。根據我們對宇航員進行的測試，低於每分鐘兩轉的速度是可以接受的。任何比這更快的速度你就會開始注意到——在每分鐘七轉或以上的速度會出現噁心、頭暈和行走困難。
為了滿足這種合適的模擬重力標準，旋轉空間站必須具有一定的半徑。半徑越大，整個空間站達到 1G 所需的旋轉速度就越慢。因此，最初的斯坦福環面指定了半英里的半徑。《極樂空間》的製作人令人欽佩地想要確保他們的概念在科學上是合理的，因此他們將空間站的半徑設為一公里——略多於半英里。因此，根據你在任何入門物理課程中學到的方程式，《極樂空間》只需以每分鐘一轉的速度旋轉，仍然可以產生人類適應的重力。
當然，實際建造這樣的空間站是更大的挑戰。如果 22 世紀的人類能夠勝任這項任務，《極樂空間》空間站就必須被運到太空——數百萬噸的材料——並且像國際空間站一樣在軌道上逐件組裝。它還需要一個動力源，因為摩擦力會消耗它的旋轉，而且整個空間站需要足夠堅固，以防止它在持續旋轉下分崩離析。這是一個可行的計劃，如果100年後治癒癌症就像在光束下躺10秒一樣簡單，那麼將空間站送入軌道可能就像建造摩天大樓一樣普遍。
人造重力是一種舒適，但大氣層是必不可少的。也許《極樂空間》空間站最有趣的特徵是，與飛機機艙不同，它的大氣層並沒有被裝在某種空心管中。著陸的航天器可以像在地球上一樣進入它的空氣中。就像旋轉空間站的想法一樣，在沒有屋頂的情況下保持大氣層也不是科幻小說，你可以自己證明這一點。
你只需要一桶水就可以瞭解《極樂空間》的大氣層是如何工作的。將桶裝滿一半水並倒置，水當然會掉出來。但是將水桶在圓圈中旋轉，水會一直壓在桶底；即使當桶直接在你頭頂上方時（正如我在此 Vine 影片中為了你的娛樂所做的那樣）。
就像嘉年華遊樂設施一樣，水在與慣性的戰鬥中被壓在桶上。空氣和水的行為都像流體，所以適用於一種流體的也適用於另一種流體。如果地球居民建造一個密封版本的《極樂空間》，用空氣填充它，開始旋轉它，然後拆除屋頂，大部分空氣會像桶裡的水一樣被壓在表面上！
大氣層不會永遠存在。即使側壁足夠高，空氣粒子的隨機運動也意味著空氣最終會透過頂部逸入太空。但是，誰知道我們100年後會擁有什麼樣的捕獲技術呢？也許空氣會被這個片段中那樣強大的力場阻止逸出。
我們已經比人們想象的更接近擁有像馬特·達蒙和沙爾託·科普雷身上那種外骨骼，我們已經擁有了無人機和無人飛行器，你可以用一桶水模擬空間站的大氣層。《極樂空間》在遵循物理學方面做得相當不錯，因此這部電影中最不可思議的事情可能是朱迪·福斯特的口音。