本文发表于《大众科学》前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点。
《极乐空间》的故事设定在一百多年后的未来，但你今天就可以测试它的物理原理。你只需要一张嘉年华门票和一桶水。
《第九区》导演尼尔·布洛姆坎普的最新科幻惊悚片《极乐空间》讲述了22世纪的富人和穷人的故事（相当字面意义上的）。那些有能力的人已经逃到了一个美丽的《光环》风格的环形世界，环绕地球运行，而其余的人则在人口过剩和污染严重的地球表面苟延残喘。这个反乌托邦的环境充满了可能需要100年才能创造出来的技术——奇迹般地修复“医疗舱”、撕裂血肉的轨道炮和手里剑，以及制造超级英雄的外骨骼——但我们今天就可以开始建造《极乐空间》本身。事实上，我们已经对拥有自身重力的空间站进行了近40年的理论研究。
根据io9上的一次采访，《极乐空间》的视觉效果制作人将空间站的设计基于美国国家航空航天局（NASA）于1975年首次提出的斯坦福环面。最初，该设计规定了一个直径为一英里的轮子，可容纳10,000人。为了避免与微重力相关的严重骨质流失和其他问题，环形空间站以一定的速度旋转，以模拟重力。创造重力听起来像是另一种未来技术，但如果你去过县集市，你可能已经体验过了。“旋转飞椅”和“重力转盘”游乐设施通过对抗惯性来模拟重力。当乘坐时，你的身体想要以直线从中心飞出，但游乐设施的墙壁挡住了去路。将你压在游乐设施墙壁上的力——“离心力”——是惯性与游乐设施结构之间战斗的结果。
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但与“重力转盘”可以施加“超重力”让你做不太明智的事情不同，像《极乐空间》这样的旋转空间站必须是舒适的，而不是令人呕吐的。“舒适”意味着几件事。首先，模拟重力应该接近地球的重力，这意味着你应该以每秒每秒9.8米的速度加速撞向墙壁，即1G。其次，模拟重力的轮子旋转速度不应该让你感到恶心。根据我们对宇航员进行的测试，低于每分钟两转的速度是可以接受的。任何比这更快的速度你就会开始注意到——在每分钟七转或以上的速度会出现恶心、头晕和行走困难。
为了满足这种合适的模拟重力标准，旋转空间站必须具有一定的半径。半径越大，整个空间站达到 1G 所需的旋转速度就越慢。因此，最初的斯坦福环面指定了半英里的半径。《极乐空间》的制作人令人钦佩地想要确保他们的概念在科学上是合理的，因此他们将空间站的半径设为一公里——略多于半英里。因此，根据你在任何入门物理课程中学到的方程式，《极乐空间》只需以每分钟一转的速度旋转，仍然可以产生人类适应的重力。
当然，实际建造这样的空间站是更大的挑战。如果 22 世纪的人类能够胜任这项任务，《极乐空间》空间站就必须被运到太空——数百万吨的材料——并且像国际空间站一样在轨道上逐件组装。它还需要一个动力源，因为摩擦力会消耗它的旋转，而且整个空间站需要足够坚固，以防止它在持续旋转下分崩离析。这是一个可行的计划，如果100年后治愈癌症就像在光束下躺10秒一样简单，那么将空间站送入轨道可能就像建造摩天大楼一样普遍。
人造重力是一种舒适，但大气层是必不可少的。也许《极乐空间》空间站最有趣的特征是，与飞机机舱不同，它的大气层并没有被装在某种空心管中。着陆的航天器可以像在地球上一样进入它的空气中。就像旋转空间站的想法一样，在没有屋顶的情况下保持大气层也不是科幻小说，你可以自己证明这一点。
你只需要一桶水就可以了解《极乐空间》的大气层是如何工作的。将桶装满一半水并倒置，水当然会掉出来。但是将水桶在圆圈中旋转，水会一直压在桶底；即使当桶直接在你头顶上方时（正如我在此 Vine 视频中为了你的娱乐所做的那样）。
就像嘉年华游乐设施一样，水在与惯性的战斗中被压在桶上。空气和水的行为都像流体，所以适用于一种流体的也适用于另一种流体。如果地球居民建造一个密封版本的《极乐空间》，用空气填充它，开始旋转它，然后拆除屋顶，大部分空气会像桶里的水一样被压在表面上！
大气层不会永远存在。即使侧壁足够高，空气粒子的随机运动也意味着空气最终会通过顶部逸入太空。但是，谁知道我们100年后会拥有什么样的捕获技术呢？也许空气会被这个片段中那样强大的力场阻止逸出。
我们已经比人们想象的更接近拥有像马特·达蒙和沙尔托·科普雷身上那种外骨骼，我们已经拥有了无人机和无人飞行器，你可以用一桶水模拟空间站的大气层。《极乐空间》在遵循物理学方面做得相当不错，因此这部电影中最不可思议的事情可能是朱迪·福斯特的口音。