在大家的期盼當(dāng)中,中國第一部科幻電影《流浪地球》終于在2019年大年初一上映了。這部影片是根據(jù)劉慈欣的同名科幻小說《流浪地球》改編而來。講述了太陽即將死亡,即將進(jìn)入紅巨星的膨脹階段,地球即將被膨脹的太陽大氣所淹沒,人類命運(yùn)面臨存亡的關(guān)頭,人類聯(lián)合政府做出了一項(xiàng)決定,將地球作為一個(gè)龐大的飛船駛離現(xiàn)有軌道,駛向距離我們最近的比鄰星。
太陽變成紅巨星,地球就會(huì)被燒焦。人類存活的唯一方式就是離開太陽系,尋找另外一顆恒行,到達(dá)那顆恒星周圍的宜居帶內(nèi)和地球相似的行星上生活。恒行宜居帶就是恒星周圍溫度適宜人類生存的空間范圍?;蛘?,把地球運(yùn)送到那里。
在電影《流浪地球》里,人類選擇了第二種方法。
當(dāng)然,現(xiàn)實(shí)生活中的我們不用擔(dān)心太陽死亡那一天的到來。按太陽壽命計(jì)算,還足足留給人類50億年時(shí)間去想辦法。到那時(shí)候,科技已經(jīng)發(fā)展到我們無法想象的程度,太空文明極度發(fā)達(dá),星際穿梭不再是難題,也許發(fā)現(xiàn)了蟲洞都尚未可知。
在廣闊無垠的太空中,有無數(shù)顆恒星,其中離太陽最近的一顆恒星稱為比鄰星,它位于半人馬座,離太陽39.9萬億公里,是一個(gè)三星互繞穩(wěn)定組合。如果用最快的宇宙飛船,到比鄰星去旅行的話,來回就得17萬年,可想而知,宇宙之大,雖說是比鄰也遠(yuǎn)在天涯。
《流浪地球》中科學(xué)家們把整個(gè)旅程分為了五個(gè)階段:
1:剎車階段:憑借赤道上的“行星發(fā)動(dòng)機(jī)”的巨大推力,使地球停止自轉(zhuǎn);
2:逃逸階段:全功率開動(dòng)行星發(fā)動(dòng)機(jī),使地球加速駛出太陽系;
3:先流浪階段:利用太陽和木星完成最后的加速,駛向人類選定的新家園“半人馬座比鄰星”;
4:后流浪階段:駛出太陽后,行星發(fā)動(dòng)機(jī)全功率開啟,利用500年時(shí)間將地球加速到光速的千分之五,然后滑行1300年;然后調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī),利用700年進(jìn)行減速;
5:新太陽時(shí)代:地球泊入比鄰星軌道,成為比鄰星的衛(wèi)星。
第一步就是首先讓地球停止轉(zhuǎn)動(dòng)。只有地球停止轉(zhuǎn)動(dòng),地球上那些發(fā)動(dòng)機(jī)才能把地球向一個(gè)方向加速,才能最終脫離太陽系。
電影就有藝術(shù)夸張的成分,不能完全按著科學(xué)計(jì)算來設(shè)計(jì)劇本。實(shí)際上,地球的轉(zhuǎn)動(dòng)能能量是非常的巨大,大約相當(dāng)于1萬億個(gè)氫彈同時(shí)爆炸,想讓她停止轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)于地球人來說幾乎是不可能做到的事情。
不過或許在未來,由于人類科技的不斷進(jìn)步也許能夠做到。即便按電影中所說的,用行星發(fā)動(dòng)機(jī)通過重核聚變產(chǎn)生150萬億噸的推力,也需要600年的時(shí)間才能夠讓地球停止轉(zhuǎn)動(dòng)。不過必須要求這些發(fā)動(dòng)機(jī)是持續(xù)不斷并且提供相同的反推力,難度依然是非常的高。
一旦地球停止轉(zhuǎn)動(dòng),地球?qū)?huì)發(fā)生什么?
在地球轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,因?yàn)殡x心力的緣故,作為液態(tài)的海洋會(huì)朝向赤道附近聚集,所以一旦地球停止轉(zhuǎn)動(dòng),這些水會(huì)向兩極流動(dòng),最終幾乎所有的大陸都會(huì)被淹沒。
在電影當(dāng)中,人類是移居到了地下生活。
另外,因?yàn)闆]有了轉(zhuǎn)動(dòng),所以地球?qū)?huì)有固定的一面朝向太陽,另外一面而將一直處于黑夜當(dāng)中,盡管有地球大氣的存在,但是遠(yuǎn)離太陽的一面,還是會(huì)因?yàn)殚L期得不到太陽的照射,從而溫度變得很低,不太適合生命的存在。
地球停轉(zhuǎn)之后,下一步就是開啟發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)地球加速最終飛離太陽系。
太陽對(duì)地球有強(qiáng)大的引力,就像一條無形的鎖鏈拉著地球使她無法逃離,只能圍著太陽轉(zhuǎn)。
如果想逃離太陽系,只有一個(gè)辦法,就是讓地球不斷加速直到掙脫鎖鏈,飛出太陽系。
《流浪地球》中,為了給地球加速,人類在亞洲與美洲建造了一萬座推動(dòng)地球前進(jìn)的行星發(fā)動(dòng)機(jī)。每座行星發(fā)動(dòng)機(jī)高達(dá)一萬一千米,比珠穆朗瑪峰還高2000多米。為了帶著地球去流浪,萬座行星發(fā)動(dòng)機(jī)全功率開啟,將為地球提供一百五十萬億噸的推力,驅(qū)使地球離開太陽系。
飛離太陽系的過程中有一個(gè)環(huán)節(jié),就是利用木星加速。這個(gè)環(huán)節(jié)涉及到引力彈弓效應(yīng)的知識(shí)。要飛出太陽系需要地球有極高的飛行速度,我們稱之為第三宇宙速度。只靠地球的發(fā)動(dòng)機(jī)無法達(dá)到這個(gè)速度,利用木星的引力彈弓效應(yīng)來給地球再次加速就是最天才的方案。
所謂引力彈弓效應(yīng),就是當(dāng)?shù)厍蝻w到離木星很近的距離時(shí),木星就會(huì)對(duì)地球產(chǎn)生強(qiáng)大的引力,就像一只強(qiáng)有力的大手來拉地球向她靠近,因此地球的速度就會(huì)加快。
這個(gè)過程,找到最合適的接近木星的軌道極為關(guān)鍵。離木星太遠(yuǎn),引力不起作用。太近或者方向不對(duì),就可能被木星捕獲,再也飛不出木星。只有軌道合適,既能借助木星引力加速,又能最終沖出木星引力范圍。
別擔(dān)心,地球上的發(fā)動(dòng)機(jī)可以修正地球飛行軌跡,使其進(jìn)入我們計(jì)算的飛行路線中。
流浪地球的旅程注定危難重重。第一關(guān)就是利用木星加速。當(dāng)?shù)厍蚪咏拘堑竭_(dá)一定距離極限后,巨大的引力足可以撕裂地球。電影中在地球即將進(jìn)入這個(gè)極限點(diǎn)之前,救援隊(duì)試圖用所有行星發(fā)動(dòng)機(jī)的能量去噴射點(diǎn)燃木星的大紅斑,最終點(diǎn)燃木星,從而產(chǎn)生劇烈的沖擊波,這股來自于木星的氣體巨浪將地球從木星周圍推走,避免了被木星引力撕碎的危險(xiǎn)。
木星是一個(gè)氣態(tài)星球,上面滿是可燃?xì)怏w,有足夠的氫氣和我們用的天然氣,那么,木星可能被點(diǎn)燃嗎?
讓我們?cè)贁?shù)一數(shù)還有哪些危險(xiǎn)
木星軌道之外,有著包含冥王星的小行星帶,最外層還有一個(gè)呈現(xiàn)為球形的奧爾特星云,這些區(qū)域尺度非常大,布滿了大小不一、密密麻麻的小行星,所以地球在抵達(dá)比鄰星之前,如何安全地經(jīng)過這些小行星帶,如何避免被小行星不斷相撞也是很有挑戰(zhàn)的。
即使人類的技術(shù)能夠順利抵達(dá)比鄰星,那里是否宜居依然是一個(gè)尚無定論的話題
無論如何,地球的流浪之路會(huì)是非常艱辛。在整個(gè)人類面臨危機(jī)的時(shí)候,將地球整個(gè)當(dāng)做一個(gè)飛船移走,是一個(gè)非常大膽且富有想象的想法,盡管從科學(xué)的角度來看,在可以預(yù)見的時(shí)期內(nèi),人類的能力無法實(shí)現(xiàn)。不過電影作為一門藝術(shù),盡管當(dāng)中包含了許多不科學(xué)的想象,我們依然為之鼓掌??茖W(xué)是人類進(jìn)步的動(dòng)力,而想象則為人類進(jìn)步指明了方向。
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