相信大家最近在朋友圈和微博都被刷屏了，刷屏的內容不是其他，正是中國第一部史詩級大片：《流浪地球》。這部檔期安排在大年初一的電影，由劉慈欣同名小說改編，郭帆執導，吳京特別出演，一上映就獲得廣泛好評。一改國內五毛渣特效的電影效果，情節豐富而生動，給觀眾留下了深刻的印象，甚至有很多觀眾前去「二刷」「三刷」，似乎再看多次也不會嫌膩。
本片中一個細節，正是因為太陽的膨脹，地球在數十年後會被吞沒，所以人類才啟動「流浪地球」計劃的。那麼，劇中所描述的太陽膨脹，究竟是為什麼呢？這是否是憑空杜撰的呢？
【太陽膨脹：並非無稽之談】
事實上，我們的太陽之所以能夠明亮並且發出熱量，直白的說，其實我們的太陽是一個大「氫氣球」。和公園買到的氫氣球不同，這個氫氣球直徑達139萬公裡，由於體積過於龐大，內核因為引力的作用壓力和密度極高，所以溫度有著恐怖的1570萬度，這一切就給太陽的內核反應提供了必要條件。
在極高的溫壓下，太陽內核的氫原素相互結合，形成更重的氦元素。在氦-4生成的時候，釋放出中子束和能級降低的大量能量。這個不斷進行的反應始終在對抗庫侖力而發生的核反應被稱作核聚變。
太陽內核不斷進行的核聚變使得太陽不斷發出光和熱
但是太陽的「燃料」並不是取之不盡用之不竭的，從太陽誕生至今已經由46億年的歷史了，雖然經過科學家的推測，太陽還會持續近百億年，但是那一天終究會到來。在《流浪地球》中，劉慈欣做的事只是把那一天到來的時間大幅提前了而已。
【太陽的末日】
為了儘可能讓大家看懂天文學術語，我儘可能用通俗易懂的語言來描述太陽即將面臨的「大難」。
太陽上所含氫元素的質量是2乘以10的27次方噸，這個質量約為地球質量的33萬倍，看似很多，實則不然。在太陽發光發熱的每一秒中，都有400萬噸的物質轉換為能量，這個過程按照目前太陽的情形，還能穩定的維持100億年左右。但是，誰也說不準呢，就像電影一樣，不是麼？
在太陽將內核所有的氫都轉換為了氦後，還會接著進行其他步驟：氦轉換為碳、碳轉換為氧、氧在一系列核反應中，轉換為鐵。
太陽的一生，最後註定在一聲「巨響」中結束
一旦太陽內核轉換出現鐵元素，那麼核聚變的鏈式反應可以宣告結束了。因為太陽的溫壓不足以使得鐵元素互相聚合形成更重更大的原子核——太陽已經面臨著無「燃料」可燒的危機。
除了內核面臨的危機，太陽外部也不安寧。正常情況下的太陽被稱為「主序星」階段，而面臨危機的太陽，由於內核鏈式反應的停止，「燃燒」將會移至核心外圍的氫氦層。而氦本身不能燃燒，於是太陽外層因為重力而收縮並被加熱，在上面的氫也會跟著一起收縮，因此融合的速度會增加，產生更多的能量，導致恆星變得更為明亮（比原來亮1,000～10,000倍）並且使體積膨脹。而由於太陽熱度不足，表面溫度下降使得顏色傾向於紅色，所以這個階段的太陽被稱為「紅巨星」，但這個頗顯文藝的名字卻會給太陽系帶來滅頂之災。
紅巨星與主序星規模比較，AU：一個天文單位，長度為地球之太陽的現在平均距離，約為1.49億千米
可以從圖中直觀的看出，太陽一旦進入紅巨星階段，將會膨脹吞噬地球，邊界將會膨脹到現在的火星軌道。所以，洞悉到太陽巨變的人類，必須趕在紅巨星膨脹吞沒地球之前，遷移地球。
那麼為何，人類還要遠離太陽系，為何不稍微遠離一些太陽，在更遠的軌道上穩定下來，卻反倒還要長途跋涉，前往4.22光年外的未知星域呢？
【照亮銀河的璀璨】
紅巨星持續的時間並不長，約莫數百萬年左右，在這段時間內紅巨星表面會不斷接近地球，釋放出高溫和有害的輻射，並且不斷剝離地球的大氣層和磁場。在紅巨星沒有吞沒地球之前，地球就已經會成為一個毫無生氣的「死星」了。
之所以不繼續呆在外太陽系，那是因為紅巨星之後的精彩好戲：超新星爆炸。
回到太陽系內核，太陽系內核由於氫元素不斷轉換為鐵，內核的重量越來越重，密度不斷提高。而向外的核聚變衝擊力和分子間的作用力已經不足以對抗引力的不斷擠壓時候，太陽便進入到了下一步：坍縮。
Ib和Ic型恆星坍縮時內核受力模型
太陽內核難以為繼過重的內核，在引力的作用下，不斷被壓縮。而壓縮後的內核密度更大，這個反饋將會一直以正向運行，不斷壓縮著原子核之間的距離，直到原子核之間已經「摩肩接踵」沒有空間了，那麼坍縮繼續進行將受到質子和中子之間的相互斥力了：強相互作用力。
強相互作用力又稱為強電力，是宇宙四大基本作用力中最強大的一個，與原子核的形成具有很大關聯。強大的核內力能夠阻礙引力的繼續坍縮，於是在向內和向外力的劇烈對抗下，太陽內核爆炸了。這個過程稱之為超新星爆發。
恆星的「爆炸」：超新星爆發
這個過程快到不可想像，完成爆炸的一瞬間只需千分之一秒都不要。隨後，將會釋放出約莫10的46次方焦耳的能量衝擊波（太陽數據），這比太陽一生釋放的光熱能量還要多的多，這瞬間爆發的亮光，將照亮銀河系附近40光年的夜空，而在銀河系其他地方也能清晰地看見一個光點的閃耀。如果你能在爆炸現場，那爆發的一幕絕對能讓你終生難忘，前提是你能在爆炸的劇烈輻射下存活下來。
按照太陽的量級，爆炸將會形成的γ射線輻射將會將一光年內的所有生物全部殺死，這是我們不能留在太陽系外圍的一個原因。
【無盡的幽暗】
假設你在外太陽系躲過了γ射線輻射的殺傷，那麼別高興的太早。太陽的消失除了留下了絢爛的星雲，美麗的星雲將會一直存在數千萬年之久，星雲是如此的燦爛，以至於能夠成為天文學家望遠鏡中最留戀不舍的對象。
圖為最美的星雲之一：鷹星雲，它還有一個名字「創生之柱」，由於圖片經過拼接而形成，所以右上角具有數據缺失的黑色空白
除了美麗的星雲，在太陽爆炸的原址，形成了一顆幽暗冰冷的小星星：白矮星。如果太陽形成一顆白矮星，據推算，發出的光亮將只有原先的20萬分之一，完全不能滿足植物生長的要求，因此人類不可能靠著白矮星微弱的光繼續生存。
白矮星與其殘骸組成的塵埃盤想像圖
所以，因為太陽致命的輻射和隨後微弱的光芒，都迫使人類不得不在紅巨星到來的前一刻離開養育我們的太陽系了。
【其它】
望遠鏡中的三體星系：半人馬座α星
電影中告訴我們人類將前往4.22光年外的新星系繼續生活，這個新星系不是別的，就是劉慈欣著名小說《三體》中的三體星系，可能這是和《三體》形成呼應的一個彩蛋吧。之所以成為三體，則是因為三體星系是一個三星系統半人馬座α星，距離我們最近的恆星比鄰星就是半人馬座α星中最小的，編號半人馬座α星C。
總體上，《流浪地球》很符合科學常識，嚴謹而不失幽默，值得一看。在為國產電影支持同時，不要忘了遵守交通規則哦！
頗具洗腦風的北京市第三區交通委員會提醒語
作者：火火
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