《流浪地球》可行嗎?是科學還是幻想?

2020-12-16 科學Getfun

中國首部大型科幻片《流浪地球》佔據了春節檔電影票房的主導地位。電影《流浪地球》官方微博宣布,春節假期總票房突破20億。其以「硬科幻」的特點收穫大量好評,「硬科幻」,即具有嚴謹科學底蘊、基於科學原理的科幻作品。當然,也有不少人對其中的科學知識產生思考,那影片中涉及到的哪些說法具有較強的科學基礎,哪些說法現在也還只是幻想?

《流浪地球》講述了太陽即將死亡,進入紅巨星的膨脹階段,地球會被膨脹的太陽大氣所淹沒。在人類命運面臨存亡的關頭,人類聯合政府做出了一項決定,地球作為一個龐大的飛船駛離現有軌道,奔向距離它4.2光年的比鄰星。

根據劉慈欣小說原著中的設定,人類的此次逃亡是一場分為五個階段,時間跨度長達2500年才能完成的人類拯救計劃。這五個階段分別是剎車階段:憑藉赤道上的「行星發動機」的巨大推力,使地球停止自轉;逃逸階段:全功率開動行星發動機,使地球加速駛出太陽系;流浪階段一:利用太陽和木星完成最後的加速,駛向人類選定的新家園「半人馬座比鄰星」;流浪階段二:駛出太陽後,行星發動機全功率開啟,利用500年時間將地球加速到光速的千分之五,然後滑行1300年,然後調轉發動機,利用700年進行減速;新太陽時代:地球泊入比鄰星軌道,成為比鄰星的衛星。

關於引力彈弓

《流浪地球》電影中,故事背景是這樣的:太陽急速老化,不斷膨脹,太陽系已經不適合人類生存,於是人類為自己選了一個新的家園——比鄰星(半人馬座三星),比鄰星同太陽一樣,都是恆星,但質量只有太陽的八分之一,地球是個龐然大物,平均半徑6371公裡,質量超過59萬億億噸,人類給地球安裝上萬座巨大的重元素聚變發動機,它們被稱作行星發動機,足以在5年左右將地球推進到逃逸速度(脫離太陽引力的最低速度),但這個速度還遠遠不夠。比鄰星(半人馬座三星)距離地球4.3光年,如果按照逃逸速度航行,需要7.7萬年才能抵達,即使行星發動機繼續加速,達到光速的百分之一仍然不可行。於是電影裡讓它藉助木星的「引力彈弓」,令地球零消耗改變方向、提升速度,最後到達比鄰星。

木星體積大約是地球的1300倍,上圖中地球以速度V靠近木星,而木星在軌道上以速度U運行,當地球和木星足夠靠近時,當地球靠近木星時,會被其強大的引力吸引,從而加快行進速度,然後像擲鐵餅那樣甩出去,那這時地球就獲得了木星的軌道速度U,疊加上原有的速度V,速度增加到了U+V,從而達到脫離太陽系所需速度,卻沒有消耗任何燃料,那這個就叫做引力彈弓效應。

據南京航空航天大學理學院副教授李晉斌說,「引力彈弓」是一種飛行器加速常用的方法,我們向地球以外的天體發射飛行器時,常會應用到其他行星或天體做「引力彈弓」,以此來節省燃料、時間和計劃成本,在人類的航天徵程中,引力彈弓效應的應用已十分廣泛。美國的「卡西尼」號探測器了,它於1997年10月15日從地球發射前往目的地——土星,但只帶了很少的燃料。它在1998年4月26日利用了金星的彈射,在1999年7月24日利用了金星的第二次彈射,又於1999年8月18日利用了地球的彈射,後於2000年12月30日利用了木星的彈射,最終於2004年7月1日抵達土星。還有首個進入星際空間的人類探測器「旅行者1號」在飛離太陽系前,就曾多次藉助引力彈弓效應;「帕克」太陽探測器也曾7次藉助金星的「引力彈弓」而逐漸逼近太陽,最終成為史上最靠近太陽的太空飛行器。

關於重元素聚變發動機(行星發動機)

高度達11千米,比珠穆朗瑪峰還高2.2千米的重聚變發動機。每臺發動機能提供150億噸的推力,而這樣的發動機在歐亞大陸和美洲大陸總共有一萬兩千臺,總共能提供150萬億噸的推力,如此大的動力方可在5年左右將地球推進到逃逸太陽引力的最低速度,即16.7公裡/秒。

重聚變,就是由重原子進行的核聚變,從「矽」開始大質量恆星「重聚變」過程是:矽–28→硫–32 → 氬–36→鈣–40→鈦–44 → 鉻 –48 → 鐵–52(鐵–56),核聚變走到鐵這一步,就不再釋放能量,而是吸收能量,所以重聚變最後產生的廢渣就是鐵。「重聚變」釋放出的能量,比氫彈爆炸釋放的能量要大很多很多。當然重聚變需要的溫度也高得多、壓強也要大得多才能實現,我們地球上巖石的主要成分是「矽」。小說和電影中,利用巖石為主要燃料進行核聚變,正是有了重聚變發動機,才能讓「流浪地球」計劃成功,因為巖石在地球上到處都是,提供了無窮無盡的燃料。目前人類已經實現的聚變是氫彈,它利用氫同位素聚變釋放出能量,有巨大的威力。但氫彈的能量是爆炸式釋放,目前人類還不能實現可控核聚變,即讓聚變產生的能量平穩輸出,一些相關裝置還處於實驗階段。

關於洛希極限

洛希極限(Roche limit)是天文學中的一個特殊的距離。當兩個天體的距離少於洛希極限時,它們就傾向於被「潮汐力」撕碎,計算表明,地球和木星的距離如果低於10.3萬公裡,那麼大氣就會在潮汐力的作用下脫離地球;如果距離低於7.44萬公裡,那整個地球都會被撕碎,這個距離極限值是由法國天文學家洛希首先計算出的,因此稱為洛希極限。

我們拿一個茶壺和茶杯舉例子:我們在杯壁頂部倒一些水,讓它在重力作用下向著杯底滑落。越靠近杯底,水滴會越拉越長,最後被拉扯到了撕裂的極限。這個極限就可以被認為是這個茶杯對水滴的「洛希極限」。木星的引力場,實際上就是這樣一個「茶杯」。地球尺寸很大,當它靠近木星時,離木星較近一側受到的引力,將比較遠一側大得多,因此會像水滴一樣被逐漸撕裂。

在《流浪地球》電影中,當地球靠近木星時,人類突然遭遇了巨大危機:數千臺行星發動機故障熄火了,全球地震,火山爆發,巖漿吞沒了地下城……發生災難的根源就是洛希極限。

我們最後探討的問題是太陽何時變為紅巨星?答案是至少50億年後,太陽變為紅巨星只是《流浪地球》中的一個假設。現實中的太陽按照恆星正常的壽命,50億年之後才會變為紅巨星。那時候人類大概已經移民到其他恆星系星球

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  • 《流浪地球》中帶著地球去流浪,現實生活中可行嗎?原因是啥?
    文/某凡《流浪地球》中帶著地球去流浪,現實生活中可行嗎?原因是啥?在2019年的春節檔,國產電影可謂是火了一把,而其中的兩部科幻電影《流浪地球》與《瘋狂的外星人》更是受到了觀眾們的一致好評,特別是《流浪地球》更是成為了春節電影檔中的黑馬,拿下了春節檔中的票房冠軍。而觀眾們對《流浪地球》的評價也是非常的高,這部電影可謂是名利雙收。
  • 有些人為何總熱衷於質疑《流浪地球》不科學?
    首先要明白《流浪地球》不是科普片,而是科幻片,這就註定了電影情節不一定非得是科學的,只要不是偽科學(比如說永動機)就行,科幻電影更需要大膽的設想,而不是一味地遵從科學理論!
  • 《流浪地球》中,網友不斷提出質疑,推動地球運動真的可行嗎?
    《流浪地球》這部電影掀起了中國科幻電影的熱潮。《流浪地球》被認為打開了中國科幻電影的大門,看過這部電影的朋友都知道,不管是從劇情還是整體的特效上,製作都非常的精良。在大多數的看客眼中,《流浪地球》確實是難得一見的好電影,更何況,整個電影的原著是出自於劉慈欣之手。在上映之後能夠得到如此好的口碑和如此高的評分,也是在意料之中的。
  • 流浪地球:推動行星?引力彈弓?網友:真的可行嗎?
    自上映以來,《流浪地球》口碑日漸上升,近日票房獨佔鰲頭。那麼對於電影中的某些「高級科技」,現實中可行嗎?首先,我們來討論支撐影片的大環境線索理論:在太陽燃料耗盡演變為紅巨星之際,人類為了尋求新的宜居帶,選擇用發動機推動地球。
  • 《流浪地球》所描述的把地球推離太陽系在現實中可行嗎?
    《流浪地球》所描述的把地球推離太陽系在現實中可行嗎?在現實中不可行,基於兩個理由,一是推力不足,二是地殼無法承受!當然推力不足只是《流浪地球》中設定的條件,而現實中甚至連核聚變發動機都還沒有時間,更不要談推力不足了!
  • 《流浪地球》真的可行嗎?為什麼有專家認為推動地球是自尋死路?
    《流浪地球》是一部優秀的國產科幻片,自從播出後,很多人都是這樣說的:「中國終於有了自己的硬核科幻電影」,這部電影不僅取得了票房的豐收,口碑也相當的好,大有與好萊塢電影相媲美的趨勢。我們都知道科幻電影一直以來都是好萊塢的拿手戲,無論是《復聯》,還是星際系列,都為人們所津津樂道 為人們帶來了一場又一廠的視覺盛宴,而這些科幻電影的大名也被很多人所熟知,現在就有一部分網友拿《流浪地球》和好萊塢科幻電影比較,然後發表自己的觀點說《流浪地球》毫無科學依據,推動地球就是自取滅亡,他們的觀點是地球內部是高溫的液態物質,就像雞蛋一樣
  • 電影《流浪地球》用點燃木星的方法推動地球,這種做法可行嗎?
    大家好,我是論科學的時代,很高興跟大家一起探索宇宙奧秘。今天小編要帶大家了解的是:電影《流浪地球》用點燃木星的方法推動地球,這種做法可行嗎?不知道大家在過年的時候有沒有看過電影《流浪地球》?相信看過這一部電影的,朋友們都會感覺非常的激情澎湃,看到全人類為了自己的未來努力,的確讓人覺得非常激動。但因所說的情節,雖然不一定全都是正確的,但是的確,太陽總會有一天是會走到生命盡頭的。它慢慢老去之後就會開始膨脹,可能會爆發出非常強大的熱能,導致我們的地球會成為一個火球。
  • 《流浪地球》究竟如何?可行嗎?
    小編今天給大家推薦的是中國首部科幻劇《流浪地球》推薦指數:四顆星我相信很多人都看過了這部口碑極好的國產科幻劇。簡單來說:本片的開頭是介紹流浪地球的原因,然後就是男主和女主還有我們近期以來的票房霸主吳京一同配合,將地球推離木星軌道。這裡面擁有凸顯愛國主義的片段,更有親情片段的展現。小編說實在的,是個不錯的劇。
  • 電影《流浪地球》中建超大發動機將地球推離太陽系的做法可行嗎?
    今天小編要帶大家了解的是:電影《流浪地球》中建超大發動機將地球推離太陽系的做法可行嗎?上次大家在過年的時候可能都看過一部電影叫《流浪地球》,這部電影帶著科幻的色彩。電影當中,大體內容是地球已經不堪重負,從地上轉入地下生活。
  • 以現在的科學技術,「流浪地球」如果真的實行,地球能夠承受嗎?
    科幻片最吸引人的地方,是在於它能給人帶來無限的遐想,並帶給人視覺上的享受,而且喜歡看科幻片的人都會喜歡在看過之後與其他愛好者們一起探討科幻片的科學元素以及合理性,小編認為這並非是對科幻片的抬槓,畢竟科幻是「科學技術」與「幻想」的結合,肯定不能其完全依照現在人類已達到的科學技術來解釋,但這也正是它真正的魅力所在,《流浪地球》這部科幻片在上映後亦是如此
  • 《流浪地球:飛躍2020特別版》是畫蛇添足還是畫龍點睛?
    《流浪地球》目前是中國歷史票房第三高的電影,與第二位的《哪吒之魔童降世》相差不到4億元,隨著本周《流浪地球:飛躍2020特別版》的上映,兩者之間的差距將進一步縮小,甚至名次調換也說不定。《流浪地球》基本上大部分情節都是由大規模的災難場景構成,諸如運載車在坍塌的冰谷中疾馳,在啟動火石時木星引力造成的毀滅性破壞,電梯急墜的戲劇性意外,在空間站外出艙活動時被碎片擊中等等。雖然導演郭帆和製作團隊確實付出了巨大的努力,但《流浪地球》始終沒有達到像艾默裡奇電影中的災難奇觀那樣的史詩級高度。
  • 流浪地球中諸多不嚴謹科學,真的可以用離子推進器推動地球嗎?
    作者:科學探討-小叮噹網絡作家協會國產科幻大作流浪地球,牽強和不科學情節是否存在?流浪地球熱播已經幾周了,講的是在2075年地球在太陽膨脹的情況下人們想盡辦法逃離太陽系的科幻故事。科幻片是否為大作,其科學邏輯是否合理也非常重要。做為愛好科學的朋友們,我們不妨用科學的角度來分析下,看一下這部電影是否存在不科學之處。事情發生的原因過於牽強,不科學首先太陽在自身條件下不會隨便發生膨脹,太陽發生膨脹應該是幾十億年後的事情。
  • 《流浪地球》中,用150萬噸的力推動地球,這個計劃真的可行嗎?
    《流浪地球》這部電影,自從上映以來,它的話題就從來沒有停止過,這部電影的出現打開了中國科幻電影的大門,也讓我們對中國科幻電影也有了新的認識,在流浪地球這部電影當中,太陽系的環境已經不適合地球生存了,在這種情況下,我們只能讓地球遠離太陽系,可是地球如此龐大的物體要怎樣讓它遠離太陽系呢?
  • 《流浪地球》中的行星發動機燒石頭燃料,這種技術真的可行嗎
    在正在熱映的電影《流浪地球》中,人類為了推動地球離開太陽系,建造了1萬多座行星發動機,這些發動機高達11,000多米,比珠穆朗瑪峰還高兩三千米,每一臺可產生150億噸的推力,但是它們所用的燃料只是地球上最常見的石頭,也就是電影中所謂的「燒石頭」了,這是怎麼回事呢?石頭真的可以當燃料產生能量嗎?這技術真的可行嗎?
  • 《流浪地球》把地球推離太陽系在現實中可行嗎?答案太出乎意料了
    《流浪地球》是一部優秀的硬科幻電影,但只要是電影就有些藝術的成分,用發動機將整個地球推離太陽系在電影中是可以存在的,但無法存在於現實世界中所以講述的故事只有科學背景支持的,但是一些技術手段卻是超前於現代科技的。因此,現實中我們根本不可能利用所謂的行星發動機把地球退出太陽系。
  • 北大教授怒批《流浪地球》69個不合理,楊利偉發聲了
    ,而面對絕境,人類將開啟「流浪地球」計劃,試圖帶著地球一起逃離太陽系,尋找人類新家園的故事。之後就有網友和他吵起來了,這位教授也開始回擊《流浪地球》是取得了不錯的成就,但是誰也沒有說過這部電影就是頂級科幻大作了,畢竟我國的科幻電影發展歷史還是太短,有許多不足之處需要補充是必然的。想必我們本身也是能夠意識到這個問題,而這位教授的這種怒批是不是就顯得有一些太著急了?
  • 流浪地球可行性分析
    該部小說交代的流浪地球可簡概為:在太陽即將發生大爆炸時,地球面臨汽化,人類需逃離太陽系,逃離死亡,於是在聯邦政府的帶領下,人類開始流浪地球,而這個「逃離計劃」共有五個階段:「剎車時代」,利用發動機制動地球自轉;「逃逸時代」,全功率開動發送機,使地球加速飛離太陽系;「前流浪時代」,人類駕駛地球在外太空繼續加速,飛向半人馬座比鄰星;「後流浪時代」,接近半人馬座時的中途使地球自轉
  • 《流浪地球》中地球真的「流浪」得起來嗎?
    那麼《流浪地球》的科幻內核又是什麼呢,為什麼能取得如此巨大成功,它的硬傷又是什麼。流浪地球不考慮各種飛行因素,就單純以現代人常識來講,它能「流浪」起來嗎?首先講下劉欣慈《流浪地球》的文化內核,劉欣慈在接受一次採訪時說「中國幾千年文化的積澱,讓人們對土地有著深厚的感情。
  • 《流浪地球2》官宣定檔2023大年初一,吳京暗示將要回歸
    《流浪地球》打開了內地科幻片的大門,遺憾的是在半年之後就被《上海堡壘》給關上了,如今《流浪地球2》正式官宣定檔2023年大年初一,雖然還有兩年多的時間,但消息一出仍令粉絲們激動不已,似乎已經看到大陸科幻片將要再次崛起。
  • 《流浪地球》裡的科學故事
    人類是否能夠讓地球停止轉動?  在「流浪地球」計劃中的第一步就是讓地球停止轉動,儘管在電影中沒有直接展現這一場景,但是電影當中的旁白中有所提及,讓我們就先來看一下這個停止轉動是否可以實現。