《流浪地球》，被影迷們譽為中國科幻的裡程碑。這部電影的腦洞，在眾多科幻電影裡都比較獨特，一般科幻片的設定都是：地球出問題了，怎麼解決？而它則是，太陽出問題了，地球人怎麼辦？一般遇到災難，大家都是要造個飛船啥的逃命，比如《2012》裡的方舟。
但《流浪地球》覺得，我們帶著地球一起逃吧！其實，作者敢開這樣的腦洞，也是要有科學作基礎的。接下來，我們就從頭好好捋捋，盤點《流浪地球》裡的天文知識，看看地球到底要怎麼逃。
《流浪地球》的故事發生在2075年，根據設定，科學家們測算出，太陽正慢慢老化，預計將在400年內自爆，膨脹成一個「巨無霸」天體——紅巨星，到時候，地球就會被「吞」掉。實際上，等不到被「吞」，地球就會在爆炸中被太陽汽化。
這場即將來臨的大災難就是整個電影的背景和前提，不過，太陽自爆並不完全是腦洞，它在現實中有一個專有的名字，叫：「氦閃」。
簡單地說，太陽大部分都是氫元素，氫元素不斷聚變，聚變產生了巨大能量，太陽才能發光發熱，並且形成一種危險的炸藥般的存在——氦元素。太陽的這個階段叫做主序星階段，目前的太陽就正處在這種青壯年狀態，非常穩定地為地球帶來光明和溫暖。
然後，隨著太陽的年紀越來越大，氫慢慢被消耗完，此時，太陽就會像放了氣的氣球一樣，表殼向內坍塌、擠壓，於是，高溫高壓下，氦元素也開始聚變，幾百萬年來積蓄的能量瞬間爆發，足以把地球化為灰燼，這就是「氦閃」。到時候，太陽就會變為一顆巨大而暗淡的紅巨星，大到可以把周圍的行星都「吞」掉，這就是「紅巨星階段」。
現在的太陽已經46億歲了，不過，科學家們普遍認為，它要變成紅巨星，還需要30到50億年。但是，按照電影裡設定的時間，人類要開始逃亡了！
想帶著地球「私奔」，電影給出的方案是：給地球裝上大功率的發動機噴氣，首先，讓它停止自轉，然後把它推出太陽系。電影裡沒有詳細說明怎麼推，但絕對不會是背對著太陽直線逃離，因為想跟太陽的吸引力「拔河」，需要的能量太大，發動機達不到這個勁兒，此時應該用的是「霍曼轉移軌道」。
具體做法就是，切向噴氣，給自己加速，每次加速都能把弧度劃得更大，連續加速兩次，就能脫離原有軌道，實現升軌，比如：從地球公轉軌道轉到火星軌道，再用同樣的方法從火星軌道，轉到木星軌道.
「霍曼轉移軌道」是德國物理學家沃爾特·霍曼提出的，這種變軌方法的優點就在於：能充分利用天體的引力，非常節省燃料，當然，缺點就是，時間更長。
而「霍曼軌道」在人類太空探索中的應用也很多，比如：火星勘測器的發送，幾乎都是用的這個方法；相反，如果減速，也能降軌，我國的「嫦娥」三號月球探測器從地球發射到月球，就是經歷了減速降軌的霍曼轉移軌道。不過，用轉移人造衛星的方法來轉移地球，這個腦洞也是很服氣！
在《流浪地球》裡，木星可以說是一個重要角色，吳京飾演的劉培強每天都在空間站觀測木星；故事的最高潮也是地球大氣層被木星捕獲，然後才有了後來全人類共同救援的情節。可能很多人都沒看懂——逃離太陽，為什麼又惹上了木星？因為，人類想利用木星的「引力彈弓」效應。
根據計算，地球想要從太陽手裡逃逸，需要每秒42千米的速度；而它本身的公轉速度只能達到30千米每秒，這個速度想靠發動機加上去，仍然很困難。所以，地球不得不借用木星的重力場，或者說，用木星引力當做助推器，把自己給甩出去，以達到加速、省力的目的。
「引力彈弓」同樣真實存在，1918年，前蘇聯科學家尤裡·康德拉圖克最早提出了這一想法。不過，由於這一效應需要精確計算軌道位置，而當時又沒有發明計算機，所以並沒有真正實現。
直到1961年，美國加州大學洛杉磯分校的科學家米諾維奇用計算機算了一下，他發現，1977年有一個絕佳的機會，到那時，木星、土星、天王星、海王星都會位於太陽的同一側，如果在這時發射人造衛星過去，可以依次利用這些天體加速。這次可以說是百年難得一見，下次再等，就是176年後了。
於是，就有了美國航天局發射的兩顆衛星——旅行者一號和旅行者二號，它們也是目前飛得最遠的兩個天體，已經飛出了太陽系！當時，旅行者一號還回頭給地球拍了一張照片，照片裡，地球就是一個點，像一顆塵埃。而人類正是在這粒塵埃上共同生活。
《流浪地球》並不是第一部用到「引力彈弓」原理的電影，電影《星際穿越》中就利用了大黑洞的引力彈弓效應借力飛行；麥可·貝的《絕世天劫》裡，地球礦工乘坐太空梭，也是利用月球的引力彈弓效應，繞了月球半圈，獲得加速才追上了小行星。
《流浪地球》裡，地球在逃離太陽系過程中遇到的最大危機就是前面說的「大氣層被木星捕獲」，如果不趕快脫離，地球最後會被木星瓦解，而這裡涉及到的原理就是「洛希極限」。道理很簡單，就是地球靠木星越近，木星對它的萬有引力越強，而當這個引力已經大到地球的慣性力和自身的萬有引力都抵抗不了的時候，地球上的一切就會被木星的引力「撕」到空中。而「洛希極限」就是最後的安全距離，一旦地球越過這根紅線，就會進入木星的主場，被引力撕碎，最後變成木星的光環。
「洛希極限」是以第一個計算這個極限的人愛德華·洛希命名的，它最經典的案例之一就是「土星光環」。土星光環是如何形成的呢？人們研究認為，很有可能就是一個彗星在經過土星時，不小心進入了洛希極限，被撕碎後，它的碎片就圍繞在土星身邊，形成了一個光環。
那麼，地球最後又是如何逃出生天的呢？這個就不劇透啦。不過，也有數學高手發現，「洛希極限」的計算錯誤，是《流浪地球》的一大硬傷。因為，如果把地球當做一個完全的剛體計算，木星和地球之間的「洛希極限」是5.6萬公裡，比木星的半徑7.15萬公裡還小，這意味著，剛體地球要是想被木星撕碎，它必須鑽到木星裡面去才行！雖然地球還有大氣層、海洋等流體，不算是一個完全的剛體，但是電影裡給出的明確數據說木、地剛體洛希極限是89萬公裡，這差距也太大啦！
雖然這部電影仍然有一些不完美，但是白玉微瑕，並不妨礙我對它的喜愛。《流浪地球》，比《小王子》一個人在守著一顆星球更孤獨；比非洲動物大遷徙更雄壯。再一想，人類、地球之於宇宙，和這些動物們之於地球，有什麼差別呢？但是，以人類這短短幾千年的文明，竟然也能玩轉地球、探索宇宙，這又是多麼了不起！