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木星能被點燃？雲南天文臺專家解密《流浪地球》背後的科學，《流浪地球》劇照
掌上春城訊你看《流浪地球》了嗎？不，你二刷《流浪地球》了嗎？在電影《流浪地球》中，太陽的不斷膨脹使地球不得不背井離鄉，遠遁太空……看完電影後，你是否也在很多科幻迷一樣想像：現實世界中的太陽，真的會發生這樣的變化嗎？「流浪地球」真的可能發生嗎？靠近木星真的會被撕碎嗎？
別急，雲南天文臺射電天文研究團組助理研究員郭少傑針對大眾感興趣的疑問，為大家一一揭開《流浪地球》背後的科學奧秘……
太陽真的會膨脹嗎？
電影：我們的星球獨一無二，它是一個非凡的奇蹟，我們所在的星系中心，有一個超級大國——太陽。它賦予我們光和熱以及生命，而在太陽系裡，還有一位巨人，它就是木星。100年後，太陽會膨脹到吞沒整個地球。300年後，太陽系將不復存在。
解密：電影裡說的太陽會加速膨脹，太陽確實是會膨脹的，因為任何恆星都和我們的生命一樣，都是有一個從誕生到演化到死亡的一個階段。太陽現在的年齡是46億年，它在這個狀態下會保持大約90億年左右。所以我們還有差不多40多億年以後才會經歷真的開始「流浪地球」了，因為太陽真的會膨脹，而且它會變得非常大，但那是幾十億年後的事了，所以不用擔心。
科普：在過去的46億年裡，太陽一直持續穩定地為地球提供能量。每一秒鐘太陽會將六億噸的氫原子轉化為氦原子，產生的能量中有極其微小的一部分被地球接收到，供給地球上的生命所需。
在過去的40多億年裡，太陽的整體亮度上升了大約20%。這種變化對於地球的生命演化產生了重要的影響，但是，在一個單一物種存續的時間（百萬年到千萬年）裡，太陽的變化不會產生顯著效應。
不過，請大家務必放心，天文學家目前對於太陽這樣質量的單獨恆星演化了解得相當清楚，無論從理論上還是觀測上，都不支持太陽會在未來的數百年裡發生電影中那樣的變化。由人類自己造成的全球變暖問題可能才是現實中地球最大的危機。
靠近木星會發生什麼？
電影：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……
解密：地球經過木星的時候會不會被木星「捕獲」？主要看地球的速度夠不夠快，如果夠快的話，木星就不會「捕獲」到。電影上說的地球被木星「捕獲」了，因為木星的引力暴增，這在科學上是不現實的。
關於「撕碎」，專業上叫洛希極限，電影裡提到洛希極限半徑，當地球靠近木星時，地球不同部分的引力都是朝向木星的，但有個引力差，這個引力差如果大於地球之間的力，那它就會被「撕裂」掉。
科普：為什麼幾千臺發動機會同時熄火呢？為什麼地震、火山都趕在這個時候來湊熱鬧呢？這一切災難的根源是「洛希極限」，簡單說就是地球離木星太近了，太近會發生什麼呢？
這裡要說的就是：洛希極限（Roche limit），它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。
潮汐力有多可怕，可以拿一個茶壺和茶杯舉例子：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。
可以想像《流浪地球》中，人類面臨的是怎樣的絕望了。太靠近木星不行，那樣會被潮汐力撕碎；太遠離木星也不行，那樣無法藉助引力彈弓變軌……
木星能被點燃嗎？
電影：地球落向木星。主人公突然想到：木星大氣主要是由氫氣組成的，而地球大氣則包含20%的氧氣。為了使地球脫離木星的引力，救援隊點燃了木星和地球大氣的混合氣體，產生了巨大的衝擊波，將地球推離了木星。
解密：理論上來說，氫氣和氧氣混合是可以被點燃的，關鍵要看比例。有人計算過，木星被點燃爆炸所釋放出來的力和地球所需要的助推力相比，是很小的。地球也只會獲得微小的加速度。這個可能只是電影情節需要。
地球可以被助推器推走嗎？
電影：太陽即將毀滅，人類在地球表面建造出巨大的推進器，尋找新家園。
解密：牛頓第三定律告訴我們：如果你向後拋出一些東西，你就會獲得向前運動的加速度。如果地球想要逃離太陽，它需要向前進的反方向拋棄自己一部分的質量。這些被拋棄的物質在被拋出時相對地球的速度越快，地球獲得的前進加速度也越多。
所以，目前理論上很難實現，但是也許未來會實現這些腦洞大開的想法吧。科學是我們需要腳踏實地做的事情，通過這部電影，很多人會認識洛希極限、了解木星的大紅斑以及太陽的膨脹、引力彈弓等科學名詞。所以科普和科幻是相輔相成的。科幻是給大家做科普最便捷的通道。一部好的科幻電影真的能開啟觀眾、尤其是孩子們的想像力與求知慾。
旁白：科幻片中的情節也許不會發生，但是我們不能忽視對地球家園的保護！美國太空人魯斯·坎貝爾曾說：「我登上月球時最強烈的感受：是對地球的愛更加深切。」地球不僅有適宜的氣溫，還有美妙的大氣層；它適度的斜軸，造成了四季的變化；它自轉一圈的時間為24小時，一切都恰到好處。所以我們應該共同努力，維護這個微小、美麗而脆弱的星球，因為它才是人類唯一的方舟。
昆明日報全媒體記者：羅昆婭
責編：畢群 一審：秦聰俊
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