可以預見,《流浪地球》將引發一波科幻熱,特別是這種硬核科幻還將引起廣大群眾對星空和宇宙的興趣。科幻這個詞我們拆開來看——科學和幻想,硬核科幻就是以科學為基礎的幻想,軟科幻則是幻想中的科學。毫無疑問,《流浪地球》是屬於硬核科幻的,裡面很多情節的設計也是基於科學基礎,比如說太陽氦閃、引力彈弓、重核聚變等等,類似的片子還有《星際穿越》、《火星救援》、《2001漫遊太空》等等,這些片子都有物理概念上的支撐,這些概念稍稍有些反直覺,來試試看你能不能理解。

光速不變原理
試想一一下,在一列時速100千米每小時的火車上,你以10千米每小時的速度往前跑,你的速度是多少?學過初中物理的都知道,要算出你的速度那要看以什麼為參照物,如果以火車為參照物你的速度是10千米每小時,如果以地面為參照物你的速度是110千米每小時,這是和我們的直覺也一致,但如果把火車上的你換成一束光,光的速度是多少呢?反直覺的來了,無論你以什麼物體為參照物,光的速度永遠是299792458米每秒,這已經被實驗所證明了,這也是愛因斯坦狹義相對論的原理之一。所有科幻電影裡雖沒有直接提到這一點,但是硬核科幻都遵從了這一點。
不能超光速運動
《流浪地球》中地球要到達4.2光年外的新星系需要2500年,依靠木星的引力彈弓效應才能加速到光速的千分之五,為什麼費了那大勁,使用了10000臺行星發動機和引力彈弓才只能有這樣的速度?為什麼不能達到或超過光速呢?因為物體的速度越快它的重量就會相應增加,所需要的推動力也越大,要加速到光速就需要無窮大的推力,無窮大的推力就需要無窮大的能量,目前以及未來很長很長時間以內,人類都無法找來這麼大的能量。

速度越快時間越慢
《星際穿越》中男主角飛往另一個星球留下黑人小哥在空間站,男主角感覺只去了半天,但回來的時候發現已經過去了23年,影片的最後男主見到女兒的時候,女兒已經白髮蒼蒼,男主角卻只變老了一點點,為什麼會這樣?因為男主角處在一個高速運動的飛船上,相對於黑人小哥和他女兒,他的時間變慢了。反直覺的來了,假如《流浪地球》中地球以光速飛向4.2光年外的星系,地球上的人需要等多久才到?按照直覺應該是4.2年呀,但反直覺的是,地球上的鐘可能走了不到1秒,地球上的人也感覺唰一下子就到了,因為光速把這一秒拉的無限長,這一秒過得非常慢。

蟲洞
既然沒有辦法超光速,那麼如果我們想在有限的生命裡到達1萬光年以外的星球,有沒有辦法呢?有,找一個蟲洞,《來自星星的你》中都敏俊就是從蟲洞到達地球,蟲洞就是連接兩個不同時空的通道,這裡就要理解多維空間的概念了,在四維空間裡我們的三維空間是可以被摺疊的,原本很遠的距離經過摺疊就變短,蟲洞就可以連接這兩個點了。

時空旅行
像《回到未來》或者《蝴蝶效應》一樣使用時間機器來穿越時間在硬核科幻裡還沒有,因為時間機器目前還找不到任何理論支撐,但在《星際穿越》中男主角卻是通過黑洞進入多維空間中與女兒取得了聯繫,所以,要回到過去可以先進入高維度空間,然後就可任意到達你想去的時間點了。
以上的內容我儘量用通俗的語言來解釋,其實並不嚴謹,只是想把問題說清楚,希望能和大家共同探討。