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铁粉杂谈
高调顶贴,放胆灌水

电影《流浪地球》可以说是中国科幻电影的又一大进步,它不光用上映首日破2亿的票房,也用电影里硬核的科幻设定丰富的想象力和精妙绝伦的特效,向我们自己,同时也向全世界证明了中国科幻片不再是**钱的道具片。


流浪地球
其实我个人感觉,《流浪地球》不光只是一部科幻片,同时也是建立在科幻之上的一部灾难片。大致剧情也很简单明了:在不远的将来,太阳变大膨胀即将吞没地球和整个太阳系,人类不得不在地球的表面建造出上万座巨大的推进器,使地球脱离太阳系并前往新的星系,寻找新的安身之所——4.2光年之外的比邻星,而且要持续长达2500年的“路程”。在完成这一宏伟计划的进程中,无数人挺身而出上演了可歌可泣的传奇故事,九死一生的冒险和对人性的终极拷问也同时上演。

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流浪地球
先抛开那些可歌可泣的传奇故事,达尔今天带大家来从科学的角度,简单的分析一下电影中的那些科幻设定。

首先,太阳为什么会膨胀变大。这一点也是电影里地球不得不背井离乡的主要原因。其实在达尔我很小的时候就喜欢看有关天文系的书籍,那时候也就知道了太阳迟早有一天也是会“死亡”的。恒星也有自己的生命史,它们从诞生,成长到衰老,最终走向死亡。


红巨星
根据恒星演化学说,恒星内部一但进行热核反应(氢核聚变为氦核的过程),就进入了相对稳定时期。而且质量大的演化快,稳定期短;质量小的演化慢,稳定期长。太阳的质量大约是2000亿亿亿吨,所以它的稳定期为100亿年。科学家们推算,太阳目前正处于它的“中年”期——约50亿岁,也就是说太阳还能再活50亿岁。

而我们的太阳自身有非常稳定的调节机制,保证光热的稳定输出。但如果太阳内部的热核反应因为某种原因而略微加速的话,就会引起内部温度升高,这种升温会使得太阳整体微微的膨胀,从而使得核心温度和压力回复正常,这种短时间的调节只有千分之一的几率,对地球造成的影响也远远小于不同季节带来的差别。而宇宙中有些恒星就做不到我们的太阳这种稳定性,如我们熟知的猎户座第二亮星——参宿四就会因为不断的膨胀收缩,导致在数百天内的亮度变化超过2倍。

红巨星
当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主序星阶段,步入老年期时,它将首先变为一颗红巨星。红巨星是恒星 燃烧到后期所经历的一个较短的不稳定阶段,根据恒星质量的不同,历时只有数百万年不等,这与恒星几十亿年甚至上百亿年的稳定期相比是非常短暂的。红巨星时期的恒星表面温度相对很低,但极为明亮,因为它们的体积非常巨大。而这个时期的地球,甚至整个太阳系都将面临着被变为红巨星的太阳所吞噬的命运。

地球
在《流浪地球》电影中,科学家们观察到太阳核心的演化加速了,在地球逃离到木星附近的时候,太阳已经开始转变为一颗红巨星,并吞噬了金星和水星。至于氦闪,首先氦闪是恒星到了晚年,内部的氢快要消耗完毕,氢聚变产生的氦在恒星的中心逐渐累积,达到一定的量后,在高温高压下发生聚变。氦聚变燃烧的时间很短,产生的能量也远低于氢聚变,但这种短时间内的燃烧使得恒星的亮度在短时间内增加,产生强光,这就是氦闪。在实际的恒星演化过程中,氦闪仅仅是太阳在第一次红巨星演化的终点。早在氦闪发生之前,太阳就已经变成了非常巨大并灼热的红巨星了。

氦闪
这是关于电影中太阳所发生的变化而导致的灾难,虽然这种变化在现实生活中确实也会发生,但大家不用担心,因为没等到太阳变化的那一天,地球人自己就已经把地球糟蹋的没法居住了。

对于如何避免像《流浪地球》中的这种星际灾难,相信不光是我,甚至在座的各位观众大佬们对未来如何离开太阳系的憧憬都抱有过各种幻想。如乘坐太空船离开,移民至其他星球,甚至开创虫洞进行穿越等。但像《流浪地球》这种,把整个地球当做太空船然后开走的想法,还真是前所未有(看来我们中国人的科幻潜力,和丰富的想象力还是非常滴强大啊)。

地球
电影里,人类通过转向引擎,让地球自转慢慢减速,然后启动地球上的上万个推进器,让地球开始慢慢脱离自身轨道,逐步脱离太阳的引力,从而飞向太空,最终开启长达2500年的太空流浪旅行。

而这些操作,首先要解决的问题就是能源问题。在人类已经进行的概念设计的未来火箭能源中,最为可能在电影《流浪地球》时代实现的是核动力发动机。而核动力的利用方式有3种:利用核反应堆的热能,直接利用来自反应堆的高能粒子,或者利用核弹爆炸。

流浪地球
对于电影中要想收集到足够推进整个地球前进核动力发动机能源相当的困难。影片中提到流浪地球的推进引擎的能量来源是“重元素聚变”。是的,不仅仅是轻元素可以聚变,事实上,在恒星演化晚期,碳、氮、氧、硅等元素也可以通过核聚变转化为更重的元素,并释放能量。对地球来说,最好的燃料应该是氧和硅,它们加起来占了地壳质量的74%。所以在影片中,我们看到燃料采集车直接挖取山石。在影片的科学设定下,这些山石可能只需要简单的处理就可以作为引擎的核聚变燃料。只是这样做可能会永远改变地球的面貌。

流浪地球
其次就是地球往后的路该怎么“走”。2500年的时间,地球在没有阳光的孕育下,难道不会变成一颗冰冷的死星?就算成功到达了目的地,又能确保此目的地适合地球“居住”?当然,这些都不是我需要去考虑的问题了,或许只是经过这部电影后又一次对现实中的未来,再次充满了疑问和幻想。对于这些疑问和幻想,不知道在座的各位大佬们有什么看法呢?
只看楼主

7条回复

沙发 154633011  铁粉文曲星   | 发表于 2019-2-8 19:15 来自手机 | 显示全部楼层
谢谢分享!
板凳 清浅岁月  铁粉学士   | 发表于 2019-2-8 20:44 | 显示全部楼层
谢谢分享
地板 maureen80  铁粉文曲星   | 发表于 2019-2-9 00:04 来自手机 | 显示全部楼层
感谢分享
#5 mob126  铁粉学士   | 发表于 2019-9-2 06:31 | 显示全部楼层
不远将来
#6 161905229  铁粉文曲星   | 发表于 2019-9-2 07:59 | 显示全部楼层
谢谢分享
#7 赤手擒龙  铁粉学士   | 发表于 2019-9-2 10:25 | 显示全部楼层
谢谢分享
#8 zm_overflysky  铁粉文曲星   | 发表于 2019-9-3 10:30 | 显示全部楼层
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