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别光看特效!刘慈欣、吴京带你看懂《流浪地球》里的科学奥秘(内藏惊喜)

2019-02-05  mxb08

本文专家:木辛君,清华大学航天航空学院工程力学系博士,中国科幻银河奖/星云奖获奖作者


本文审核:刘慈欣,高级工程师,科幻作家,中国作协会员,小说《流浪地球》作者、电影监制


今天,期盼已久的春节档最耀眼的电影——《流浪地球》终于上映了!这部刘慈欣小说《流浪地球》改编的同名电影,历时4年与观众见面,仿佛让人等了几个世纪之久。终于,今天中国科幻电影正式起航!



本片除刘慈欣监制以外,更有吴京、李光洁、吴孟达等强大演员阵容助阵。超前点映口碑炸裂,看过的观众纷纷表示“稳了”!


被誉为当代中国科幻“四大天王”之一的作家韩松撰文:“好多人都看哭了”。



金马影帝、十亿票房担当的徐峥直接给出了最高评价——



显然,为了打造中国第一部真正的硬科幻电影,剧组做了大量的功课,整部电影对太空、航天、机械等有着丰富的表现。无论你是不是科幻迷,这都是一部值得二刷三刷的电影!


刘慈欣、吴京、龚格尔向科普中国的网友拜年


硬科幻的魅力是什么?大概就是能跳出故事本身,让我们对生活产生不一样的思考。现实中,“流浪地球”真的可能发生吗?明知靠近木星有危险,为什么地球还要走这条路?


带着种种疑问和思考,让我们一起恶补,共同走进科学的奥秘!


为什么要去木星?


故事背景是这样的:太阳急速老化,不断膨胀,太阳系已经不适合人类生存,于是人类为自己选了一个新的家园——比邻星(半人马座三星)。


比邻星同太阳一样,都是恒星,但质量只有太阳的八分之一


地球是个庞然大物,半径6371公里,重达59万亿亿吨。但人类造出了同样庞大的行星发动机,足以在5年左右将地球推进到逃逸速度(脱离太阳引力的最低速度)


行星发动机示意图


但这个速度还远远不够。比邻星(半人马座三星)距离地球4.3光年,如果按照逃逸速度航行,需要7.7万年才能抵达,这实在是太漫长了!


即使行星发动机继续加速,达到光速的百分之一仍然不可行。于是人类想到了借助木星的“引力弹弓”,令地球零消耗改变方向、提升速度,最后到达比邻星




那为什么行星发动机不能加速到百分之一光速呢?这是因为行星发动机的能量来自“重元素聚变”。


重元素聚变有什么限制?


所谓重元素聚变并不是什么稀奇玩意儿。在宇宙深处有不少恒星“巨无霸”,内部就在进行着重元素聚变。



重元素聚变的质能转换效率是相当低的。最乐观估计,地球要达到逃逸速度,也必须烧掉7亿亿吨的石头,相当于把全球的地面挖掉40米做为燃料;要达到光速的百分之一,则必须削去地壳的一半。


如果无法靠自己的力量推动地球,那就借助精巧的轨道计算,利用天文尺度的力量——万有引力。于是人类将目光投向木星,这就是电影前半段上演的。


木星的引力弹弓是怎么回事?


航天中存在引力弹弓现象,利用它,可以令航天器零消耗低改变方向、提升速度,送达目标轨道。



引力弹弓一般发生在一对重量相差悬殊的天体之间。这里我们用木星(红色球)地球(蓝色球)举个例子,如图a和图b所示。

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