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春节期间，由刘慈欣小说《流浪地球》改编的同名电影《流浪地球》好评如潮。为了打造中国第一部真正的硬科幻电影，剧组做了大量功课，整部电影对太空、航天、机械等有着丰富的表现。 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？一起走进科学的奥秘。 影片的故事背景是这样的：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，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，这实在太漫长。 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，这是因为行星发动机的能量来自重元素聚变。 重元素聚变并不稀奇，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7亿亿吨石头，这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。这就是电影前半段上演的。 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）和地球（蓝色球）举个例子。 ▌本文来源：科普中国 |
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