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你真看懂《流浪地球》了吗?

2019年02月10日 15:54来源:未知手机版

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(电影剧照,蓝色光束为等离子发动机“火焰”,右上暗红圈为木星大气层的大红斑)

《流浪地球》中的物理学和社会学

文/易阳春 和君资本 

来源:和君商学

大年初二观看了IMAX版《流浪地球》,很受振奋鼓舞,一是为了刘慈欣作品首次登上荧幕,二是为了中国终于有拿得出手的科幻电影。为表示对大刘、郭帆、吴京主创团队的敬意,特利用春节假期写篇小文进行影评和科普,并呼吁更多朋友买票观影。

《流浪地球》电影故事来源于刘慈欣的同名短篇小说,进行了大篇幅的压缩和改编,大意是:一百多年后的地球人发现太阳即将爆炸,于是启动“流浪地球”计划,即利用建在地面上的一万台等离子发动机推动地球慢慢脱离公转轨道并飞出太阳系,最终远航至4.2光年外的比邻星。但是在途径木星时,地球受到巨大引力牵引,几乎要正面撞上木星而彻底毁灭,多亏了中国帅哥美女英雄们的拼死努力,地球与全人类得以挽救。整场电影叙事性和场面感都很好,大有好莱坞气派,很适合现场观影。但是要完全看懂此片,还真需要不少物理学和社会学知识。

1、太阳会爆炸吗?

2、太阳地球木星的相对尺寸和距离是怎样的?

3、为什么要接近巨大的木星?

4、等离子发动机是什么?

5、目的地4.2光年是多远?

6、七万公里外氢气爆炸,能推动地球改向?

7、人类会把社会日常管理权交给AI吗?

8、存亡时刻,会有人被优先保护吗?

9、巨大天灾时,人类会团结一致吗?

10、关于刘慈欣作品搬上荧幕

11、关于中国人的创造力

01太阳会爆炸吗?

根据现有的科学理论,太阳是一定要爆炸的,只不过是发生在几十亿年之后。今天的太阳正处在恒星生命的旺盛期、稳定期,虽然其质量占了整个太阳系的99.86%,但是其内部运行机理是简单的,即巨量的氢原子在高温高压下不间断地发生核聚变反应而生成氦原子,同时向宇宙大规模投射光、热、粒子与辐射。太阳的核聚变反应虽然很剧烈(可以类比为氢弹爆炸),但是对外的整体表现却很稳定,这主要是受限于太阳强大的引力约束(可以理解为“可控的核聚变”)。这个过程已经开始了几十亿年,预计会再持续几十亿年,直到氢元素消耗殆尽才会发生其它方式的爆炸和坍缩,之后膨胀为一颗体积巨大的红巨星,那个时候地球要妥妥地被太阳吞没或生生烧掉。

在电影和原著中,太阳爆炸是“氦闪”造成的,也就是太阳内部的氢加速聚变成氦并一次性地释放出巨大能量进而毁灭地球,这听起来有道理,但更多像是科幻,目前的主流科学界是不支持这种说法的。0303

02太阳地球木星的相对尺寸和距离是怎样的?

如果把地球大小比喻成乒乓球(直径4厘米),木星差不多是一个南瓜大小(直径45厘米,是地球的11.2倍,而质量是318倍),太阳则是一间卧室大小(直径4.3米,是地球的109倍,而质量是130万倍)。而相互距离更有意思,地球距离太阳粗算约为500米,木星距离太阳粗算约为3公里。于是,电影主题可以简化出来:一间卧室大小的太阳要爆炸,半公里之外的乒乓球地球想逃离,然后差点撞上三公里外的南瓜木星。 

(太阳系简示图,第三颗行星是地球,第五颗是木星)

03为什么要接近巨大的木星?

木星是非常巨大的,质量是地球的318倍,是太阳系其它八大行星质量总和的2.5倍。对于这样一个庞然大物,如果“流浪地球”计划必须实施,那为什么不避开木星,而是要主动冒险接近呢?答案是:因为地球需要“引力弹弓”来加速。

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