《流浪地球》電影中的科與幻

春節(jié)期間上映的電影《流浪地球》以“硬科幻”的特點(diǎn)收獲大量好評(píng)!坝部苹谩保淳哂袊(yán)謹(jǐn)科學(xué)底蘊(yùn)、基于科學(xué)原理的科幻作品。那么,這部電影中哪些說(shuō)法具有較強(qiáng)的科學(xué)基礎(chǔ),哪些說(shuō)法現(xiàn)在還只是幻想?
引力彈弓效應(yīng)
依照影片中描述的“流浪地球”計(jì)劃,人類給地球安裝上萬(wàn)座巨大的重元素聚變發(fā)動(dòng)機(jī),它們被稱作行星發(fā)動(dòng)機(jī),推動(dòng)地球逃離年邁的太陽(yáng),飛往最近的恒星——比鄰星。
但地球是個(gè)龐然大物,平均半徑6371公里,質(zhì)量超過(guò)59萬(wàn)億億噸。要讓它飛往比鄰星,需要脫離太陽(yáng)引力,只靠人造的發(fā)動(dòng)機(jī)還不夠,于是電影里讓它借助木星的“引力彈弓”。
木星體積大約是地球的1300倍,當(dāng)?shù)厍蚩拷拘菚r(shí),會(huì)被其強(qiáng)大的引力吸引,從而加快行進(jìn)速度。由于木星也在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),在天體的互相影響中,最后地球會(huì)被木星像拋球一般拋出去,從而達(dá)到脫離太陽(yáng)系所需速度。這就是引力彈弓效應(yīng)。
引力彈弓效應(yīng)不是新發(fā)現(xiàn),蘇聯(lián)在1959年發(fā)射的“月球3號(hào)”探測(cè)器就利用了引力彈弓效應(yīng)。在精確計(jì)算后利用天體的引力彈弓效應(yīng),可以在不消耗航天器本身能量的情況下,改變航天器的速度和前進(jìn)方向,幫助航天器抵達(dá)目標(biāo)。
在人類的航天征程中,引力彈弓效應(yīng)的應(yīng)用已十分廣泛。首個(gè)進(jìn)入星際空間的人類探測(cè)器“旅行者1號(hào)”在飛離太陽(yáng)系前,就曾多次借助引力彈弓效應(yīng);“帕克”太陽(yáng)探測(cè)器也曾7次借助金星的“引力彈弓”而逐漸逼近太陽(yáng),最終成為史上最靠近太陽(yáng)的航天器。
洛希極限
影片中,地球由于接近洛希極限,導(dǎo)致行星發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障,地球即將解體墜入木星,人類面臨滅頂之災(zāi)。
這里提到的洛希極限是指天文學(xué)中一個(gè)特殊的距離,如果一個(gè)天體與另一個(gè)天體離得太近,以至于后者的潮汐力可以將前者撕碎,這個(gè)距離就被稱作洛希極限。這個(gè)距離極限值是由法國(guó)天文學(xué)家洛希首先計(jì)算出的,因此稱為洛希極限。
地球與木星之間的洛希極限是科學(xué)上可計(jì)算的,但讓地球靠近木星到如此近的程度,還只能算是幻想。那電影中為什么要靠這么近呢?
依照電影中的計(jì)劃,人類原本想要利用木星的“引力彈弓效應(yīng)”,如果離得太遠(yuǎn)的話,就不能“借”到足夠的力,達(dá)不到?jīng)_出太陽(yáng)系的速度。太近不行,太遠(yuǎn)也不行,這個(gè)問(wèn)題需要科學(xué)家精確的計(jì)算,也給了影視作品發(fā)揮的空間。
重元素聚變發(fā)動(dòng)機(jī)
科幻小說(shuō)中,經(jīng)常會(huì)提到解決能源問(wèn)題的終極手段——聚變。在電影《流浪地球》中,為了推動(dòng)地球離開太陽(yáng)系,人類在地球上建造了上萬(wàn)座高聳入云的重元素聚變發(fā)動(dòng)機(jī),單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)重元素聚變能夠產(chǎn)生150萬(wàn)億噸的推力。
目前人類已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的聚變是氫彈,它利用氫同位素聚變釋放出能量,有巨大的威力。但氫彈的能量是爆炸式釋放,目前人類還不能實(shí)現(xiàn)可控核聚變,即讓聚變產(chǎn)生的能量平穩(wěn)輸出,一些相關(guān)裝置還處于實(shí)驗(yàn)階段。
電影中,行星發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料不是氫,而是石頭。這不是說(shuō)把石頭燒成石灰,而是石頭中的重元素發(fā)生聚變,從而釋放出巨大的能量,推動(dòng)地球飛出太陽(yáng)系。
這當(dāng)然只是電影的想象。不過(guò),所謂重元素聚變并不是空想。在宇宙深處有不少恒星“巨無(wú)霸”,內(nèi)部就在進(jìn)行著重元素聚變。
在未來(lái),人類如果能夠掌握從重元素聚變中穩(wěn)定獲取能量的技術(shù),或許真能夠徹底解決能源問(wèn)題。(郭爽 周舟)
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