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科普:《流浪地球》電影中的科與幻
(2019/2/9 18:02:16)  來源:新華網  打印本頁

  新華社北京2月9日電 春節期間上映的電影《流浪地球》以“硬科幻”的特點收獲大量好評?!壩部蘋謾?,即具有嚴謹科學底蘊、基于科學原理的科幻作品。那么,這部電影中哪些說法具有較強的科學基礎,哪些說法現在還只是幻想?

  引力彈弓效應

  依照影片中描述的“流浪地球”計劃,人類給地球安裝上萬座巨大的重元素聚變發動機,它們被稱作行星發動機,推動地球逃離年邁的太陽,飛往最近的恒星——比鄰星。

  但地球是個龐然大物,平均半徑6371公里,質量超過59萬億億噸。要讓它飛往比鄰星,需要脫離太陽引力,只靠人造的發動機還不夠,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,當地球靠近木星時,會被其強大的引力吸引,從而加快行進速度。由于木星也在繞太陽公轉,在天體的互相影響中,最后地球會被木星像拋球一般拋出去,從而達到脫離太陽系所需速度。這就是引力彈弓效應。

  引力彈弓效應不是新發現,蘇聯在1959年發射的“月球3號”探測器就利用了引力彈弓效應。在精確計算后利用天體的引力彈弓效應,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方向,幫助航天器抵達目標。

  在人類的航天征程中,引力彈弓效應的應用已十分廣泛。首個進入星際空間的人類探測器“旅行者1號”在飛離太陽系前,就曾多次借助引力彈弓效應;“帕克”太陽探測器也曾7次借助金星的“引力彈弓”而逐漸逼近太陽,最終成為史上最靠近太陽的航天器。

  洛希極限

  影片中,地球由于接近洛希極限,導致行星發動機發生故障,地球即將解體墜入木星,人類面臨滅頂之災。

  這里提到的洛希極限是指天文學中一個特殊的距離,如果一個天體與另一個天體離得太近,以至于后者的潮汐力可以將前者撕碎,這個距離就被稱作洛希極限。這個距離極限值是由法國天文學家洛希首先計算出的,因此稱為洛希極限。

  地球與木星之間的洛希極限是科學上可計算的,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?

  依照電影中的計劃,人類原本想要利用木星的“引力彈弓效應”,如果離得太遠的話,就不能“借”到足夠的力,達不到沖出太陽系的速度。太近不行,太遠也不行,這個問題需要科學家精確的計算,也給了影視作品發揮的空間。

  重元素聚變發動機

  科幻小說中,經?;崽岬澆餼瞿茉次侍獾鬧占侄巍郾?。在電影《流浪地球》中,為了推動地球離開太陽系,人類在地球上建造了上萬座高聳入云的重元素聚變發動機,單個發動機通過重元素聚變能夠產生150萬億噸的推力。

  目前人類已經實現的聚變是氫彈,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,目前人類還不能實現可控核聚變,即讓聚變產生的能量平穩輸出,一些相關裝置還處于實驗階段。

  電影中,行星發動機的燃料不是氫,而是石頭。這不是說把石頭燒成石灰,而是石頭中的重元素發生聚變,從而釋放出巨大的能量,推動地球飛出太陽系。

  這當然只是電影的想象。不過,所謂重元素聚變并不是空想。在宇宙深處有不少恒星“巨無霸”,內部就在進行著重元素聚變。

  在未來,人類如果能夠掌握從重元素聚變中穩定獲取能量的技術,或許真能夠徹底解決能源問題。(參與記者:郭爽、周舟)


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