时政·财经·军事 | 生活·家庭·娱乐 | 体坛·历史·科技 | 摄影·旅游·文化 | 移民·教育·就业 | 数码·健康·奇闻 | 评论·图片·视频
留园网首页 · 新闻速递首页 · 【繁體閱讀】 【网友评论:63条】 【 热评新闻排行 】 【 热门新闻排行 】 【 即刻热度新闻排行 】 【 72小时神评妙论 】   

《流浪地球》里的的科学奥秘 你真的看懂了吗(组图)

新闻来源: 每日经济新闻 于2019-02-08 9:34:43  提示:新闻观点不代表本网立场

春节档票房大战正如火如荼,硬核科幻电影《流浪地球》凭借良好口碑在第三天实现逆袭,登顶单日票房冠军。截至2月7日21:30,《流浪地球》票房已达7.87亿元,仅次于《疯狂的外星人》的9.19亿元。猫眼电影的预测数据显示,《流浪地球》的票房可达50.99亿元,而《疯狂的外星人》票房可达24亿元。



这部由刘慈欣小说《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,这也意味着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。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!

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)和地球(蓝色球)举个例子,如图a和图b所示。

地球以速度V靠近木星,而木星在轨道上以速度U运行↓↓↓


图 a 引力弹弓的示意图(图片来源:科普中国)

足够靠近后,地球被木星引力抓住,牵引,优雅地转体半周,然后像掷铁饼那样甩出去↓↓↓





图 b 引力弹弓的示意图(图片来源:科普中国)

感谢木星甘当人梯的奉献精神,地球获得了木星的轨道速度U,叠加上原有的速度V,速度增加到了U+V。地球的速度和能量都增加了,却没有消耗任何燃料,就奔着新家园去了。



但如果变轨时离一颗巨行星太近的话,这趟“观光旅行”可就要不怎么愉快了。



靠近木星时,行星发动机大批熄火

当地球靠近木星时,人类突然遭遇了巨大危机:数千台行星发动机故障熄火了,全球地震,火山爆发,岩浆吞没了地下城……







图中红线部分为长城

为什么几千台发动机会同时熄火呢?为什么地震、火山都赶在这个时候来凑热闹呢?这一切灾难的根源是“洛希极限”,简单说就是地球离木星太近了,太近会发生什么呢?



超过洛希极限会发生什么呢?

洛希极限(Roche limit)是天文学中的一个特殊的距离。当两个天体的距离少于洛希极限时,它们就倾向于被“潮汐力”撕碎。

计算表明,地球和木星的距离如果低于10.3万公里,那么大气就会在潮汐力的作用下脱离地球;如果距离低于7.44万公里,那整个地球都会被撕碎。

潮汐力有多可怕,我们拿一个茶壶和茶杯举例子:



图 c 用来演示潮汐力的茶杯(图片来源:科普中国)

 

我们在杯壁顶部倒一些水,让它在重力作用下向着杯底滑落。越靠近杯底,水滴会越拉越长,最后被拉扯到了撕裂的极限。这个极限就可以被认为是这个茶杯对水滴的“洛希极限”。

木星的引力场,实际上就是这样一个“茶杯”。地球尺寸很大,当它靠近木星时,离木星较近一侧受到的引力,将比较远一侧大得多,因此会像水滴一样被逐渐撕裂。

《流浪地球》电影中,地球已经到达了地木“流体洛希极限”(地木距离10.3万公里)。在此处,液体和气体不再能被地球引力束缚,而倾向于逃逸;而岩石还勉强能凭借自身的硬度坚持一会儿↓↓↓





图 d 地木流体洛希极限模拟(二维简化模型,图片来源:科普中国)

 

再靠近木星一点,地球将进入地木“刚体洛希极限”(地木距离约7.44万公里)。在此处,就连坚硬的岩石都会被引力差撕碎,地球将彻底解体↓↓↓



图 e 地木刚体洛希极限模拟(二维简化模型,图片来源:科普中国)

可以想象《流浪地球》中,人类面临的是怎样的绝望了。太靠近木星不行,那样会被潮汐力撕碎;太远离木星也不行,那样无法借助引力弹弓变轨……



好的科幻对科学有指向意义

限于时间和篇幅,在此只能对《流浪地球》中两个关键情节的科学背景进行讨论。实际上电影中涉及的科学知识非常多,设定详实,且高度融入剧情。

最重要的是,它们引出了很多值得思考的问题。从这个角度看,一部好的科幻电影真的能开启观众、尤其是孩子们的想象力与求知欲。好的科幻作品,尤其是硬科幻,对于科学是有比较强烈的指向意义。

在春节之际看到这样一部国产科幻电影,娱乐之余,还能传递科学知识与科学精神。

让我们一起为中国科幻点赞!

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

网编:和评

鲜花(0)

鸡蛋(0)
63 条
【手机扫描浏览分享】

打开微信,扫一扫[Scan QR Code]
进入内容页点击屏幕右上分享按钮
热门评论当前热评  更多评论...
评论人:kk1977[知县★][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年02月08日 11:07:57
刚看。基本上学的好莱坞科幻大片的套路,电脑后期制作加点生离死别的煽情,比好莱坞的烂片强一点,比interstellar和Matrix这样的牛作差远了。
至于科普还是算了吧。那个靠点火推地球出来的情节,真的挺弱的。看着娱乐一下而已。
评论人:爱逛动物园[布政使★★☆][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年02月08日 11:07:31
演技差不差就不说了,科幻片也都那样,但那个女主角完全不知道为什么要加进来,各种设置的泪点根本泪不出来,连里面想抖机灵整的那个“北京交通提醒您”“亲人两行泪”顺口溜连押韵都不押,执行运送任务的那些穿外骨骼的人完全不知道为啥要带武器,里面东一锤子西一榔头的破碎剪辑比比皆是而且都没讲清楚,里面的人讲话全都像画外音配音,根本没有临场感。说场景宏大,其实也就几个场景换来转去而且CG感非常强,像看游戏动画一样,那个飞船的机器人就跟从太空漫游2001里直接扒来的一样,看都能看混了。

总之,对比中国科幻电影进步有,但要说世界级,牛吹过了。基本可以算进把原著拍砸了的那类。
评论人:罗得慢[☆一地怂☆][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年02月08日 10:59:10
就中国那暗无天日昏天黑地的雾霾、就能拍个科幻片
评论人:蒙面敲人[布政使★★☆][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年02月08日 10:14:09
根本不存在外太空,我們的世界是封閉的

来自留园官方客户端

评论人:Wildcatcn[太守★☆][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年02月08日 10:13:47
1.地球这么大的速度的离开会不会失掉大气?
2.为什么不制造一个戴森球罩在地球的外表面,用已经掌握的核子融合技术制造巨大的能量,让地球表面的循环照常的运行。这样就不用跑那么远,直接退到太阳膨胀极限以外就可以了。
评论人:爱逛动物园[布政使★★☆][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年02月08日 10:03:32
这片子比以前中国的科幻片好一些,当然以前中国也没什么科幻片,但就绝对水平上看就是个7分片,大概略差于《geostorm》这条好片和及格片的水平线,但又好于最近一集《predator》这种烂片,大致和郭达斯坦恩演的《meg》一个水平线。

里面当场能感觉到不合逻辑的出戏感非常多,演员演技很差,剪辑毕竟混乱,里面大量的东拼西凑而来的梗,节奏不紧凑,原创科幻元素极少极少,总体觉得把小说拍砸了。

如果科幻电影看的不多的人或者想花钱支持下中国科幻电影的人可以去影院看看,但绝对没有这些广告吹得这么好,包括特效,里面服装道具,真的就是个入门水平说世界级觉得是吹过了,简单套用之前一句留园上的评论:大概是俄罗斯科幻电影水平,你觉得惊艳可能是因为没见过世面。
评论人:加拿大活佛[♂太守★☆♂][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年02月08日 9:58:12
当代人定胜天
评论人:kevin0531[举人][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年02月08日 9:57:33
有的意思,值得一看

来自留园官方客户端

评论人:狼王2[巡抚★★][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年02月08日 10:52:54
 回复9楼:
忍不住油管上看了,觉得还是很不错的,可能当年被原著精艳到的影响。有些人好莱坞电影看多了,电影里中国元素一多就不舒服。

特别回答你几点,表明你没认真看。
3。吴孟达摔出电梯井裤子破了在漏气。
4。吴京带着备用氧气面罩没有睡过去。
5。启动前地下室装了30亿人,地上30亿没票的等死。
1可以看原著。
评论人:斯文的地主[巡抚★★][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年02月08日 10:34:27
 回复3楼:你个傻逼 人家是中国电影 你提人家俄罗斯干什么啊。你到底花钱看过没有啊 你个傻逼 哈哈哈哈

来自留园官方客户端

评论人:米青子[太守★☆][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年02月08日 10:11:55
 回复3楼:

you can you up, no can no bb
新闻速递首页 | 近期热门新闻 | 近期热评新闻 | 72小时神评妙论 | 即刻热度新闻
科技频道】【宠物情缘】【娱乐八卦
敬请注意:新闻内容来自网络,供网友多视角阅读参考,观点不代表本网立场!若有违规侵权,请联系我们。
前期相关精彩新闻
新闻速递首页·网友新闻报料区·本地新闻·返回前页