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科幻须以科学知识为基础,只是幻想中的科学技术,在现实世界中,短时间内未必能实现,或者根本无法实现。其涉及的科学知识也非常多,但科学技术的设定要详实,尊重科学且高度融入剧情。这样的科幻电影的剧情才会觉得合情合理,符合逻辑。

在国产硬科幻电影《流浪地球》的第一部中,有哪些基本的天文地理常识,电影又是如何巧妙的应用这些常识呢?下面我们来一一解读。

第一:太阳会膨胀老化并死去,但真的像小说和电影里说的那么快吗?

太阳会老化

地球要搬家的前提是太阳膨胀老化死去,即太阳在世纪之内发生氦闪变成了红巨星。变为红巨星是《流浪地球》中的一个假设,是剧情的必要前提。氦闪是实现这个科幻假设创造出的一个概念。剧情尊重太阳会老化这个科学事实,只是加快了老化的速度。

现实中的太阳50亿年之后才会变为红巨星。太阳是一颗黄矮星,寿命大致为亿年,目前太阳大约45.7亿岁。在大约50至60亿年之后,太阳内部的氢元素几乎会全部消耗尽,太阳的核心将发生坍缩,导致温度上升,这一过程将一直持续到太阳开始把氦元素聚变成碳元素。

第二:什么是重聚变等离子电推发动机?推动地球前进的行星发动机为何推力巨大?

电影中的行星发动机

在电影开头部分,就提及了重聚变发动机技术,就是“烧石头”的发动机,尤其赤道上的发动机,每一个都是巨无霸,有着巨大的推力。

什么是重聚变呢?重聚变就是由重原子进行的核聚变。现实当中是存在的,并不是科学幻想。在宇宙深处的巨无霸恒星的内部就是重元素聚变。

这是物质聚变的梯队:氢气→氦–4→碳–12→硅–28→硫–32→氩–36→钙–40→钛–44→铬–48→铁–52(铁–56)。从硅–28开始就是重聚变的过程了。

电影中所说的烧石头,就是把岩石中的硅元素产生物理聚变反应,聚变元素在成为铁核聚变之前都能获得能量,聚变燃烧后发出等离子体光柱,利用其反作用力推动地球前进。电影中这种重聚变发动机能够产生的动力达到了万亿吨。

第三:木星引力为何如此巨大?可以把地球都吸引过去。

木星和地球的尺寸比例,符合实际

在电影中有一段地球飞过木星的镜头,木星巨大如盘,而地球就像盘中的一颗小小花生米,两者尺寸相差巨大。电影中地球和木星的尺寸比例还是比较尊重实际比例的,电影的这个科幻设定尊重事实。

木星是太阳系内最大的行星,木星在太阳系的八大行星中体积和质量最大,它有着极其巨大的质量,是其它七大行星总和的2.5倍还多,是地球的倍,而体积则是地球的1,倍。根据万有引力定律,木星的质量大,引力也巨大,所以地球离木星太近时,是会被木星捕获并吸引过去。这个剧情的设定,完全符合物理定律。

第四:什么是洛希极限?为什么地球和木星间距突破洛希极限,地球就要被撕碎并坠入木星?

洛希极限的模拟图示

在电影中,地球距离木星太近,突破了洛希极限值,将要坠入木星。木星巨大的引力给地球造成了严重的破坏。那么什么是洛希极限呢?

洛希极限(Rochelimit)是天文学中的一个特殊的距离。根据万有引力定律,宇宙中两个星球越是靠近,因引力而产生的潮汐作用力越强。当两个星球的距离小于一定数值时,其中质量轻的一方将被引力拉扯、撕碎。星球之间允许的最短的距离值,便是洛希极限。

计算表明,地球和木星的距离如果低于万公里,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。

第五:地球利用木星引力弹弓效应进行加速,那么什么是引力弹弓呢?

航天器借助木星引力加速

在电影中,地球必须利用木星引力给地球做引力弹弓,增加地球飞行速度,才能飞离太阳系。引力弹弓就是利用行星的重力场来给太空探测船加速,将它甩向下一个目标,也就是把行星当作引力助推器。

航天工程中就有引力弹弓的实际案例。利用引力弹弓,可以令航天器零消耗、低改变方向、提升速度,送达目标轨道。美国NASA的旅行者一号、旅行者二号就借助了木星的引力弹弓,获得了极高的速度,现在都已经飞到了很远的星际空间了。

第六:亚欧和美洲大陆板块,真的是最大的大陆板块吗?足以支撑行星发动机?

地球的大陆板块

在电影和小说中,都提到了亚欧和美洲大陆板块,有完整的坚实的大陆架板块,才能承受行星发动机的反作用力。这个是电影和小说为了技术逻辑更合理,因此加了这个论述。

地球的板块学说,在地理界得到了广泛的认可,大陆漂移学说,也有了很多案例的说明和证实。地球上发生的很多大地震,都是因为地球的板块运动发生位移造成的。其中亚欧和美洲大陆板块,确实就是坚实也巨大的板块。电影中的说法,符合地理常识。

大陆漂移说认为,在距今2亿年前,地球上现有的大陆是彼此连成一片地,从而组成了一块原始大陆,或称为泛古大陆。经过上亿年的沧桑之变,到了距今约万年前,泛古大陆又进一步分裂和漂移,从而形成了亚洲、非洲、欧洲、大洋洲、南美洲、北美洲和南极洲。其中就属亚欧和美洲大陆板块最大。

第七:为了把地球从木星引力范围内推开,要点燃木星,为什么木星可以被点燃?

电影中点燃木星的剧情

在电影中,为避免地球坠入木星,因此点燃木星产生巨大的冲击波,将地球推开逃离木星引力。这时的木星为何可以点燃呢?

木星是一个气态巨行星,占所有太阳系行星质量的70%,主要由氢组成,占其总质量的75%,其次为氦,占总质量的25%。这些都是科学的基础事实。

在电影中当木星引力吸收了地球的大量氧气后,产生了氢氧混合物,达到可燃的组合比例。如果用火点燃,则产生爆炸,爆炸的推力可以将地球对开并脱离木星的引力。这个则是科学幻想,但依然遵循着科学逻辑,在现实环境中氢氧混合物是可以点燃并且做了火箭的推进燃料。

以上就是对《流浪地球》第一部的天文地理常识的解读和总结,希望对你有参考价值!

#流浪地球#



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