本文專家:木辛君,清華大學航天航空學院工程力學系博士,中國科幻銀河獎/星云獎獲獎作者
本文審核:劉慈欣,高級工程師,科幻作家,中國作協會員,小說《流浪地球》作者、電影監制
今天,期盼已久的春節檔最耀眼的電影——《流浪地球》終于上映了!這部由劉慈欣小說《流浪地球》改編的同名電影,歷時4年與觀眾見面,仿佛讓人等了幾個世紀之久。終于,今天中國科幻電影正式起航!
本片除劉慈欣監制以外,更有吳京、李光潔、吳孟達等強大演員陣容助陣。超前點映口碑炸裂,看過的觀眾紛紛表示“穩了”!
被譽為當代中國科幻“四大天王”之一的作家韓松撰文:“好多人都看哭了”。
金馬影帝、十億票房擔當的徐崢直接給出了最高評價——
顯然,為了打造中國第一部真正的硬科幻電影,劇組做了大量的功課,整部電影對太空、航天、機械等有著豐富的表現。無論你是不是科幻迷,這都是一部值得二刷三刷的電影!
劉慈欣、吳京、龔格爾向科普中國的網友拜年
硬科幻的魅力是什么?大概就是能跳出故事本身,讓我們對生活產生不一樣的思考。現實中,“流浪地球”真的可能發生嗎?明知靠近木星有危險,為什么地球還要走這條路?
帶著種種疑問和思考,讓我們一起惡補,共同走進科學的奧秘!
故事背景是這樣的:太陽急速老化,不斷膨脹,太陽系已經不適合人類生存,于是人類為自己選了一個新的家園——比鄰星(半人馬座三星)。
比鄰星同太陽一樣,都是恒星,但質量只有太陽的八分之一
地球是個龐然大物,半徑6371公里,重達59萬億億噸。但人類造出了同樣龐大的行星發動機,足以在5年左右將地球推進到逃逸速度(脫離太陽引力的最低速度)。
行星發動機示意圖
但這個速度還遠遠不夠。比鄰星(半人馬座三星)距離地球4.3光年,如果按照逃逸速度航行,需要7.7萬年才能抵達,這實在是太漫長了!
即使行星發動機繼續加速,達到光速的百分之一仍然不可行。于是人類想到了借助木星的“引力彈弓”,令地球零消耗改變方向、提升速度,最后到達比鄰星。
那為什么行星發動機不能加速到百分之一光速呢?這是因為行星發動機的能量來自“重元素聚變”。
所謂重元素聚變并不是什么稀奇玩意兒。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。
重元素聚變的質能轉換效率是相當低的。最樂觀估計,地球要達到逃逸速度,也必須燒掉7億億噸的石頭,相當于把全球的地面挖掉40米做為燃料;要達到光速的百分之一,則必須削去地殼的一半。
如果無法靠自己的力量推動地球,那就借助精巧的軌道計算,利用天文尺度的力量——萬有引力。于是人類將目光投向木星,這就是電影前半段上演的。
航天中存在引力彈弓現象,利用它,可以令航天器零消耗低改變方向、提升速度,送達目標軌道。
引力彈弓一般發生在一對重量相差懸殊的天體之間。這里我們用木星(紅色球)和地球(藍色球)舉個例子,如圖a和圖b所示。