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張雙南:流浪地球的科學(xué)與技術(shù)

2019/06/21
導(dǎo)讀
“我覺得我還能搶救一下”


演講者 | 張雙南( “慧眼”天文衛(wèi)星首席科學(xué)家)

注:本文來自“墨子沙龍”,經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。


  



影片中的科學(xué)設(shè)定



很高興來跟大家做個(gè)分享,分享流浪地球的科學(xué)與技術(shù)。在座看過《流浪地球》電影的朋友們舉下手,很多的,包括潘建偉院士。沒有看過的舉一下手,可以勇敢地舉起來,今天給大家分享這個(gè)電影。


我自己覺得這部電影展現(xiàn)出了非常天才的、世界級(jí)的科幻想象力,特別過癮。在美國大片里面美國人天天拯救世界,一部美國大片拯救一次,這次終于輪到中國人出手了,不僅拯救了人類,連地球一塊拯救了。電影的主演是吳京,有朋友說好像吳京每次出場(chǎng)都這樣,有點(diǎn)臉譜化。我說這正是我們中國軍人和航天人該有的正氣。我自己也算是半個(gè)航天人,我的職業(yè)就是造天文望遠(yuǎn)鏡,造完之后把它放到衛(wèi)星上面去,然后在衛(wèi)星上面、在空間站上面探索宇宙,后面兩位嘉賓也都是我的同行,也都算是航天人。還有就是電影里面的審美。電影里的兩個(gè)主角從小在地下長大,第一次到了地上之后,給我們展現(xiàn)出來的那個(gè)場(chǎng)面藝術(shù)效果特別好。電影里面特別具有想象力的一幅圖畫就是地球和木星連接起來了,離得很近,木星把地球上的氣體吸過去。今天給大家分享的重點(diǎn),就是剛才講的第一個(gè)——科幻想象力,帶著地球奔向希望、以及點(diǎn)燃木星這兩個(gè)特別有想象力的創(chuàng)意和它們背后的科學(xué)與技術(shù)。


地球?yàn)槭裁匆骼?/span>

太陽系宜居區(qū)示意圖


第一個(gè)科學(xué)的道理是地球?yàn)槭裁匆骼??先看看地球和太陽的關(guān)系(上圖),這是太陽,太陽周圍有一塊綠色的區(qū)域,叫做宜居區(qū),就是距離太陽這么近的時(shí)候,從太陽接收到的光和熱恰到好處,在這個(gè)星球上面能夠生存。當(dāng)然今天地球是處于宜居區(qū)里面,所以這個(gè)藍(lán)色的地球我們把它叫做活地球。太陽和地球之間的距離,天文上面把它叫做一個(gè)天文單位。如果回過去看,46億年之前,地球產(chǎn)生的時(shí)候就處于宜居區(qū)里面,太陽系里面就這一個(gè)星球從它誕生開始就處于宜居區(qū)里面。所以人類是非常幸運(yùn)的,我們?cè)谶@個(gè)星球上面。


50億年后,地球?qū)⒈惶柾滩?/span>


今天地球仍然在宜居區(qū)里面,但已經(jīng)很邊緣了,隨著太陽的演化,再過一小段時(shí)間,17.5億年之后,宜居區(qū)就往外走了,因?yàn)樘杻?nèi)部產(chǎn)生的核反應(yīng)變得越來越劇烈,這樣太陽就變大了一些,顏色也變紅了一些,宜居區(qū)自然就往外走了一些,這個(gè)時(shí)候地球就出了宜居區(qū)了,叫做死地球。如果像《流浪地球》電影上面所說的,人類有足夠的能源,能夠想辦法推著地球跟著宜居區(qū)往外走,是不是就可以一直在地球上面折騰下去了呢,不用考慮移民到別的星球上去了呢?


來看看太陽允不允許這樣。今天的太陽其實(shí)是不大的,直徑只有1%的天文單位,一個(gè)天文單位是太陽和地球之間的距離。雖然太陽的光和引力控制著整個(gè)太陽系的行為,但是它占的體積非常小。然而再過一段時(shí)間,50億年之后太陽就變得很大了,變成一個(gè)紅巨星了,太陽內(nèi)部的核反應(yīng)速度加快了,產(chǎn)生輻射太多了,這個(gè)時(shí)候太陽的半徑恰好是一個(gè)天文單位,地球就會(huì)被太陽吞并。如果不離開地球就沒有活路,或者說如果想繼續(xù)在地球生存下去,可以離太陽遠(yuǎn)一些。


太陽允許我們這樣嗎?其實(shí)不行。在太陽變成紅巨星的過程當(dāng)中,它內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)劇烈的過程——叫做氦閃,在《流浪地球》電影里面也出現(xiàn)過。太陽今天是一個(gè)處于主序階段的恒星,這個(gè)階段主要通過燃燒氫原子產(chǎn)生氦,隨著燃燒區(qū)域逐漸往外走,中間變成了氦原子核,當(dāng)氦原子核的體積增加的時(shí)候,內(nèi)部中心的溫度和密度就會(huì)增加,這個(gè)時(shí)候突然把氦原子核點(diǎn)燃起來,這個(gè)過程比燒氫原子核要?jiǎng)×遥涸?分鐘的時(shí)間里面所產(chǎn)生的能量相當(dāng)于今天太陽200萬年產(chǎn)生的能量。這個(gè)時(shí)候待在太陽系里也不可以了,即便離太陽遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一個(gè)天文單位也是不可以的。


氦閃(想象圖)


但是氦閃就持續(xù)4分鐘,等它結(jié)束之后,再悄悄回來是不是可以呢?那個(gè)時(shí)候經(jīng)過了氦閃過程,太陽就會(huì)冷卻,變成一個(gè)白矮星了,白矮星就真的不折騰了,很穩(wěn)定。這個(gè)時(shí)候回來是不是可以?仍然不可以。雖然在外面躲一陣子能夠躲過氦閃,但是白矮星自己是不產(chǎn)生能量的,所以待一陣子再回來也是不行的。這就告訴人類,無論如何,將來或者離開地球到別的地方去,或者帶著地球去流浪。所以電影的第一個(gè)科學(xué)原理,地球必須要流浪是成立的,只不過它的時(shí)間尺度并沒有電影上所說的在幾十年之后,上百年之后就會(huì)發(fā)生,而是要幾十億年之后才會(huì)發(fā)生。當(dāng)然科幻上時(shí)間是可以變的,基本原理是對(duì)的。

白矮星(想象圖)

為什么要點(diǎn)燃木星?


第二個(gè),電影里面特別重要的一件事情,就是要點(diǎn)燃木星。


在地球開始流浪之后,第一步想到木星,為什么去木星?因?yàn)槟拘窃谔栂档耐鈬?,它繞著太陽運(yùn)動(dòng)的速度更快,如果到木星的附近,就會(huì)被木星引力所俘獲,木星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的500倍,地球就會(huì)隨著木星的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到人類想要的方向之后,再從木星逃出來,這個(gè)時(shí)候地球就具有很高的速度,就是所謂“引力彈弓效應(yīng)”。所以電影里面要往木星那個(gè)方向去。但是在走的過程當(dāng)中,發(fā)生了一些事情,木星上發(fā)生了引力異常,導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)地球往前走的行星發(fā)動(dòng)機(jī)大部分就壞掉了,本來有一萬個(gè)行星發(fā)動(dòng)機(jī),壞掉了七千多個(gè)。這個(gè)時(shí)候由于木星的引力很強(qiáng),地球就被木星吸著往木星那個(gè)地方撞過去。


所以就遇到第一個(gè)危機(jī),如果不想辦法阻止地球落到木星,很可能流浪還沒開始,就已經(jīng)球毀人亡了。電影上說,我們沒有辦法把發(fā)動(dòng)機(jī)修好,唯一的辦法就是把木星炸掉,產(chǎn)生足夠多的能量把地球推走,這個(gè)時(shí)候地球可以繼續(xù)流浪,這是點(diǎn)燃木星的動(dòng)機(jī)。


木星的氫氣和地球的氧氣混合


人類能不能點(diǎn)燃木星?利用什么原理?木星的大氣里面89%是氫氣,地球大氣里面21%是氧氣,氧氣和氫氣混合會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),叫“放熱反應(yīng)”。這是電影里面特別具有創(chuàng)意的地方,把地球大氣里面的氧氣和木星大氣里面的氫氣混合起來產(chǎn)生能量放熱,當(dāng)然放熱過程可以有很多,希望要產(chǎn)生的是爆炸。具備了氫氣和氧氣混合,這個(gè)時(shí)候地球距離木星很近了,木星的引力是地球引力的500倍,氧氣被吸過去有可能產(chǎn)生這個(gè)條件(上圖)。


燃燒和爆炸


那么具備這個(gè)條件就一定能爆炸嗎?先看一個(gè)實(shí)驗(yàn)(動(dòng)圖1),這個(gè)實(shí)驗(yàn)就是來點(diǎn)燃?xì)錃狻錃夤蘩锓懦鰵錃?,拿一根火柴點(diǎn)燃沒有爆炸,燃燒起來了,看來爆炸不了。再給大家看一個(gè)實(shí)驗(yàn)(動(dòng)圖2),這是一個(gè)氫氣球,里面是氫氣,汽車頭上帶著火,沖過來把氫氣球撞開,這個(gè)時(shí)候氫氣出來爆炸了。這邊不爆炸,這邊爆炸,為什么?


這就是化學(xué)反應(yīng)的一個(gè)基本道理。這邊氫氣濃度太高了,從氫氣罐里面出來的氫氣濃度太高,發(fā)生燃燒。這邊氫氣球爆炸和空氣當(dāng)中的氧氣混合,氫氣濃度比較低,發(fā)生爆炸。所以是有辦法爆炸的。而過程中木星從地球吸過去的氧氣不會(huì)太多,混合的比例是有可能達(dá)到4%-75%的,是可以爆炸的。電影里面這個(gè)科學(xué)原理也是沒有問題的,想的是非常的好。


在座用過煤氣罐、煤氣灶的舉下手,有很多男士都用過,看來在家表現(xiàn)很好,做過飯。我們都有經(jīng)驗(yàn),開始點(diǎn)煤氣灶的時(shí)候有個(gè)爆炸,煤氣剛出來的時(shí)候,比例還比較小,做完飯關(guān)煤氣灶的時(shí)候也是個(gè)爆炸,和這個(gè)道理一樣,但中間過程是燃燒。


重核聚變發(fā)動(dòng)機(jī)為何“燒石頭”


另外一個(gè)很重要的科學(xué)原理,電影里面說,行星發(fā)動(dòng)機(jī)是燒石頭獲得能量的,往行星發(fā)動(dòng)機(jī)去的大卡車上裝的是石頭,燒石頭如果也行的話,那么今天在地球上就不會(huì)有石油的問題,不會(huì)有那么多的麻煩了。


聚變裂變反應(yīng)


但電影里面確實(shí)是燒石頭,到底能不能燒石頭?給大家看這張圖(上圖),這是核物理的一張圖,縱軸叫比結(jié)合能,就是原子核穩(wěn)定的程度,值越大原子越穩(wěn)定。橫軸是原子核里面的質(zhì)量數(shù)。這張圖頂峰處就是鐵,鐵是所有核反應(yīng)——尤其是宇宙當(dāng)中的核反應(yīng)最后的產(chǎn)物,到鐵就不會(huì)再發(fā)生核反應(yīng)了,最穩(wěn)定。這就是為什么地上鐵這么多。


如果按照這個(gè)圖,把重的原子核變的輕一些它就會(huì)釋放能量,或者把輕的原子核變得重一些,它也會(huì)釋放能量。到底行不行呢?當(dāng)然可以。從原子核分裂為輕原子核就叫做裂變,這就是原子彈的原理。當(dāng)然核電站反應(yīng)堆里面用的也是這個(gè)原理。然而地球上的鈾,能用的是鈾235特別的少,把地球上所有的鈾235全部用掉,夠人類用70-80年而已,然后就沒有了。


那聚變能不能做到呢?太陽內(nèi)部發(fā)生的就是這個(gè)反應(yīng)。太陽一開始的時(shí)候很穩(wěn)定,就是聚變過程,氫彈也是聚變過程?,F(xiàn)在人類最想做成的一件事,就是人工受控的核聚變,也叫做人造太陽。如果這個(gè)事情能夠做到,人類在今后很多年都能解決能源問題。今天中國在這方面還比較先進(jìn),合肥是做這方面研究特別先進(jìn)的一個(gè)地方,然而還沒有完全掌握這個(gè)技術(shù)。即使掌握了,做出來發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)地球走,也推動(dòng)不了多少,原因在于地球上氫原子特別少,用不了多久就會(huì)用完了。地球上石頭多,由鎂、鋁等一些元素組成特別多。能不能燒石頭?能。燒石頭這個(gè)重核聚變過程,原理上是可以的,宇宙當(dāng)中天天在干這個(gè)。今天(大自然中)的鐵就是這么燒出來的,但是人類在實(shí)驗(yàn)室里還沒有掌握這個(gè)技術(shù),所以原理上是可以的,只是還沒有掌握技術(shù)而已。


影片中的技術(shù)可行性




科學(xué)上講了幾個(gè)原理都是對(duì)的,地球最終需要離開太陽系去流浪,是必須的,而且點(diǎn)燃木星提供能量原理上也是成立的,燒石頭重核聚變,也是可以的。那么技術(shù)上可不可以呢?科學(xué)是原理,技術(shù)是手段。技術(shù)上能不能做到呢?


地球能夠“剎車”嗎?


地球自轉(zhuǎn)停止會(huì)引起洪水


電影上面要讓地球流浪,第一步先讓地球剎車,就是讓地球自轉(zhuǎn)停下來。首先看看如果讓地球自轉(zhuǎn)停下來會(huì)發(fā)生什么,電影里面已經(jīng)展示了非常糟糕的一些事情,比如說海嘯,然后會(huì)發(fā)生地震。當(dāng)然還會(huì)海平面上升,地球上大部分陸地就沒有了,所以超過一半的人類滅亡了,剩下的一半都只能到地下去生存,這是很不好的地方。但即便這么不好,技術(shù)上能不能做到呢,原則上用剛才所講的重核聚變燒石頭,把這些發(fā)動(dòng)機(jī)放在赤道上面,沿著地球自轉(zhuǎn)反方向來噴,噴的時(shí)間足夠長,是可以做到的。噴多少呢?大概要噴幾百年,技術(shù)上面這件事情不是太好辦,后果也不是太好。


地球能夠被推出太陽系嗎?


假設(shè)讓地球自轉(zhuǎn)停下來了,這些行星發(fā)動(dòng)機(jī)終于推著地球往前走了,能不能把地球推離太陽系呢?剛才講地球石頭特別多,可以燒石頭來產(chǎn)生足夠多的能量。然而要想把地球推走,能量守恒雖然很重要,但主要的物理原理是動(dòng)量守恒,要往外扔?xùn)|西,只靠能量是不行的,靠反沖才能往前走。我到火箭發(fā)射場(chǎng)看到我們團(tuán)隊(duì)研制的衛(wèi)星裝到火箭里面之后,就感受到了,把東西推走是多么的難。我們的衛(wèi)星2.5噸重,擺在實(shí)驗(yàn)室里面特別壯觀,我們?cè)谛l(wèi)星前面自豪地留影,但一旦裝到火箭里面就看不到了,和巨大的火箭相比衛(wèi)星算不了什么,所以要把2.5噸重的衛(wèi)星送到地球的軌道上,還不是推離太陽系,就要用幾十噸重的火箭才能推走,扔很多很多東西才行。所以如果考慮動(dòng)量守恒,雖然燒石頭能推地球走,但是等推著地球離開太陽系也不剩啥東西了,去了干什么呢?最后啥也沒有了,所以技術(shù)上也不是很好的辦法。但是好在這個(gè)過程需要2000多年才能跑到那個(gè)地方去,這個(gè)過程當(dāng)中,科學(xué)家可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了新的能源機(jī)制,有新的辦法能夠帶著地球走。


《流浪地球》電影畫面



地球自轉(zhuǎn)不剎車其實(shí)會(huì)更好玩

既然有這些技術(shù)的問題,那有沒有辦法改進(jìn)呢?


進(jìn)動(dòng)和行星發(fā)動(dòng)機(jī)


現(xiàn)在提供幾個(gè)思路,這是地球在自轉(zhuǎn),如果要推著自轉(zhuǎn)的地球往前走,往哪個(gè)方向走呢,沿著地球的自轉(zhuǎn)方向走就行了。把行星發(fā)動(dòng)機(jī)放在地球的另外一面,就走了。有些朋友說,只能往這個(gè)方向走,那么要拐彎往木星去,到了那個(gè)地方還要調(diào)整軌道要拐彎,就沒法拐彎了。其實(shí)也不難。怎么辦呢?就把這兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)了,每次發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)到這邊的時(shí)候就關(guān)掉,到這邊時(shí)就打開。從遠(yuǎn)處看的時(shí)候會(huì)非常的漂亮,腦海里想象一下這個(gè)圖像。地球邊轉(zhuǎn)邊拐彎,轉(zhuǎn)到一個(gè)方向發(fā)動(dòng)機(jī)就關(guān)掉,另外一個(gè)方向發(fā)動(dòng)機(jī)就打開了,非常好看的一個(gè)圖像。


而且還有一個(gè)重要的地方,如果地球不自轉(zhuǎn),有這么多發(fā)動(dòng)機(jī)在這,那么必須保證所有的發(fā)動(dòng)機(jī)都均勻的平衡運(yùn)行,只要有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)壞了,往前跑的時(shí)候地球就跑歪了,這就是為什么火箭發(fā)射的過程會(huì)歪了的原因,推力不平衡了。如果地球是轉(zhuǎn)動(dòng)的,即使有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)壞掉了,往前跑的時(shí)候仍然沿著那個(gè)方向跑,會(huì)有一點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)動(dòng)而已,(進(jìn)動(dòng):也叫旋進(jìn),是指一個(gè)自轉(zhuǎn)的物體受外力作用導(dǎo)致其自轉(zhuǎn)軸繞某一中心旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象)但還是會(huì)沿著自轉(zhuǎn)的方向非常穩(wěn)定的跑。所有在天上運(yùn)行的飛行器里面都要有陀螺,都要有高速的轉(zhuǎn)動(dòng),保證飛行器穩(wěn)定的運(yùn)行,轉(zhuǎn)動(dòng)的東西跑起來不但穩(wěn)定,而且很好玩。扔飛碟的時(shí)候,是讓飛碟轉(zhuǎn)起來的時(shí)候扔跑起來穩(wěn),還是不轉(zhuǎn)扔跑起來穩(wěn)?讓它轉(zhuǎn)起來扔穩(wěn)。所以如果要拍這個(gè)電影續(xù)集的話,在這個(gè)過程當(dāng)中,想辦法讓地球轉(zhuǎn)起來,這樣才能往前跑。


空間站無法給地球提供導(dǎo)航

衛(wèi)星導(dǎo)航(想象圖)


第二個(gè)問題,電影里面為什么有空間站,空間站是給流浪地球?qū)Ш接玫摹N覀兘裉熘?,天上的衛(wèi)星都是要靠地面導(dǎo)航,或者是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的。那么地球也跑了,誰給空間站導(dǎo)航呢?顯然今天使用的北斗這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是不能給流浪的地球前面的空間站導(dǎo)航的。



地面深空控網(wǎng)也無法使用


地面深空探測(cè)網(wǎng)


今天給地球飛行器導(dǎo)航的另外一個(gè)辦法是用地球上的很多天線,包括上海的天馬天線,需要測(cè)量衛(wèi)星的位置,告訴衛(wèi)星在哪里。那么當(dāng)?shù)厍蛞苍诹骼说臅r(shí)候,這個(gè)空間站的位置誰告訴它,所以這個(gè)辦法也不行。



給導(dǎo)演支招



到那個(gè)時(shí)候怎么導(dǎo)航呢,這個(gè)跟我自己的研究就有點(diǎn)關(guān)系了。


用中子星進(jìn)行導(dǎo)航


這個(gè)地方給大家看的是高速轉(zhuǎn)動(dòng)的中子星(下動(dòng)圖)。中子星是什么呢?我剛才講了,太陽演化到最后會(huì)慢慢的變冷,經(jīng)過氦閃、紅巨星,最后變冷,變成安靜的白矮星。但如果比太陽的質(zhì)量再大10倍,這樣的恒星演化到最后它就會(huì)變成中子星,中子星的密度非常高。在十公里的半徑之內(nèi),可以放進(jìn)去兩個(gè)太陽的質(zhì)量。如果把地球變成中子星,地球會(huì)是多大?我一個(gè)指甲蓋這么大,密度非常非常高的天體。做陀螺的時(shí)候,絕對(duì)不會(huì)用棉花做陀螺,會(huì)盡可能找密度高的東西做陀螺,因?yàn)槊芏雀咿D(zhuǎn)的穩(wěn)定。所以中子星轉(zhuǎn)動(dòng)是非常穩(wěn)定的,它如果發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生輻射的話,就是非常穩(wěn)定的時(shí)間到達(dá)的信號(hào)。


高速轉(zhuǎn)動(dòng)的中子星


在這種情況之下,如果用宇宙當(dāng)中的很多中子星來導(dǎo)航,就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)很有趣的情況,這是用中子星來導(dǎo)航的一個(gè)原理,可以看到在飛行器上面放一個(gè)脈沖星的探測(cè)器,然后測(cè)量脈沖到達(dá)探測(cè)器的時(shí)間,這樣就了解了相對(duì)于我們的位置,這樣就知道相對(duì)于中子星飛行器所處的位置。那么這種情況下,地球流浪的時(shí)候,它前面的空間站上面就可以裝上脈沖星的探測(cè)器,一般來講用X射線探測(cè)器,因?yàn)閄射線探測(cè)器體積比較小,精度非常高,這樣空間站就知道它的位置了,就可以帶著地球走了。原理上是這樣,技術(shù)上能不能做到呢?2016年9月15日發(fā)射了天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室,在上面帶有技物所的載荷,也有高能所的載荷,我是其中的一個(gè)載荷,POLAR伽瑪暴偏振探測(cè)儀,用這個(gè)儀器探測(cè)到了脈沖星,而且利用這個(gè)脈沖星的信號(hào),為天宮二號(hào)做了導(dǎo)航驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。在一年之后又發(fā)射了“慧眼”衛(wèi)星,我也是這個(gè)衛(wèi)星的首席科學(xué)家,在這個(gè)衛(wèi)星上裝了更多的X射線探測(cè)器,利用這些X射線探測(cè)器能夠更精確的探測(cè)脈沖星,然后也用它做了脈沖星導(dǎo)航的驗(yàn)證。 


因此,利用脈沖星給流浪地球?qū)Ш?,不僅僅科學(xué)原理上是可以的,技術(shù)上面已經(jīng)得到了驗(yàn)證。由于宇宙當(dāng)中到處都有脈沖星,不僅僅是太陽系里面,深空旅行的時(shí)候可以用脈沖星導(dǎo)航,出了太陽系到整個(gè)銀河系,甚至出了銀河系到另外一個(gè)星系去都可以用脈沖星導(dǎo)航,所以用脈沖星導(dǎo)航,可以浪遍宇宙不迷路,這樣就可以解決導(dǎo)航的問題。


點(diǎn)燃木星有更好的辦法


再給導(dǎo)演支一招,這個(gè)電影里面我特別不喜歡的一點(diǎn),就是把劉培強(qiáng)給弄死了,劉培強(qiáng)是電影的男一號(hào)。我特別喜歡英雄不死、大團(tuán)圓、英雄救美,這個(gè)電影里都沒有,這方面我不喜歡。


洲際導(dǎo)彈點(diǎn)燃木星


他為什么這么做呢,一開始本來不想讓劉培強(qiáng)死掉,一開始想用行星發(fā)動(dòng)機(jī)噴火,噴到木星上去,把木星點(diǎn)燃,后來使勁噴也沒噴過去,當(dāng)然原理上就不應(yīng)該噴過去,因?yàn)榈厍蚝湍拘侵g空間的溫度非常低,那個(gè)火焰絕對(duì)出不了大氣層的,出去立刻就滅掉。發(fā)現(xiàn)噴不過去之后,后來又想能不能送個(gè)導(dǎo)彈過去,把木星給打著,后來其中一個(gè)小孩說,導(dǎo)彈的射程好像不夠。


我們看看導(dǎo)彈的射程是什么(上圖),這是上??萍拣^,從這發(fā)一個(gè)洲際導(dǎo)彈出去,然后出了大氣層,出了大氣層之后,調(diào)整一下方向,顯然沖著地球?qū)γ婺莻€(gè)方向去的,地球?qū)γ媸敲绹?。到美國,到華盛頓上空了,然后開始進(jìn)入大氣層,美國一看沖著華盛頓過來了,它地面的愛國者號(hào)攔截導(dǎo)彈就起飛了,咱們及時(shí)做一個(gè)軌道的機(jī)動(dòng),躲過攔截的導(dǎo)彈,攔截沒有成功,然后就到了華盛頓上空,然后又出動(dòng)了一次攔截導(dǎo)彈,又沒有攔住,然后就落下來了,白宮就炸掉了。從上??萍拣^發(fā)導(dǎo)彈,發(fā)到全球哪個(gè)地方都沒有問題,然而這個(gè)射程恰好是地球,從地球這邊打到另一面。所以電影上射不到木星,這是一個(gè)天大的誤解。在電影上,地球和木星離得很近了,地球上大氣都已經(jīng)被木星給吸過去了,所以只要這個(gè)導(dǎo)彈出了地球的大氣層,你把發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)了,它沖著木星就吸過去了,根本不用管它,根本沒有射程的問題。


點(diǎn)燃木星


其實(shí)你拿一個(gè)手槍瞄準(zhǔn)木星開一槍,這個(gè)子彈就會(huì)打到木星上面去,到那個(gè)時(shí)候,因?yàn)榈厍虼髿舛家呀?jīng)被吸過去了,射程完全不是問題,真正想在地球上把木星給點(diǎn)燃發(fā)一個(gè)洲際導(dǎo)彈是沒有問題的,完全不用讓劉培強(qiáng)犧牲,完全沒有必要。然而還有更好的辦法,在地球上面用激光武器瞄準(zhǔn)木星這個(gè)點(diǎn),按鈕一按啪一下就點(diǎn)著了。有這么強(qiáng)的激光武器嗎?有。為什么呢?前面已經(jīng)交代了,燒石頭產(chǎn)生重核聚變可以推動(dòng)地球走,燒石頭的前提是要產(chǎn)生非常非常高的溫度。今天我們燒不著石頭,點(diǎn)不著石頭,用火柴跟打火機(jī)燒石頭試試,點(diǎn)不著,它要求的溫度非常高,怎樣才能點(diǎn)著,非常高強(qiáng)的激光對(duì)著照射才可以。今天在合肥或者在四川做人工受控核聚變最基本的要求就是要有強(qiáng)激光。但今天激光還不夠強(qiáng),點(diǎn)不著石頭,但是電影里面已經(jīng)能用重核聚變發(fā)動(dòng)機(jī)了,所以一定能點(diǎn)著石頭,所以那個(gè)時(shí)候應(yīng)該有這么強(qiáng)的激光。但是可能有朋友是杠精,堅(jiān)持說那個(gè)時(shí)候是和平時(shí)期,有激光是有激光,但不一定有激光武器,而且洲際導(dǎo)彈可能已經(jīng)都銷毀了已經(jīng)開始和平了,大家一塊去流浪了,要這些武器干啥,可能都已經(jīng)沒有了。


小行星帶(想象圖)


那么到底會(huì)不會(huì)有武器?這是地球,這是火星,這是木星,從地球要去木星,先要經(jīng)過一個(gè)地方,叫小行星帶,地球上的恐龍哪去了?科技館有很多的恐龍化石、模型,活的恐龍沒有了,小行星撞擊導(dǎo)致恐龍沒了,一個(gè)小行星撞擊恐龍就沒了,再來一次小行星撞擊,人類也沒了。怎么避免小行星撞擊,現(xiàn)在看來比較好的辦法就是用洲際導(dǎo)彈或者是激光武器,當(dāng)人類計(jì)算出某一個(gè)小行星很可能要幢地球的時(shí)候,發(fā)射一個(gè)洲際導(dǎo)彈,或者用強(qiáng)激光武器照射一下,改變它的軌道,讓它和地球擦肩而過就行了。要想從地球到木星,中間要經(jīng)過這個(gè)小行星帶,所以必須要攜帶大量的洲際導(dǎo)彈和激光武器才有可能渡過這個(gè)難關(guān)。而且經(jīng)過了木星這一關(guān),電影上說,終于經(jīng)過了木星,開始正式流浪了,事情就完了嗎?沒完,還有一個(gè)外行星帶,外行星帶里小行星更多,所以還要沖出外行星帶才可以,流浪的時(shí)候洲際導(dǎo)彈和強(qiáng)激光武器是剛需,帶著這些不是為了對(duì)付外星人,是為了對(duì)付這些小行星,這樣才能開始真正的流浪。


劉培強(qiáng):“我覺得我還能搶救一下”


最后再給導(dǎo)演支一招,我前面講了,我不喜歡把劉培強(qiáng)給弄死,然而電影上有劉培強(qiáng)犧牲的實(shí)錘鏡頭嗎?誰也沒看到,也沒開追悼會(huì),所以很可能劉培強(qiáng)沒有真的犧牲,在下一集的時(shí)候可以讓他神秘的回來。


《流浪地球》電影場(chǎng)景


特別偉大的科學(xué)家霍金先生在去世之前,留下了一個(gè)重要的科技遺產(chǎn),就是“突破攝星”計(jì)劃,是指發(fā)射特別多很小的飛行器,帶著相機(jī)飛到流浪的目的地,那個(gè)三體系統(tǒng)去拍攝照片,了解那邊的情況,把那邊的情況偵查清楚。在我們終于躲過了木星這一劫,開始正式流浪之后不久這些照片已經(jīng)傳回來了,我們已經(jīng)搞清楚那個(gè)地方的情況了,很可能情況不是像以前想的那樣,在這個(gè)過程中,還會(huì)遇到很多艱難險(xiǎn)阻,劉培強(qiáng)還有好多事情可以做,所以第一集就讓他這么犧牲掉實(shí)在不行,一定要把他救回來。如果大家注意的話,這個(gè)電影里面從價(jià)值觀的角度來講,有一點(diǎn)是不能令人滿意的。在這個(gè)里面女性的角色特別弱,竟然沒有一個(gè)女英雄出現(xiàn),當(dāng)然也沒有英雄救美的情節(jié)出現(xiàn)。所以劉培強(qiáng)要回來,要有一段英雄救美,最后要和這個(gè)女英雄一起,不僅是要拯救人類和地球,最后還要把三體系統(tǒng)一起給救了,這樣才是真正的過癮。謝謝大家!


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1 條評(píng)論
評(píng)論
  • Xiaoen Wang 2020/09/18

    張教授您好!讀完你的文章不知不覺就成了你的粉了!有事想向你請(qǐng)教前探討,wangxiaoenqq.com此處不便,希給我回一個(gè)電郵地址,我的地址 是