觀影《流浪地球》之前,您需要了解這十個科學之梗!(嚴重劇透)

太陽系 木星 核技術 物理 科幻片 星辰大海路上的種花家 2019-02-07

《流浪地球》剛上映就迫不及待的帶著全家去電影院看了一遍,沒有出乎意料,因為在來之前對此片的期待很高,但《流浪地球》完全達到了預先設定的那個極高標準,甚至有過之而無不及!很多朋友非常有愛的將2019年定義為中國科幻片的元年,筆者覺得《流浪地球》名副其實!當然為了能夠順利欣賞到中國科幻的大片,也惡補了諸如氦閃、可控核聚變、洛希極限等等影片中所涉及的基礎物理知識,因此可以說是帶著問題去看電影的,那麼這部大片中是否其他大片一樣有留下BUG嗎,我們一一來盤點下!

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推動地球的行星發動機

為什麼要將行星發動機作為本文的首圖?因為筆者實在很喜歡這發動機的造型,簡直就酷斃了,如果您也喜歡的話先來看個全景!

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行星發動機的全景,開片不久就來了個特寫

接著我們回到正文,還是繼續來盤點流浪地球中存在的BUG,高能預警,涉及劇透哦,不喜的朋友掠過吧,或者帶著BUG去欣賞《流浪地球》也許會別有一番風味呢!

一、氦閃真的會在不久之後發生嗎?

氦閃是0.8倍-2.0倍太陽質量的恆星在脫離主序星後所特有的一個發展階段,因為這個質量的的恆星在內部氫元素核聚變區域和外部對流層之間有一個輻射層!

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這就導致了熱核聚變層產生的“灰燼”氦元素無法由對流分散到恆星各處,它會在內核越積越多,但這個質量的恆星並不能直接燃燒氦元素,這就為未來的氦閃埋下了伏筆!在內核氫元素逐漸消耗的後期階段,輻射壓已經無法對抗輻射區和對流區給予中心巨大的壓力,因此超過臨界點後外層將會向內核坍縮,巨大的壓力將會使氦元素瞬間達到聚變條件!

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有一種類似超新星爆發的結果,但氦聚變的能量無法達到完全炸飛外層殼體,但會向太陽系內拋灑大量高能高溫的太陽物質,將會使行星的未來一片“黯淡”,直接一點就是這些高速高能物質將會剝離地球的大氣層,到達地球表面,將地球烤成一個外焦裡嫩的烤地瓜!

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恆星發展的赫羅圖

但這樣的爆發會在太陽脫離主序星後約10-12億年內發生,距離現在約有30億年以上的時間!

二、行星發動機的推力夠嗎?

這是現場觀影時最難發現的,畢竟沒有人會在現場演算一番,不過沒關係咱已經看完了,有的是時間折騰,不妨來簡單計算一下!

1.地球質量6×10^21噸,

2.地球公轉平均速度30KM/S,

3.地球軌道處的逃逸速度V=√(2GM/R)≈42.2KM/S,

當然與你想象的一樣,順著地球公轉的方向開啟發動機,再將地球加速12.2KM左右即可將地球推離軌道,請注意是推離軌道,並非直接推出太陽系,因此還沒有達到逃逸速度!

其中地球的動量變化約為:

P=m△V=7.32×10^28 N·s

假設《流浪地球》的上萬臺行星級發動機利用十年左右的時間來達到這個速度,發動機總推力為:

F=P/T=2.3×10^20N!

平均到每一臺(總計約12000臺)的推力約為1.96萬億噸左右!

當然劇中沒有交代每臺發動機的推力,但小說中交代的是150億噸,這個差距還是不小的,當然也沒說是十年內推出去,而是上百年,但依然不夠!

另外有一個事實必須提醒下,在地殼上安裝如此巨大推力的發動機,會導致這層薄薄的“雞蛋殼”破裂“蛋液”流出!

三、比鄰星宜居嗎?

劇中交代,要將地球推離太陽系到達4.22光年外的比鄰星行星軌道,比鄰星是一顆紅矮星,質量遠低於0.8倍會發生氦閃的太陽質量,相對來說會更穩定?

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比鄰星的宜居帶和太陽系行星軌道對比,我們可以瞭解到比鄰星的宜居帶極其靠近母星,根據天文學家的觀測,紅矮星並不穩定,因為它質量不夠,燃燒並沒有主序星階段的黃矮星穩定!位於南美洲智利的阿塔卡馬望遠鏡在2017年3月24日觀測到了比鄰星的一次耀斑爆發,在10S內比鄰星亮度急劇上升1000倍,比最猛烈的太陽風暴都要強10倍以上,假如Proxima b真的宜居,那麼此次耀斑可能會將它的大氣層大量剝離!

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傳說中的Proxima b命運堪憂

最有可能的結果是地球爬出了這個火坑,又掉進了另一個火坑!

四、木星可以作為地球最後的加速?

這個完全可以,只不過進入角度計算要非常準確!引力彈弓是使用行星引力來對航天器進行加速、減速或者改變軌道的一種技術,在前往外行星(內行星亦可)深空探測時常用的一種加速方式!

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引力彈弓的三種典型應用方式

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引力彈弓減速

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引力彈弓加速

這個並不算是BUG,因為我們無法準確獲知地球進切入木星軌道的詳細數據,無法做一個演算!


說完了大方向的問題,咱再來說說雞皮蒜毛的小事!

五、上海環球國際金融中心的坍塌

這裡有一個疑問,不知道是筆者看錯了還是理解不夠,為何冰層未坍塌而這個強度更高的大樓卻先塌了,也許受到冰層的橫向擠壓,但劇中並沒有仔細交代,因此疑慮重重,哪位小夥伴看得仔細不妨留個言補充下!

六、火石的運輸

也許這是劇中設定的情節,假如交代一下每臺發動機下的地下城中儲備火石已經耗盡,必須儘快運輸這樣就比較完美了,如果點火麻煩就應該預估到會熄火,儲備火石以備不時之需是非常必要的,因此缺少一個交代,看上去有些突兀!

七、加特林的子彈

那轉管機槍子彈打的有點多了哈,目測連續射擊約好幾分鐘,這個射速至少也有數千發/分鐘,幾分鐘上萬發子彈,沒看到帶了那麼多儲備啊,不過這是小事,好萊塢大片中手槍還無限子彈呢,各位不必較真!

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八、行星發動機燃料運輸

行星發動機的燃料就是地殼中的岩石與其他所有可用的物質,那麼問題來了,為何不製造一條傳送帶呢?這比運輸車的效率更高,而且不需要司機!

九、空間站AI與劉倍強中校之間的戰爭

本以為是空間站的事故,但看起來不是,而是AI控制下阻止劉倍強啟動與地球之間的通訊,似乎有有種不惜破壞空間站結構的意圖,但空間站是拋棄地球之後的最後希望,AI敢冒天下之大不韙?此處有些勉強!

十、引爆木星

最後時刻是引爆木星,因為地球大氣層已經被木星剝離的差不多了,這個也許比較好理解,大氣層是行星中最容易流動部分,在兩個星體的洛希瓣之間的拉格朗日點流向另一顆引力比較大的天體是必然的!而被剝離的也包括21%左右的氧氣,木星的大氣層包含了大量的氫,兩者結合就差一根火柴,網友一直想點燃母星,這次終於如願以償了!這情節沒有毛病,有問題的是劉倍強中校駕駛飛船是否能及時趕到!

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木星和地球之間的大氣轉移通道

木星洛希極限約:1.4R-2.4R之間,劇中交代地球距離木星距離還有12萬千米左右

空間站在地球前方約6.5萬千米的位置,那麼三角函數計算下,到達引爆點約需要13萬千米,而地球大約在一個多小時之後到達地球被撕碎的洛希極限範圍,那麼至少需要36KM/S,而空間站的速度約為13KM/S,速度差為23KM/S,轉向、加速、引爆......目測是來不及了哈!還有引爆氫氧混合氣體的推力通過這條空氣通道也不足夠,因為靠近地球側的氫氣濃度是很低甚至沒有!即使有對地殼的動力效應可能會大大超過地殼強度,導致破裂!

當然這並不算嚴重的BUG,畢竟有這樣的邏輯已經很靠譜了!

其實筆者寫本文並不是挑《流浪地球》的毛病,因為好萊塢大片中紕漏比《流浪地球》多了去,但這並不影響大家對它們的評價!《流浪地球》是中國電影界最優秀的科幻片,沒有之一!我們非常欣喜的看到中國科幻電影的崛起,曾經天天看面朝黃土背朝天的某某片,獲得各種獎項的某某片,表現的是什麼?醜陋還是內涵?我們不得而知,但這中間明顯存在某種邏輯!但觀眾的思維很簡單,內容決定思想,你表現什麼觀眾獲得什麼......因此我們希望導演能將中國最優秀,最有創意甚至最前沿的科技介紹給全世界觀眾,這才是我們想要的!而《流浪地球》徹底的貫徹了這一思維!

2019,中國科幻電影元年,相信會有您的支持!

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