(含有电影要害情节)

漂泊地球的故事设定在未来,科学家通过观测发现太阳提早发作老化,变成红巨星,假如人类不作出举动,地球也将会提早消灭。人类社会因争辩逃离太阳系连续人类文明的方法而分红两派:地球派和飞船派。

地球派建议将地球当作一个巨型宇宙飞船,通过在地球外表缔造行星发起机,以将地球这个最大的安稳生态系统推离太阳系,一同确保路程中有足够的动力补给,并将次方案称为漂泊地球方案。而飞船派建议缔造有着纽约城市体积的巨型飞船,连续人类文明血脉,以防地球在没逃逸出太阳系之前,便被“爆破”的太阳吞没。通过剧烈的争辩,人类终究达成了漂泊地球的一致。

流亡分几步

人类带上地球的流亡之旅,听上去简略,实际上便是“咱们的征程是星斗大海”,电影的故事实则九牛一毛,简略而言,人类跑路,分五步:

1、刹车年代

在亚洲和美洲布置一万两千台发起机(由于只要这两个大陆完好坚实的板块结构才干接受发起机对地球巨大的推力),使发起机喷口固定在地球运转的反方向,先使用赤道发起机反向喷发中止地球自转。

2、逃逸年代

全功率开动地球发起机,使得地球脱离轨迹,在不断绕着太阳转圈运转取得加快度,直至木星轨迹邻近,使用木星引力,使地球加快到逃逸速度,飞出太阳系。

3、漂泊年代Ⅰ(加快)

在外太空持续加快,飞向比邻星,比邻星是间隔太阳最近的恒星,坐落半人马座α星

4、漂泊年代Ⅱ(减速)

在半途使地球从头自转,掉转发起机方向,开端减速

5、新太阳年代

地球泊入比邻星轨迹,成为这颗恒星的一颗卫星。

了解了漂泊地球的方案的五个阶段咱们再来看看其间有助于咱们看懂电影的科学奥妙。

太阳的改变

在《漂泊地球》原著中,科学家观察到太阳中心的演化加快了,而且在地球逃离到木星邻近时就已改变成为了一颗红巨星,彻底吞噬了金星和水星。从地理学的视点来看,太阳的确会在未来的某个时间开端向红巨星转化。这是由于太阳中心的氢元素在聚变焚烧后会转化为暂时无法聚变的氦元素,沉积在太阳中心,构成一个细密的核。当这个细密的核变大,原本在太阳中心发作的氢核聚变焚烧,就改变为在细密的氦核之外发作。这种改变会使得太阳失掉安稳性调理机制,能量产出不断添加,而且体积开端胀大,变得更红。地理学上称处于这个阶段的恒星为“红巨星”。在这种演化的晚期,红巨星中心积累了足够高的温度,终究会使得氦构成的中心开端聚变,失控的氦中心焚烧会在数秒的时间短时间内开释出巨大的能量,这被称作“氦闪”。

氦闪的进程:氢焚烧变成的氦物质堆积在太阳中心,中心的物质越来越多,然后发作缩短温度升高,但中心的物质处于简并态,温度的升高并不能使其主动中止缩短,温度会越来越高,当跨过1亿度的门槛时,就发作了强烈的爆破式氦焚烧,数分钟内就把能够焚烧的氦变成了碳。但氦闪开释的能量都被太阳本身吸收,外表竟然看不出内部发作了什么。地球之所以迫切需要逃离也是由于逃避“氦闪”。

可是,地理学家现在关于太阳这样质量的独自恒星演化了解得适当清楚,不管从理论上仍是观测上,都不支撑太阳会在未来数百年里发作电影中那样的改变。

太阳本身有十分安稳的调理机制,确保光热的安稳输出:假如太阳内部的热核聚变反应由于某种原因稍微加快,就会引起内部温度升高。这种升温会使得太阳全体轻轻地胀大,然后使得中心温度和压力回复正常。关于太阳来说,这种调理在很短的时间里就能够完结,所以太阳的胀大进程关于人类文明来说是一个极为绵长和缓慢的进程。

太阳从诞生到胀大为红巨星的进程|图源:网络

重元素聚变发起机

在《漂泊地球》里,还有一些有目共睹的“我们伙”——高度达11千米,比珠峰朗玛峰还高2.2千米的重聚变发起机。每台发起机能供给150亿吨的推力,而这样的发起机在欧亚大陆和美洲大陆一共有一万两千台,一共能供给150万亿吨的推力,如此大的动力方可在5年左右将地球推进到逃逸太阳引力的最低速度,即16.7公里/秒。

所谓核聚变,便是由质量小的原子(首要是指氘),在必定条件下(如超高温文高压),让核外电子脱节原子核的捆绑,然后两个原子核能够相互招引而碰撞到一同,发作原子核相互聚合作用,生成新的质量更重的原子核(如氦)。

而重聚变,便是由重原子进行的核聚变。“咱们常传闻聚变的是轻核聚变即氢聚变反应变为氦放出巨大能量,这也是太阳发生能量的首要方法。人类能做到的还仅仅使用氢原子进行的不可控核聚变(氢弹),但氦并不是核聚变的结尾,氦能够持续聚变生成碳,碳持续聚变生成硅,即 氦–4 →碳–12 →硅–28。硅当然也不是核聚变的结尾,大质量恒星后期的聚变反应便是“重聚变”。

小说和电影中利岩石为首要燃料进行核聚变便是这个进程。咱们地球上岩石的首要成分是“硅”和“氧”,它们加起来占了地壳质量的74%。由于岩石在地球上到处都是,供给了无穷无尽的燃料,所以这种科学设定最有或许完成行星发起机。至于怎么完成可控“重聚变”,小说和电影并未给出详细的完成方法。

重元素聚变发起机|图源:网络

可是,假如真要推进地球,是否必定选用重元素聚变作为动力是值得商讨的。实际上,重元素聚变的能量开释功率总体上不及氢聚变的功率。这种工程学上的挑选仍需咱们人类去探究。

作为硬科幻电影,漂泊地球代表了先进我国电影工业水平。尽管硬核科幻电影不免会有引人深思和置疑的不行翔实或许合理的科学细节,可是这并不阻碍它对咱们的启迪以及给咱们带来带来未来国际澎湃的震慑。存在于科幻小说和电影里的恢宏的国际观和天马星空的幻想让咱们感触到了科学的无限魅力,许多人正是由于科幻著作的指引而终身投身于科学事业。

END

请我们考虑:

假使地球真的漂泊了,实时通讯是否能坚持,依照电影的设定,实时通讯有何约束?

(喜爱的话点个重视哦!)

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