春节期间公映的电影《流浪地球》以“硬科幻”的特点进账大量赞誉。“硬科幻”,即具备缜密科学底蕴、基于科学原理的科幻作品。那么,这部电影中哪些众说纷纭具备较强的科学基础,哪些众说纷纭现在还只是幻想?引力弹弓效应依照影片中叙述的“流浪地球”计划,人类给地球加装上万座极大的重元素核聚变发动机,它们被称作行星发动机,推展地球逃出年迈的太阳,飞抵最近的恒星——比邻星。
但地球是个庞然大物,平均值半径6371公里,质量多达59万亿亿吨。要让它飞抵比邻星,必须瓦解太阳引力,只靠人造的发动机还过于,于是电影里让它利用木星的“引力弹弓”。
木星体积约是地球的1300倍,当地球附近木星时,不会被其强劲的引力更有,从而减缓前进速度。由于木星也在绕行太阳马克斯·沃夫,在天体的相互影响中,最后地球不会被木星像抛球一般抛出去,从而超过瓦解太阳系所须要速度。这就是引力弹弓效应。
引力弹弓效应不是新发现,苏联在1959年升空的“月球3号”探测器就利用了引力弹弓效应。在准确计算出来后利用天体的引力弹弓效应,可以在不消耗航天器本身能量的情况下,转变航天器的速度和前进方向,协助航天器到达目标。
在人类的航天征程中,引力弹弓效应的应用于已十分普遍。首个转入星际空间的人类探测器“旅行者1号”在飞离太阳系前,就曾经利用引力弹弓效应;“帕克”太阳探测器也曾7次利用金星的“引力弹弓”而渐渐迫近太阳,最后沦为史上最靠近太阳的航天器。
洛希无限大影片中,地球由于相似洛希无限大,造成行星发动机再次发生故障,地球将要解体堕入木星,人类面对灭顶之灾。这里提及的洛希无限大是指天文学中一个类似的距离,如果一个天体与另一个天体离得过于将近,以至于后者的潮汐力可以将前者拿走,这个距离就被称作洛希无限大。这个距离极限值是由法国天文学家洛希首先计算出来出有的,因此称作洛希无限大。
地球与木星之间的洛希无限大是科学上可计算出来的,但让地球附近木星到如此将近的程度,还不能却是幻想。那电影中为什么要靠这么将近呢?依照电影中的计划,人类原本想利用木星的“引力弹弓效应”,如果离得太远的话,就无法“借”到充足的力,约将近冲向太阳系的速度。过于将近敢,太远也敢,这个问题必须科学家准确的计算出来,也给了影视作品充分发挥的空间。
重元素核聚变发动机科幻小说中,常常不会提及解决问题能源问题的终极手段——核聚变。在电影《流浪地球》中,为了推展地球离开了太阳系,人类在地球上修建了上万座高耸入云的重元素核聚变发动机,单个发动机通过重元素核聚变需要产生150万亿吨的发动机。目前人类早已构建的核聚变是氢弹,它利用氢同位素核聚变释放出来能量,有极大的威力。但氢弹的能量是爆炸式获释,目前人类还无法构建高效率核聚变,即让核聚变产生的能量稳定输入,一些涉及装置还正处于实验阶段。
电影中,行星发动机的燃料不是氢,而是石头。这不是说道把石头烧制石灰,而是石头中的重元素再次发生核聚变,从而释放出来极大的能量,推展地球飞出有太阳系。
这当然只是电影的想象。不过,所谓重元素核聚变并不是空想。在宇宙深处有不少恒星“巨无霸”,内部就在展开着重元素核聚变。在未来,人类如果需要掌控从重元素核聚变中平稳提供能量的技术,也许真为需要彻底解决能源问题。
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