新安晚報 安徽網(wǎng) 大皖客戶端訊 春節(jié)檔科幻大片《流浪地球》的熱映，激發(fā)了人們對宇宙空間探索的空前熱情。當(dāng)觀眾們被帶著地球一起逃離太陽系尋找人類新家園的情懷打動時，來自中國科大石頭科普工作室的學(xué)生們，對電影的技術(shù)細(xì)節(jié)做了計算分析。經(jīng)過中國科大教授的把關(guān)，學(xué)生們得出了有趣的結(jié)論——按照電影安排，點燃木星大氣產(chǎn)生激波推開地球估計很難實現(xiàn)；木星的引力潮汐撕裂地球也不太可能。不過，學(xué)生們認(rèn)為，這并不影響《流浪地球》成為一部很棒的科幻電影。

1 找電影Bug 引網(wǎng)友關(guān)注

年初一，中國科大地球與空間科學(xué)學(xué)院的研二學(xué)生張沛錦，在老家觀看了電影《流浪地球》。“我很喜歡劉慈欣的科幻小說，當(dāng)時看完電影覺得很棒，就是覺得電影里有些情節(jié)從物理角度來分析，有些不太對勁。”張沛錦本科就就讀于中國科大地球與空間科學(xué)學(xué)院，碩士主要方向是研究空間等離子體以及太陽射電，具有相對豐富的空間物理知識背景，同時他也是科大石頭科普工作室成員。

當(dāng)天，張沛錦把自己想到的一些問題寫了下來，對涉及推動地球的行星發(fā)動機(jī)間距、導(dǎo)致地球毀滅的原因等電影中在物理上比較有缺陷的地方，做了計算和分析，圖文并茂地“吐槽”了《流浪地球》里的一些問題，并把這篇文章發(fā)在網(wǎng)上。“文章發(fā)布前，地球與空間科學(xué)學(xué)院教授組成的專業(yè)指導(dǎo)團(tuán)隊給我提了修改意見，保證我們所發(fā)布出去的內(nèi)容是科學(xué)和準(zhǔn)確的。”

記者注意到，網(wǎng)上“《流浪地球》從物理上來說有哪些地方是很Bug（漏洞）”的問題，共獲得 400 多條回答。張沛錦的回答排名第一，已有超過 50 萬的瀏覽量，以及6000多贊。

2 地球被撕裂 理由欠妥

雖然只看了一遍，但張沛錦對電影中的很多內(nèi)容印象深刻。電影中，由于太陽即將毀滅，帶著地球一起逃離太陽系尋找人類新家園成了終極任務(wù)。因地球自身質(zhì)量太大，要推動其在宇宙中航行非常艱難，所以要借助大質(zhì)量的木星用彈弓效應(yīng)給地球加速。

張沛錦說，電影中提到的地球要掠過木星，用彈弓效應(yīng)加速，由木星和地球的引力相互作用獲得動能。然而，經(jīng)過木星的時候由于引力變化引發(fā)的災(zāi)害破壞了地球推進(jìn)，地球偏離既定路線，導(dǎo)致近木點（軌道上最接近木星的位置）離木星中心的距離小于洛希極限，地球面臨被木星撕裂的后果。對于這一結(jié)論，張沛錦表示不認(rèn)同。

張沛錦說，洛希極限講的是衛(wèi)星在行星引力場中，會受到潮汐力，這種潮汐力有可能會撕裂衛(wèi)星。木星質(zhì)量大約是地球的300倍，半徑大約是地球的11 倍 ，地球的密度是5.514 g/cm3 ，木星的密度是1.326 g/cm3。張沛錦通過公式計算發(fā)現(xiàn)，“木星的引力潮汐若要撕裂固態(tài)的地球，地球近木點需要在木星內(nèi)部”。

“我們在電影里看到的地球面臨被木星引力潮汐撕裂的危機(jī)是不存在的。”張沛錦說，即使真的是在和木星實現(xiàn)彈弓效應(yīng)加速的時候地球毀滅了，也是由于地球撞木星而不是木星對地球的引力潮汐撕裂地球。

有網(wǎng)友評論木星是個氣態(tài)行星，地球穿過去不就完了，張沛錦的答案是不行。“近木點這么快的速度，深層大氣的高密度流體足以拍碎地球。所以這里使用洛希極限衡量地球毀滅臨界值還是有點欠妥，改用地球墜毀木星比較合適。”

3 點燃木星 難推開地球

由于地球離木星太近導(dǎo)致地球即將毀滅，最終依靠點燃木星的爆炸沖擊波將地球推離，成為影片最激動人心也最具有想象力的情節(jié)。張沛錦說，木星大氣是由氫氣構(gòu)成的，地球大氣層中有氧氣，直觀上講兩種氣體達(dá)到一定濃度的話，用火就可以點燃引發(fā)爆炸，對常人來說的確很好理解，但事實并不是如此。

“木星上的氫氣和地球上的氧氣混合，屬于化學(xué)點燃。因為相比于核能，化學(xué)能單位質(zhì)量的能量釋放率簡直可以忽略不計。”張沛錦說，首先是地球氧氣損失。由于木星引力潮汐導(dǎo)致氣體損失會聚集在軌道附近，而不是被輸運(yùn)到木星上。只有少部分氧氣會被輸運(yùn)到木星，這些氧氣被木星上的氫氣稀釋之后，點燃的可能性非常值得懷疑。

張沛錦打了個比方，地球上的氧氣進(jìn)入木星大氣就像一滴水滴到了巢湖里。另外，木星大氣中常見風(fēng)暴和閃電，即使存在吸積氧氣，也會被小規(guī)模爆燃逐漸消耗，使得大爆炸所需的氧化劑難以積累。

即使是點燃了，其產(chǎn)生的激波也不容易被向上傳播，因為木星是一個有磁場的行星。爆炸產(chǎn)物中的等離子體成分在磁場中會出現(xiàn)磁約束現(xiàn)象，這會阻止等離子體激波向上傳播。這進(jìn)一步限制了推動地球的能量。在張沛錦看來，現(xiàn)實中點燃木星大氣來“炸飛”地球的難度還是很大的。

4 工作室科普 宇宙知識

即便梳理出了一些不合理的地方，但張沛錦還是覺得，《流浪地球》是很棒的科普材料。“觀眾們平時不一定知道潮汐力是可以撕裂星球的，現(xiàn)在也許就知道了。這也是科幻電影的價值所在，能激發(fā)大家對科學(xué)的討論和興趣。”

張沛錦告訴記者，他看過很多科幻小說，但從未動筆寫過。“寫科幻小說其實不需要特別多的專業(yè)知識。科幻小說大致有兩種：一種理論上是科學(xué)的，比如在流浪地球里，推動地球的行星發(fā)動機(jī)噴射等離子體加速，就有物理原型。這種科幻情節(jié)看起來很容易有代入感；還有一種科幻小說是純粹的異想天開。”當(dāng)然，電影畢竟是藝術(shù)化的產(chǎn)物，張沛錦坦言，他平日進(jìn)行的科學(xué)研究和電影中講述的內(nèi)容是很不一樣的，科研不確定性更大，電影則更加戲劇化。

記者了解到，借著《流浪地球》的熱映，除了張沛錦的科普文章，由中國科大高年級本科生和研究生組成的石頭科普工作室還推出了一系列文章，關(guān)注地球“流浪”后月球的命運(yùn)，以及介紹“地球流浪”的終點比鄰星的基本情況等。

金錢雨清 黃茜 新安晚報 安徽網(wǎng) 大皖客戶端記者 陳牧

□延伸閱讀

《流浪地球》藏著哪些知識？

看完電影《流浪地球》，不少觀眾會覺得摸不著頭腦，到底什么是“引力彈弓”？“重聚變發(fā)動機(jī)”又是怎樣工作的？南京航空航天大學(xué)理學(xué)院副教授李晉斌對此做了專門解讀。

關(guān)于引力彈弓

——“引力彈弓”是飛行器加速常用的方法

《流浪地球》電影中，地球逃脫太陽引力的重要情節(jié)里，“引力彈弓”扮演了舉足輕重“角色”。李晉斌告訴記者，“引力彈弓”是一種飛行器加速常用的方法，我們向地球以外的天體發(fā)射飛行器時，常會應(yīng)用到其他行星或天體做“引力彈弓”，以此來節(jié)省燃料、時間和計劃成本。比較經(jīng)典的可能是美國的“卡西尼”號探測器了，它于1997年10月15日從地球發(fā)射前往目的地——土星，但只帶了很少的燃料。它在 1998 年 4 月 26 日利用了金星的彈射，在1999 年 7 月 24 日利用了金星的第二次彈射，又于1999年8月18日利用了地球的彈射，后于2000年12月30日利用了木星的彈射，最終于2004年7月1日抵達(dá)土星。

“比如一只乒乓球，當(dāng)它飛向一面靜止的球拍時，在忽略重力、空氣阻力、摩擦等因素的情況下，反彈速度是相同的。但如果這個球拍向著來球方向移動，那這個球與拍相撞后反彈速度就會變快，這就是‘引力彈弓’效應(yīng)。”李晉斌說，《流浪地球》中的引力彈弓場景很可能實現(xiàn)不了，電影忽視了一個非常重要的先決條件，木星和地球的質(zhì)量比值不夠大。地球不可能利用木星的巨大引力實現(xiàn)引力彈弓的加速效果，地球一旦被木星引力捕獲，結(jié)果必然是地球和木星相互牽扯，兩者相互圍繞旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)半徑會越來越小，最后，地球和木星發(fā)生猛烈碰撞，形成一個新的星球。

關(guān)于重聚變發(fā)動機(jī)

——重聚變發(fā)動機(jī)助攻“流浪地球”理論上有可能在《流浪地球》里，還有一些引人注目的“大家伙”——比珠穆朗瑪峰還高 2.2 千米的重聚變發(fā)動機(jī)。每臺發(fā)動機(jī)能提供150億噸推力，而這樣的發(fā)動機(jī)在歐亞大陸和美洲大陸共有一萬兩千臺，總共能提供 150 萬億噸的推力，如此大的動力方可在 5年左右將地球推進(jìn)到逃逸太陽引力的最低速度，即16.7公里/秒。

李晉斌解讀，重聚變，就是由重原子進(jìn)行的核聚變。“我們常聽說聚變的是輕核聚變即氫聚變反應(yīng)變?yōu)楹し懦鼍薮竽芰浚@也是太陽產(chǎn)生能量的主要方式。人類能做到的還只是利用氫原子進(jìn)行的不可控核聚變（氫彈），但氦并不是核聚變的終點，氦可以繼續(xù)聚變生成碳，碳繼續(xù)聚變生成硅。硅當(dāng)然也不是核聚變的終點，大質(zhì)量恒星后期的聚變反應(yīng)就是“重聚變”。從“硅”開始大質(zhì)量恒星“重聚變”過程是：硅-28→硫-32 → 氬-36→鈣-40→鈦-44 → 鉻-48 → 鐵-52（鐵-56）。核聚變走到鐵這一步，就不再釋放能量，而是吸收能量，所以重聚變最后產(chǎn)生的廢渣就是鐵。

“重聚變”釋放出的能量，比氫彈爆炸釋放的能量要大很多很多。當(dāng)然重聚變需要的溫度也高得多、壓強(qiáng)也要大得多才能實現(xiàn)。電影中利用巖石為主要燃料進(jìn)行核聚變就是這個過程。我們地球上巖石的主要成分是“硅”。正是有了重聚變發(fā)動機(jī)，才能讓“流浪地球”計劃成功，因為巖石在地球上到處都是，提供了無窮無盡的燃料。至于如何實現(xiàn)可控“重聚變”，那就是科學(xué)家而非科幻小說家的任務(wù)了。據(jù)《揚(yáng)子晚報》