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1 # 科幻與生活
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其實原著中的描寫是很精彩也是較合理的。
小說中地球的第十五圈公轉軌道中的遠日點與木星軌道重合,藉助引力彈弓效應,地球的速度超過了太陽系的逃逸速度,開始了漫長的流浪之旅。但在接近木星的時候,由於木星強大的引力所引起的潮汐效應,地表產生了巨大的海嘯,數百米高的巨浪橫掃了整個大陸。場面也是十分恐怖。
這裡有必要簡單解釋一下引力彈弓效應和潮汐效應。
利用引力彈弓效應是太空飛行器在探索太陽系內天體時常使用的一種簡單有效的節約燃料的方法。由於傳統化學燃料質推比限制,目前發射的外太空探測器並不能攜帶過多的燃料。而雖然地球的公轉速度大於遠地行星,但是由於探索這些天體探測器一直收到太陽引力的減速效應,故很難進入較遠天體的軌道。而這個時候,就需要藉助臨近天體的引力彈弓效應。相信大家應該瞭解過彈性碰撞這個概念,當一個小質量物體與大質量物體相向碰撞後,根據能量守恆和動量守恆的規律,小物體將在大物體的原運動方向上以接近大物體兩倍的速度運動。而引力彈弓效應的原理與其類似,當小質量天體進入大質量天體引力範圍之內時(主要受大質量天體控制),如果小質量天體的速度高於大質量天體的逃逸速度(即兩天體不會發生相撞),那麼根據能量守恆原理,當小質量天體脫離大質量天體的引力控制的時候,兩天體的相對速度應該保持不變,而若最開始兩天體為相向運動,那麼小天體逃逸時將會獲得接近兩倍的大天體速度(大天體的質量遠遠大於小天體),運動方向變為同向。整個過程就像小天體撞擊了大天體然後被加速彈開一樣,雖然實際上兩者並沒有發生碰撞。小說中,地球正是藉助這種方式,獲取了很好的速度,從而達到了所處位置的第三宇宙速度,從而逃離了太陽系。
而潮汐效應就比較好理解了,由於引力與距離成二次反比,對於引力較大的天體,靠近其的小天體由於本身具有一定厚度,造成星球兩面的受力大小不同,從而引發潮汐。其實海邊的漲潮退潮現象就是太陽與月球引力共同作用的結果,只不過小說中由於離木星過近,造成兩段受力差別過大,才引起了幾百米的海嘯。
不過這裡小說中其實有一個小小的bug,按照小說中的描寫,大紅斑覆蓋了整個天際,那麼這個時候地木距離應該早就超過了地球大氣的流體洛希極限,那麼應該出現像電影中一樣的場景,地球表面大氣被撕裂抽離,但可惜的是小說裡並沒有這樣的描寫。而且其實電影在這裡的處理也不是很好,雖然大氣確實會被抽離,但地球作為剛體其實並不會被木星引力所撕裂,根據剛體洛希極限,只要小天體的密度超過大天體的兩倍以上,那麼小天體並不會被撕碎,而是會發生碰撞。而地球的密度是木星的五倍左右,故不會發生Moss所說的被撕碎現象。而是會像慧木大相撞一樣,消失在木星的無盡風暴之中,激起滔天塵埃。
總的來說,無論是小說還是電影,較為真實的構建了地球逃離木星引力的場景,雖然有一些小小的漏洞,但無傷大雅,依舊精彩!