1氦閃太陽
太陽是以內部氫核聚變方式向外發光發熱的,當內部的氫元素消耗得差不多的時候,內部的高溫高壓會激發氦元素的聚變,這個時候的太陽就會發生氦閃,說白了就是太陽老了,自爆了。
原著:“太陽內部氫轉化為氦的速度突然加快,太陽的演化已向主星序外偏移,氦元素的聚變將在很短的時間內傳遍整個太陽內部,由此產生一次叫氦閃的劇烈爆炸”。
意思就是太陽加速衰老,氦閃之後,太陽將變為一顆巨大但暗淡的紅巨星,結果爆炸之後還膨脹了,到時候體積龐大到能把地球都吞了。
事實上用不著太陽吞地球,氦閃之時地球已被汽化了。這就是《流浪地球》中給地球裝發動機的原因。
我們的太陽已有近50億年的年齡,天文學家們估計太陽還有50到70億年的壽命。太陽將在12億年後發生首次氦的融合,估計那時候人類要麼死絕了,要麼早跑了。
2地球如何逃離太陽的毀滅
因為地球發動機沒那麼大勁兒,它只能給地球很小的加速度,不能把地球一下子推出太陽軌道,在地球離開太陽前,還要繞著它轉15個圈!在這15個圈中地球慢慢加速,而且速度越快,這圈就越扁,所以地球有時離太陽會很遠,有時候會很近。
原著中當地球執行到近日點的時候,就會有地球要被太陽吞併的陰謀論,導致全球人心惶惶,東半球大陸上草木生煙。電影開場一家人在海邊的場景,電影世界觀中是地球啟航之前的故事,而在原著中來源於地球執行到遠日點頂端那一天,地球人如同過年一樣,因為這時地球距太陽最遠,人們都有一種虛幻的安全感。
原著中塑造了一個對太陽感動恐懼的氛圍,開始發生的時間,主角出生在地球剛剛停止轉動之際。書中表示,地球光是“自轉剎車”就用了42年,然後圍著太陽繞圈加速。地球剎車之後,圍繞太陽的轉圈,到第15個公轉軌道時,最後一次透過近日點時候,主角已經結婚了,東半球將迎來兩千五百年的黑夜,然後在遠日點才到達了木星軌道。
電影對此進行了省略,直接營造了一個裝上發動機的地球被木星捕捉的場景,至於地球之前的故事,無需多言一筆帶過,做到了最大的簡化,不過想想上述內容很難用電影展示。
3引力彈弓
電影中最讓人難懂的之處,地球為什麼會被木星引力捕捉,這裡就是引力彈弓效應。引力彈弓(又名引領助推)就是利用行星的重力場來給太空探測船加速,將它甩向下一個目標,也就是把行星當作“引力助推器”。
這有點類似離心力,以飛行器為例,飛往內行星,朝向太陽就可以獲得加速度;而飛往外行星的飛行器,就算有著火箭助推器,由於是背向太陽飛行的,要抵抗太陽引力,故其速度會逐漸降低。(這也是原著中為什麼地球要繞太陽15個圈,而且“圈”越來越扁的原因,否則速度不夠,根本到達了不了木星軌道)。所以在飛行器朝著內行星飛時(如金星,水星不行,因為這行星沒有大氣層),是要利用該原理減速。
而朝著外行星飛時,是要加速。飛行器第一次從遠距離接近行星時,在軌道速度之下,利用火箭助推器,最終產生超越軌道速度的動能,產生的運動效果就像該飛行器被行星反彈開了。
這一連串動作,叫做行星引力輔助變軌。通俗的來說,假如軌道行星是一個黑幫老大,跟上我的速度才能入夥,來了之後就老老實實當我的小弟(衛星),一旦你速度太快超了我,就只能讓你走了。
人類歷史上很多飛行器都是這樣完成的,比如水手10號,它於1974年2月5日經過金星,經過引力助推減速之後到達水星,否則因為太陽引力,速度太快就直接“跑過了”。還有卡西尼號探測器,兩次飛掠過金星,之後又途經地球、木星,最終才到達了土星。
《流浪地球》把飛行器換成了地球,原理不變,只是要想讓地球發動機助推器產生的動能完全超越太陽引力,就必須借用木星這個大塊頭,把地球反彈出去。
PS,本片並不是第一部用到該原理的電影,還有一部就是邁克爾·貝的《絕世天劫》,地球礦工乘坐太空梭,就是利用月球的引力彈弓效應,繞了月球半圈,獲得加速才追上了小行星(這也是全片最精彩的地方)。
4木星引力
木星的引力比地球大2.5倍,因為體積太大,能夠牽引太陽系包括地球在內的其它行星,這意味著木星將與地球和地球軌道發生互動作用,比如地球四季就是因為木星引力的作用。感謝木星巨大的引力,使得很多小行星和彗星的軌道在木星引力的作用下發生偏轉,保護地球免受撞擊。
電影中的原理,就是要利用木星的引力把地球吸過去,只要飛得足夠快,並且算好角度,就會得到巨大的加速力:“我們的星球也在木星表面拉起了如山的液氫和液氦的巨浪。這時,木星巨大的引力正在把地球加速甩向外太空。”
可惜問題就出在了“沒有算好”,原因還在於速度不夠,沒跑成功。就像月球一樣,人家原本沒打算成為地球的衛星,就因為被地球引力“捕捉”到了,才成為地球的衛星。但電影中的問題比較嚴重,因為木星引力太大,地球距離木星太近,差點超越洛希極限。
5洛希極限
洛希極限這個詞聽上去很高深莫測,但其實很簡單的。洛希極限是指當行星與衛星距離近到一定程度時,潮汐作用就會使天體本身解體分散。
舉個例子,地球和木星的距離為洛希極限時,地球自身的重力和木星造成的潮汐力相等。如果它們的距離少於洛希極限,地球就會傾向碎散,繼而成為木星的環,沒錯,土星的環就是這樣來的。
它以首個計算這個極限的人愛德華·洛希的名字命名。所以,地球飛過木星的時候,不能靠的太近,太近了超過洛希極限,地球就會崩了。但是離太遠的話,引力又不太夠,會達不到衝出太陽系的第三宇宙速度。只能拐回來繼續繞太陽,所以冒險接近木星,是地球殺出太陽系的唯一一條路。
原著中,離開木星時,地球已達到了逃逸速度,它不再需要返回潛藏著死亡的太陽。可見,洛希極限就是末日的臨界點,在電影中充當了電影中常見的“倒計時爆炸”功能,知道這一點足矣。
6發動機熄火+地震
地震原著中有解釋,由於地球發動機產生的加速度及執行軌道的改變,地核中鐵鎳核心的平衡被擾動,其影響穿過古騰堡不連續面(是地幔與地核的分介面),波及地幔,大陸地熱溢位,地震火山橫行,這對於人類的地下城市是致命的威脅:“第六次變軌週期後,在各大陸的地下城中,岩漿滲入災難頻繁發生。”
在電影中,採用了原著中的設定,地球變軌加速後會導致地熱溢位,那麼臨時減速“停車”同樣會致使類似的效果。
1氦閃太陽
太陽是以內部氫核聚變方式向外發光發熱的,當內部的氫元素消耗得差不多的時候,內部的高溫高壓會激發氦元素的聚變,這個時候的太陽就會發生氦閃,說白了就是太陽老了,自爆了。
原著:“太陽內部氫轉化為氦的速度突然加快,太陽的演化已向主星序外偏移,氦元素的聚變將在很短的時間內傳遍整個太陽內部,由此產生一次叫氦閃的劇烈爆炸”。
意思就是太陽加速衰老,氦閃之後,太陽將變為一顆巨大但暗淡的紅巨星,結果爆炸之後還膨脹了,到時候體積龐大到能把地球都吞了。
事實上用不著太陽吞地球,氦閃之時地球已被汽化了。這就是《流浪地球》中給地球裝發動機的原因。
我們的太陽已有近50億年的年齡,天文學家們估計太陽還有50到70億年的壽命。太陽將在12億年後發生首次氦的融合,估計那時候人類要麼死絕了,要麼早跑了。
2地球如何逃離太陽的毀滅
因為地球發動機沒那麼大勁兒,它只能給地球很小的加速度,不能把地球一下子推出太陽軌道,在地球離開太陽前,還要繞著它轉15個圈!在這15個圈中地球慢慢加速,而且速度越快,這圈就越扁,所以地球有時離太陽會很遠,有時候會很近。
原著中當地球執行到近日點的時候,就會有地球要被太陽吞併的陰謀論,導致全球人心惶惶,東半球大陸上草木生煙。電影開場一家人在海邊的場景,電影世界觀中是地球啟航之前的故事,而在原著中來源於地球執行到遠日點頂端那一天,地球人如同過年一樣,因為這時地球距太陽最遠,人們都有一種虛幻的安全感。
原著中塑造了一個對太陽感動恐懼的氛圍,開始發生的時間,主角出生在地球剛剛停止轉動之際。書中表示,地球光是“自轉剎車”就用了42年,然後圍著太陽繞圈加速。地球剎車之後,圍繞太陽的轉圈,到第15個公轉軌道時,最後一次透過近日點時候,主角已經結婚了,東半球將迎來兩千五百年的黑夜,然後在遠日點才到達了木星軌道。
電影對此進行了省略,直接營造了一個裝上發動機的地球被木星捕捉的場景,至於地球之前的故事,無需多言一筆帶過,做到了最大的簡化,不過想想上述內容很難用電影展示。
3引力彈弓
電影中最讓人難懂的之處,地球為什麼會被木星引力捕捉,這裡就是引力彈弓效應。引力彈弓(又名引領助推)就是利用行星的重力場來給太空探測船加速,將它甩向下一個目標,也就是把行星當作“引力助推器”。
這有點類似離心力,以飛行器為例,飛往內行星,朝向太陽就可以獲得加速度;而飛往外行星的飛行器,就算有著火箭助推器,由於是背向太陽飛行的,要抵抗太陽引力,故其速度會逐漸降低。(這也是原著中為什麼地球要繞太陽15個圈,而且“圈”越來越扁的原因,否則速度不夠,根本到達了不了木星軌道)。所以在飛行器朝著內行星飛時(如金星,水星不行,因為這行星沒有大氣層),是要利用該原理減速。
而朝著外行星飛時,是要加速。飛行器第一次從遠距離接近行星時,在軌道速度之下,利用火箭助推器,最終產生超越軌道速度的動能,產生的運動效果就像該飛行器被行星反彈開了。
這一連串動作,叫做行星引力輔助變軌。通俗的來說,假如軌道行星是一個黑幫老大,跟上我的速度才能入夥,來了之後就老老實實當我的小弟(衛星),一旦你速度太快超了我,就只能讓你走了。
人類歷史上很多飛行器都是這樣完成的,比如水手10號,它於1974年2月5日經過金星,經過引力助推減速之後到達水星,否則因為太陽引力,速度太快就直接“跑過了”。還有卡西尼號探測器,兩次飛掠過金星,之後又途經地球、木星,最終才到達了土星。
《流浪地球》把飛行器換成了地球,原理不變,只是要想讓地球發動機助推器產生的動能完全超越太陽引力,就必須借用木星這個大塊頭,把地球反彈出去。
PS,本片並不是第一部用到該原理的電影,還有一部就是邁克爾·貝的《絕世天劫》,地球礦工乘坐太空梭,就是利用月球的引力彈弓效應,繞了月球半圈,獲得加速才追上了小行星(這也是全片最精彩的地方)。
4木星引力
木星的引力比地球大2.5倍,因為體積太大,能夠牽引太陽系包括地球在內的其它行星,這意味著木星將與地球和地球軌道發生互動作用,比如地球四季就是因為木星引力的作用。感謝木星巨大的引力,使得很多小行星和彗星的軌道在木星引力的作用下發生偏轉,保護地球免受撞擊。
電影中的原理,就是要利用木星的引力把地球吸過去,只要飛得足夠快,並且算好角度,就會得到巨大的加速力:“我們的星球也在木星表面拉起了如山的液氫和液氦的巨浪。這時,木星巨大的引力正在把地球加速甩向外太空。”
可惜問題就出在了“沒有算好”,原因還在於速度不夠,沒跑成功。就像月球一樣,人家原本沒打算成為地球的衛星,就因為被地球引力“捕捉”到了,才成為地球的衛星。但電影中的問題比較嚴重,因為木星引力太大,地球距離木星太近,差點超越洛希極限。
5洛希極限
洛希極限這個詞聽上去很高深莫測,但其實很簡單的。洛希極限是指當行星與衛星距離近到一定程度時,潮汐作用就會使天體本身解體分散。
舉個例子,地球和木星的距離為洛希極限時,地球自身的重力和木星造成的潮汐力相等。如果它們的距離少於洛希極限,地球就會傾向碎散,繼而成為木星的環,沒錯,土星的環就是這樣來的。
它以首個計算這個極限的人愛德華·洛希的名字命名。所以,地球飛過木星的時候,不能靠的太近,太近了超過洛希極限,地球就會崩了。但是離太遠的話,引力又不太夠,會達不到衝出太陽系的第三宇宙速度。只能拐回來繼續繞太陽,所以冒險接近木星,是地球殺出太陽系的唯一一條路。
原著中,離開木星時,地球已達到了逃逸速度,它不再需要返回潛藏著死亡的太陽。可見,洛希極限就是末日的臨界點,在電影中充當了電影中常見的“倒計時爆炸”功能,知道這一點足矣。
6發動機熄火+地震
地震原著中有解釋,由於地球發動機產生的加速度及執行軌道的改變,地核中鐵鎳核心的平衡被擾動,其影響穿過古騰堡不連續面(是地幔與地核的分介面),波及地幔,大陸地熱溢位,地震火山橫行,這對於人類的地下城市是致命的威脅:“第六次變軌週期後,在各大陸的地下城中,岩漿滲入災難頻繁發生。”
在電影中,採用了原著中的設定,地球變軌加速後會導致地熱溢位,那麼臨時減速“停車”同樣會致使類似的效果。