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我也来谈谈《流浪地球》

已有 13565 次阅读 2019-2-14 19:33 |个人分类:姑妄言之|系统分类:生活其它


 

Neo, you are the one.

No, Im not. Im another guy.


 

《流浪地球》是今年春节最火爆的大片,这部科幻影片基于刘慈欣同名科幻小说改编,目前票房已经超过30亿,预计最终票房在40亿以上,甚至有可能达到50亿。212日消息,这部影片的主演吴京已经成为中国首个票房过百亿的演员(黄渤也同时达到了这个标准),而且吴京主演了两部影片就实现了票房超过85亿(《战狼2+ 《流浪地球》),甚至有可能突破100亿,真是了不得。

《流浪地球》是大成本、大制作的影片,构思宏大、画面精美,能够取得现在的成绩绝不是侥幸。现在这部影片引起了巨大的反响,网上有很多文章讨论它,讨论它的影响,讨论它的情节,还有其中的科学内容。作为一个物理学工作者,我也来谈谈这部影片里的一个具体内容:带着地球去流浪。

 

在科幻作品里,地球已经被干掉无数次了。每次在地球毁灭之前,给出的解决方案大多是造船:上帝发洪水时的诺亚方舟,《2012》在西藏高原上建造的大船,还有各种各样的宇宙飞船。齐奥尔科夫斯基说过,“地球是人类的摇篮,但没有人永远停留在摇篮里”,似乎很多科幻作家都把这句话理解为“要逃命就要造飞船”,这次刘慈欣提出的方案让人有耳目一新之感(整个地球奔向半人马座),这也是影片大获成功的一个原因。

其实,一个简单的考虑就可以说明,等到太阳要变成红巨星的时候,大家逃命不仅应该带上地球,带上月球,还应该带上木星,带上太阳系里的一切东西——因为宇宙太空虚了,“巧妇难为无米之炊”,你不带上这些材料,根本就活不下去啊。

宇宙到底有多空虚呢?平均来说,宇宙的密度大约是每立方米只有一个原子,而且大部分还集中在像太阳、地球这样的天体上——为了简单起见,我们就不考虑这些细节了。

每立方米一个原子是什么概念呢?

先举个简单的例子吧。以前北京经常会碰到沙尘天气,用不了多长时间,桌子上就会落一层灰你拿一张粘蝇纸在外面走一圈,纸上也会落一层灰,走的距离越长,落的灰越厚。这种现象雾霾天也会有,但是需要的时间更长;平时的好天气也不能幸免,只是需要的时间更加长得多。为什么会积灰呢?因为粘蝇纸把路过的空气中的灰尘都收集起来了。积灰的厚度与空气中灰尘的密度成正比,跟走过的路程长度成正比。

宇宙飞船的星际航行也是个积灰的过程,只不过这里的“灰”就是原子(主要是氢和氦)。如果每立方米只有一个原子,那么飞船要跑多远才能积累下一层灰(也就是一层原子)呢?很简单,原子的大小大约是$10^{-10}$米,在一平方米的面积上积累一层原子就需要$10^{20}$个原子,飞船也就需要跑$10^{20}$米。这是很长的距离。一光年(以光速跑一年的距离)大约是$10^{16}$米,所以飞船需要跑一万光年,才能在其表面积累一层原子。完全没有希望啊!

你可能说,“每立方米只有一个原子”也太少了,干嘛选择这个值?我们是在银河系里跑,密度比这个大许多呢!是的,银河系的密度大得多,大概是每立方厘米有一个原子。可是这样也没有什么帮助啊。半人马座离我们只有几光年,即使按每立方厘米有一个原子计算,飞船跑过去最多也只能积累几百层原子,连0.1微米都不到,大概只有头发丝直径的千分之一。还是完全没有希望啊!

 

好了,现在你知道了,要逃命就必须带上地球了。接下来我们再谈谈,既然都打算带球潜逃了,那么有没有必要跑到半人马座去呢?《流浪地球》认为是的,可是我觉得没必要。

让我们承认《流浪地球》的前提,太阳将变为红巨星,其尺寸达到地球公转轨道的大小。显然,如果是稳态变化,我们只需要让地球轨道变得更大一些就可以了,比如说(随便说一下),跑到现在木星的轨道上,就可以继续幸福地生活了,根本用不着在空虚的星际里流浪。当然,在太阳变成红巨星的时候,不是一个缓慢变化的过程,而是会发生“氦闪”,在很多的时间里喷射出大量的高速物质,有可能把地球撕个粉碎——所以地球还是要逃走,逃得越远越好!真的吗?显然也不是的,因为我们有个现成的盾牌,我们可爱的地球只要躲到这个盾牌后面就可以了。这个盾牌就是木星!我们只要花些力气,让地球跑到木星的拉格朗日点、停在那里就行了(太阳、木星和地球三点一线),这个工程可比“奔向人马座”轻松多了。如果你不放心,还可以把土星也当作替死鬼,让它位于木星的另一个拉格朗日点,也就是说太阳、土星、木星和地球四点一线。实现这种构型并保持其稳定,需要的能量还是比“奔向人马座”少多了。而且等那个倒霉的“氦闪”期过去以后,地球还可以从木星后面跑出来、继续晒太阳!

还可以设想其他一些方案。比如说,从垂死的太阳那里借一些物质给木星,是有可能让木星达到临界质量、像太阳那样发生核聚变从而提供能量的。这些方案都比“奔向人马座”简单多了。当然,太空站探路、地球跟着跑的方案,说起来肯定是更有气势的了。

 

最后再补充一点。即使上述方案不可行,木星作为盾牌不足以保证生命在地球上延续,那么也可以先让地球跑到太阳系外外面躲一阵子(比如说一万年),然后再跑回来、继续幸福的生活。如果这个方案也不行,那还可以更腹黑一些,只让太空船跑到太阳系外面躲一阵子(事先要让地球跑到一个还比较合适的位置:生物死光了、但是地球没完蛋),然后再跑回来、重新建设地球。

其实,前几年马斯克忽悠“殖民火星”的时候,我就开过一个脑洞:为什么要殖民火星?因为殖民火星以后,就可以考虑干掉地球上的人了。地球上的人没了,可是地球还在。耐心地等上一段时间,就可以重新殖民地球了!

 

 

 

 

脑洞系列之火星殖民

http://blog.sciencenet.cn/blog-1319915-1005028.html

 

如果连算术都不会,就不要改造火星了

http://blog.sciencenet.cn/blog-1319915-925375.html

 

刘慈欣:你关心人性,我关心生存

https://www.guancha.cn/LiuCiXin/2019_02_13_489922_s.shtml

 

【近日,春节大热的电影《流浪地球》在舆论场上掀起惊涛骇浪,引发了继《战狼2》后又一现象级讨论。有人说,这是一部人类生存、斗争的史诗。也有人对电影情节是否合理,让部分人牺牲是否契合人性提出了自己的看法。实际上,多年以前,《流浪地球》原著作者刘慈欣便和科学史研究者江晓原展开过对话,论及“生存与人性”时,两人有明显的分歧。

今天,回顾两人的对话,或可为我们理解这部电影提供一种角度。】

 

流浪地球(2008年刘慈欣小说作品)

https://baike.baidu.com/item/流浪地球/1887800?fr=aladdin




科幻里的科学
https://blog.sciencenet.cn/blog-1319915-1162201.html

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