地球都去流浪了　留下几个烧脑题

王宇







　　《流浪地球》中的“硬核科幻”——搜索栏

　　我知道已被忘却

　　流浪的航程太长太长

　　但那一时刻要叫我一声啊

　　当东方再次出现霞光

　　我知道已被忘却

　　太阳系的往事太久太久

　　但那一时刻要叫我们一声啊

　　当鲜花重新挂上枝头

　　——刘慈欣《流浪地球》小说原著

　　春节电影档最火的黑马是什么？《流浪地球》！这部由吴京特别出演，刘慈欣亲自监制的电影被称为中国首部“硬核科幻”，超前点映口碑炸裂，看过的观众纷纷表示“稳了”！那么，一部烧脑的科幻电影，是如何让人欲罢不能，二刷三刷的呢？电影中的天文知识，您都看得懂吗？

　　问1

　　电影情节中，韩子昂想贿赂监狱看管人员时用的是礼盒装蚯蚓干，韩朵朵也说最想尝一尝榴莲味的蚯蚓干，蚯蚓干在未来世界俨然成为一种紧俏食品。未来世界地下城的人们，为什么都吃蚯蚓干？蚯蚓作为生活在泥土中的虫子，能吃吗？

　　答：

　　跟电影《雪国列车》中吃蟑螂类似，其实，蚯蚓也是一种新型食品，不仅在科幻作品中，就是在现实中，全球范围内相关的食品研究和产品开发早已有之，还比较热门。

　　以蚯蚓、蟑螂为代表的虫子类，营养价值高，尤其是蛋白质含量高，还是优质蛋白质，另外还含有碳水化合物、脂肪、矿物质等，是很有价值的生物资源。这些虫子生长周期短，饲料转化率高，饲养条件简单，是非常有效率的生产蛋白质的方式。也就是说，蚯蚓吃的是土，长的是蛋白质，你说6不6。

　　新鲜蚯蚓蛋白质含量占20％以上，含人体必需的8种氨基酸。蚯蚓的不饱和脂肪酸含量高，饱和脂肪酸含量很低，而不饱和脂肪酸可以调节人体血脂，预防和治疗因高血脂引发的心脑血管疾病，还有调节血糖、延缓衰老、抗癌等功效。蚯蚓含丰富的微量元素，以及丰富的维生素B1、维生素B2、核酸等物质。大家知道，蚯蚓是吃腐殖质的，土越“脏”，蚯蚓越肥，这种特性被人类利用来分解生活垃圾。

　　所以你看，蚯蚓干是很靠谱的设定，《流浪地球》里，地球环境已经严重恶化，普通的种植业和养殖业肯定完蛋了，缺乏草本饲料，也缺乏养殖大型动物的场地，到那时，虫子作为一种重要的生物资源，肯定会成为主流食品原料。蚯蚓，是各种虫子中的佼佼者——吃垃圾，可以生活在垃圾和自己的粪便之中，极省空间，不会飞，还是避光生物，不需要光线。地下城居民产生的生活垃圾，可以集中到垃圾场发酵，变成腐殖质，让蚯蚓吃掉，最后蚯蚓被制作成各种各样的食品，再拿给人吃，电影中这个设定合情合理。

　　问2

　　木星引力如此之强，地球要脱离太阳系，为什么还冒险驶入木星周围？

　　答：

　　其实在电影当中，联合政府本来想通过一种叫做引力弹弓（gravitational slingshot）的效应，使用木星对地球进行加速，没想到部分行星发动机失效，导致地球被木星吸引而逐渐进入木星的刚体洛希极限，出现了电影当中所呈现的灾难。引力弹弓效应早在上世纪七八十年代，就被广泛地应用于太阳系的深空探测，通常被当做一种节省能源的加速方式，这其中最为著名的当数旅行者号的“伟大航路”（grand tour）。在1980年前后，木星、土星、天王星和海王星形成一个比较独特的排列：它们都会运行到太阳系的同一侧。这种175年一遇的特殊星星排列，给了旅行者号多次借助行星引力弹弓效应的机会，旅行者一号和二号得以一次访问太阳系的好几颗行星，逃出太阳系。在另一部为人熟知的电影《星际穿越》中，主角的飞船就是想要利用黑洞引力弹弓效应，增加速度以到达第三颗星球。

　　引力弹弓效应，也叫引力崩弓子效应（好吧这句是我乱说的），这个效应的原理其实非常简单，因为行星本身也在围绕太阳转动，所以当行星吸引探测器或者其他天体的同时，就实际上赋予了探测器或者其他天体一部分速度，当探测器或者其他天体逃离出去的时候，就相当于被加速了。

　　为了得到木星的引力，地球以速度V靠近木星，而木星在轨道上以速度U运行，足够靠近后，地球被木星引力抓住、牵引，优雅地转体半周，然后像掷铁饼那样甩出去。走你！地球获得了木星的轨道速度U，叠加上原有的速度V，速度增加到了U+V。地球的速度和能量都增加了，却没有消耗任何燃料，就奔着新家园去了。在此，我们感谢木星甘当人梯的奉献精神，鼓掌撒花！

　　问3

　　电影中还出现了一个烧脑词汇“洛希极限”，超过这个极限地球就要玩完了。洛希是啥人？他怎么就极限了？

　　答：

　　木星同志在上一问中还是个好同志，甘于奉献不计报酬，可是地球挨人家太近了的话，人家就变了脸，不客气了。在电影中我们看到，在靠近木星一定距离，大到一定程度时，整个地球就会被撕裂，这个特殊的临界距离被科学家们称之为刚体洛希极限。一旦地球跨过了这个点之后，地球会被粉碎，地球上的人类肯定无一生存，流浪地球的计划也将随之破灭。这就涉及洛希极限的问题。洛希极限（Roche limit）是天文学中的一个特殊的距离，当天体和第二个天体的距离为洛希极限时，天体自身的重力和第二个天体造成的潮汐力相等。如果它们的距离少于洛希极限，天体就会倾向碎散，继而成为第二个天体的环。它以首个计算这个极限的人，法国天文学家爱德华·洛希命名。一些内部引力较弱的物体，例如彗星，可能在经过洛希极限时化成碎片。苏梅克－列维9号彗星就是好例子。它在1992年经过木星时分成碎片，1994年落在木星上。

　　也就是说，两个星球不能离得太近，不然其中一方就会被撕碎，变成另一方的环。这个概念放到爱情中也特别贴合，如果两人相处的距离小于洛希极限，双方的矛盾和不适便会让这一切破碎，相当于是两只刺猬互相取暖，不能靠得太远，那样无法取暖，也不能靠得太近，不然会被扎伤。牛郎织女的爱情是爱而不得，洛希极限的爱情是让我们保持彼此舒适的空间。有时候，用天文学来做爱情的注脚，会别有一番浪漫的滋味。

　　问4

　　流浪地球最终的目的地是比邻星，小说原著中称“我好像看到半人马座三颗金色的太阳在地平线上依次升起”，《三体》中也提到了半人马阿尔法星系，地球的劲敌三体人就来自于此。那么，比邻星是否是合适的家园？

　　答：

　　半人马阿尔法星系是科幻作家们热衷的素材之一，这个星系孕育出很多科幻巨著，比如科幻巨匠阿西莫夫在 1986 年发表的科幻小说《基地与地球》中，就设定行星阿尔法是围绕半人马阿尔法A星运转的宜居行星。半人马阿尔法星系，中文名南门二，是一个三合星系统，这个系统的三颗恒星分别为：半人马阿尔法A，阿尔法B和阿尔法C星。半人马阿尔法C星，译名比邻星，最早发现于 1915 年，是一颗红矮星，距离太阳 4.24 光年，是距离太阳最近的恒星，也是流浪地球的目的地。这颗比邻星距离半人马阿尔法 AB 双星系统约 8500 天文单位。由于其质量相对较小且距离较远，因此通常被视为围绕半人马阿尔法 AB 双星系统运动的伴星。

　　作为太阳系最近的邻居，半人马阿尔法星系一直以来是天文学家们关注的重点对象。最具突破性的发现在 2016 年，欧洲南方天文台宣布，在比邻星附近找到一颗“宜居带行星”，命名为比邻星b。质量约为地球 1.2—1.3 倍，公转周期 11 天。这颗“类地”行星的发现轰动一时，不过天文学家们对它上面存在生命的可能性并不乐观。原因是，比邻星过于暗淡，只有太阳质量的十分之一，这样的恒星会展现出很大的不稳定性，表现在高频率的恒星耀斑爆发。2018年，科学家报道了比邻星在2016年的一次超级耀斑爆发，从地球上观察，比邻星在耀斑爆发时亮度比起平时增加了68倍。地球如果泊入这样的恒星轨道，在耀斑爆发时，地球生态圈可能受到毁灭性打击。

　　另外，比邻星处于一个三合星系统，和比邻星相邻的两颗恒星倒是和太阳很类似，但是它们之间的距离非常近。如果地球进入任何一颗恒星的轨道，难免不受到另一颗恒星的引力影响，很难处于稳定状态。这样看来，比邻星也许只能作为流浪地球的一个中途补给站。地球可以在这里获得燃料补充，但无法将这里当作久居之地。




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