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“流浪地球”靠譜嗎?物理學教授這么說

信息作者:呂國梁  信息日期:2019-03-01 19:50:07

關注到《流浪地球》,源于天文學大拿、大咖們朋友圈里的推介;特別是我所熟識的張雙南先生用了四個“好過癮”來描述它。我實在耐不住了,匆匆趕回烏魯木齊,攜家人于2月9日觀看了《流浪地球》。說實話,“好過癮”,更重要的是被感動到了。

事實上,三年前在拜讀劉慈欣先生的大作《三體》時,順便也草讀了大約2.3萬字《流浪地球》。只是當時讀完就忘了,直到看完電影,原著中的細節才隱隱在腦海浮現。盡管與原著相差較大,然而人類為了避免太陽吞沒地球,在地球上安裝12000座推進器,歷時2500年把地球“流浪”到距離4.22光年半人馬座的比鄰星(就是劉慈欣先生另一部科幻小說《三體》里所說的三體人的老巢)的驚人構想被電影完完整整地保留了下來。這個驚人構想有沒有科學依據?我僅僅給出我所熟悉的兩個方面。

這個驚人構想的科學依據之一:太陽會吞沒地球么?回答這個問題,就要用到恒星結構與演化的知識。太陽的能量供給就是其中心的氫聚變核反應(天文學領域通常稱其為氫燃燒)。參與燃燒的氫元素質量是有限的,依據現行的恒星演化模型,大約100億年太陽核區的氫元素就會燃燒殆盡。現在太陽的年齡大約為為46億年,也就是說,再過大約50億年,太陽中心的氫就會變成氦。隨后,太陽會經過一個稱作Hertzsprung間隙的階段演化成為紅巨星,此時太陽的光度升高,半徑變大,會把地球吞沒。當然,大家也不必對此過于擔心,畢竟這是大約50億年以后的事情。

這個驚人構想的科學依據之二:半人馬座的比鄰星適合成為地球的第二個故鄉么?回答這個問題,要先了解比鄰星。半人馬座α星是有三顆類似于太陽的“恒星”。它們分別被命名為半人馬座α星A、半人馬座α星B和半人馬座α星C,其中A星和B星相距較近,組成了一個雙星系統,另有一顆C星,則在較遠處受到引力作用與這個雙星系統相互關聯。這顆C星因為是除太陽外距離我們最近的一顆恒星,所以又有個名字叫比鄰星。比鄰星質量為太陽的0.12倍,它的年齡是48.5億年,和太陽的年齡差不多。由于它的質量很低,它氫燃燒的時間比太陽的壽命要長很多。比鄰星的光度比太陽光度低得多,這就要求地球要離比鄰星很近才能使得液態水存在,這就有潮汐鎖定的可能。更重要的是,比鄰星的爆發特別頻繁,導致其空間環境十分惡劣。也就是說,地球不適宜流浪到比鄰星。

然而,對一部科幻小說或電影不能做太多的苛求。苛求太多,就成了科學;當然,科學元素亦不能缺少,否則就成了玄幻類小說。就我個人來看,電影《流浪地球》是非常成功的,也是非常令人感動的。記得2014年《星際穿越》剛剛上映,有幸邀請到張雙南先生來新疆大學做關于這部電影背后的科學。他告訴我,中國拍科幻大片的所有技術都有,就是缺想法,這非常令人遺憾。僅僅不到五年,中國電影人和科幻人就彌補了國人的遺憾。這就是《流浪地球》給予我最大的感動與震撼。這份感動與震撼就像看到上九天攬月的嫦娥工程、下五洋捉鱉的蛟龍號探海;像親身體驗急速而平穩的高鐵;像目睹世界最大的射電望遠鏡—“天眼”開光等等。

作者:物理科學與技術學院教授 呂國梁

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