今年贺岁片中最大的赢家当属《流浪地球》。中国电影经历了数年的发展，终于尝试拍摄自己的“硬科幻”题材电影。相比有强大的电影工业背景的好莱坞科幻电影。国产科幻电影可谓刚刚起步，但电影剧本开的“脑洞”很大程度上这个不足。《流浪地球》这个故事背景本身就非常吸引人。
今天我们结合电影和原著小说，聊聊《流浪地球》中的几大硬科学：
一、太阳氦闪
目前的天文学知识告诉我们，像太阳这样的行星会从核心开始以一层一层的球壳将氢融合成氦。这个过程会使恒星的大小逐渐增加，通过次巨星的阶段，直到达到红巨星的状态。最后其核心会塌陷成为致密白矮星。
处于红巨星时代的太阳会失去稳定调节机制，能量产出不断增加，并且体积开始膨胀，变得更红。在这种演化的末期，红巨星中心积累了足够高的温度，最终会使得氦构成的核心开始聚变，失控的氦核心燃烧会在数秒的短暂时间内释放出巨大的能量，这被称作“氦闪”。
太阳目前已有近50亿岁，是处于最稳定的“中年期”。天文学家们估计太阳还有50到70亿年的寿命。估计约12亿年后发生首次氦的融合。而在小说中这个过程被加速了，太阳的红巨星期将在大约400年后到来。
这就是人类要逃离太阳系的目的了，因为随着太阳的膨胀。它慢慢会将相邻的金星，水星和地球吞没。留给人类的时间只有大约400年。
另外，在原著小说中。太阳一直没有明显可见的变化，直到太阳氦闪发生。而在实际的恒星演化过程中，氦闪仅仅是是太阳在第一次红巨星演化的终点，早在氦闪发生之前，太阳就已经变成了非常巨大而灼热的红巨星了。且氦闪是发生在太阳核心，实际上在地球上也观察不到像原装中那样震撼的爆发场面。
在电影版《流浪地球》中，太阳变化已经不想原装中的那样戏剧化，变得较为和缓。这比较符合事实的，但个人以为相比肉眼可见的慢慢蔓延而来的危险。如定时炸弹般的瞬间氦闪给人们内心造成的恐惧更大，人心越恐惧就约有戏剧性一些。这也是原著如此描写氦闪的主要原因把。
二、地球如何逃离
在电影中将地球逃离太阳系的过程做了“最大化省略”，直接营造了一个装上发动机的地球被木星捕捉的场景，至于地球之前的故事，则一笔带过。出于电影的成本和时间的问题，地球逃离太阳系的整个过程很难在电影中表现出来。
而在原著小说中却有着非常详细的记载，人类首先用了300年的时间去建造了12000多台地球发动机。还有遍布全球的约500米深的地下城。
之后，地球就进入了长达42年的刹车时期。让地球自转停止下来，这样才能让地球发动机给地球直线作用力。
然而此时发动机还不能让地球直线逃离太阳系。因为地球如此巨大的质量，地球发动机没那么大劲儿。所以要逃离太阳系，就变轨加速。类似飞船从地球飞到月球时的过程。此时地球在走一个越来越椭圆的轨道，慢慢的甩出太阳的引力控制。
在地球离开太阳前，还要绕着它转15个圈！在这15个圈中地球慢慢加速。而且速度越快，这圈就越扁，所以地球有时离太阳会很远，有时候会很近。
15圈就意味着在逃离太阳之前，地球还要绕太阳运行15年时间。而此时距离科学家估算的太阳氦闪时间点已经非常近了。原著中当地球运行到近日点的时候，地球上就谣言四起，人心惶惶。与此同时东半球大陆上的植被借着短暂的太阳光快速生长。而当地球再次向远日点升去时，恐怖情绪才随着天空中渐渐变小的太阳平息下来。人们有了一种虚幻的安全感。
原著中塑造了一个人们对太阳的恐惧氛围，我认为是小说中最精彩的部分。15年以后，地球终于最后一次来到近日点，地球上的人们经历了历史上最短的一次日出日落。(从日出到日落前后不过一小时时间，此时地球在变轨加速过程中已经得到了足够的速度）之后折返以后就向远日点升去。这是地球向太阳告别。
地球的第15圈公转如此之扁，以致于它的远日点会达到木星轨道。在木星强大的引力拉动下（引力弹弓）。地球最终会达到逃逸速度。电影开场一家人在海边的场景大约也就在此刻，电影世界观中这是地球启航之前的故事。
三、木星引力
木星是太阳系中除了太阳之外最大的天体。其引力大约比地球强2.5倍。因为体积太大，能够牵引太阳系包括地球在内的其它行星。比如地球上的四季就是木星的引力作用。木星大哥还保护了地球小弟不受众多小行星和彗星的撞击，人类才得以在地球表面上演化出来。
电影中的原理，就是要利用木星的引力把地球吸过去，只要飞得足够快，并且算好角度，就会得到巨大的加速力
“我们的星球也在木星表面拉起了如山的液氢和液氦的巨浪。这时，木星巨大的引力正在把地球加速甩向外太空。可惜问题在于人类“没有算好”。主要原因还是在于速度不够，结果地球被木星的强大引力捕获了。就像月球一样，被地球活生生的“抢过来”成了一颗卫星。而在电影中的问题就更严重一些，因为木星引力太大，地球距离木星太近，差点超越洛希极限。（洛希极限是指当行星与卫星距离近到一定程度时，潮汐作用就会使天体本身解体分散。）
电影中造成地球发动机大面停机的原因之一，就是木星的磁场和强大的辐射。这个也是原著没有提及的方面。在原著中，人类工程师通过精确的计算，充分利用了木星引力弹弓效应。让地球脱离太阳系向外太空飘去。
四、点燃木星
在影片的高潮阶段，地球落向木星。主人公突然想到：木星大气石油氢气组成，而地球大气中包含20%的氧气。于是救援队点燃了木星和地球大气的混合气体，产生巨大的冲击波将地球推离木星。
这个桥段是经不住推敲的，氢氧混合燃烧其本质仍然是化学燃烧。如果说氧聚变可以将氧的质量的万分之三转化为能量。那么氢氧混合燃烧过程中，能量转化只有百亿分之一。这也就意味着将地球上所有的氧气和氢气混合燃烧所获得的能量也不足以改变地球的运行。
更何况这样的爆炸的冲击波的方向性是很难把握的。因此仅凭这一点点推力就把地球推离木星引力，我只能说是天佑地球了。
五、地球发动机的燃料
影片和原著小说中的“地球发动机”的能源是来自“重元素聚变”。对地球来说，最好的燃料应该是氧和硅。所以我们只要简单的开山取石，再将石头倒入反应堆中就可以持续给地球动力。让地球最终加速至光速的0.5%
六、地球逃离分几步？
1、准备期（三百多年）
主要是来建立在东半球和西半球的一万两千个地球发动机，和遍布世界各地的地下城市。
2、刹车时代
地球发动机开始持续工作，使发动机喷口固定在地球运行的反方向，先利用赤道发动机反向喷射停止地球自转。这个过程需要42年
3、逃逸时代
全功率开动地球发动机，使地球偏离轨道，在不断围绕太阳飞行的过程中进行变轨加速。直至慢慢接近木星轨道，利用木星的引力是地球加速到逃逸速度，然后飞出太阳系。这个过程延续15年左右
4、流浪时代Ⅰ(加速)
地球发动机全速开动，用500年时间将地球加速自光速的0.5% 并以此速度前进1300年。
5、流浪时代Ⅱ(减速)
发动机调转方向，开始500年减速。在航行2400年后到达比邻星轨道。
6，新太阳时代
再经过100年时间，地球将泊入这颗恒星的轨道，成为它的一颗卫星。这时地球的地表才能慢慢恢复到我们现在的状态。整个地球搬家过程延续2500年（算上准备期应该是2900年）时间。
六、 比邻星是否是合适的家园？
地球流浪的目的地是比邻星，比邻星是距离地球最近的一颗恒星（4.22光年）。但它很难说是一个理想的新家园。最大的问题在于比邻星多余暗淡，它的质量只有太阳的十分之一。将将勉强达到了发生核聚变的标准。这样的恒星会很不稳定，具体的表现在高频率的恒星耀斑爆发。太阳也会有耀斑爆发，但由于和地球的距离足够远。太阳的耀斑不会对地球产生太大影响（最多只会干扰一下地球上的无线电波）
而比邻星就不一样了，由于太过于暗淡。要达到地球生物适宜生存的温度，我们就要非常靠近比邻星，其轨道距离只有目前日地距离的1/20。一旦比邻星的耀斑爆发地球生态圈可能受到毁灭性打击。
由此看来，比邻星最多是流浪地球的一个中途补给站。人类花了2500年到达的应该还不是自己的最终家园。而距离太阳12光年的Tau Ceti也许才是我们的最终家园。其亮度大概是太阳的一半，而且看起来非常稳定。这颗恒星已经被发现拥有5颗恒星，其中一颗甚至支持有液态水存在的环境。
七、月球怎么办？
电影中没有提到月球。而在原著中，刘慈欣给出了接近方案：月球显然是没办法带走的。人类就在月球上装上了行星发动机。将月球推离地球轨道。以免于加速时的地球相撞。地球和月球这对在一起45亿年的伙伴，就此分道扬镳了。
综上所述，如果真的遇到了太阳氦闪。小说中很多构想未必能站得住脚。但作为一篇科幻小说，这个脑洞开的是够大了。够的上“硬科幻”的标准了。
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