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一文看懂背後科學奧秘:我們離世界末日只剩21年?

導讀:耗時3天14小時,《流浪地球》票房已經突破10億!貓眼預計最終票房會達到53.3億。

《流浪地球》的品質與故事內核固然令廣大國內觀眾興奮又動容,但其背後折射的環境問題我們又了解多少呢?

來源丨科普中國(ID:Science_China)、萬科基金會(ID:VankeFoundation)、公開資訊

“春節檔”是每年電影行業的首場戰役,也是電影業全年最重要的一個檔期。經歷了“7天55億票房”的最強狗年春節檔後,今年的豬年春節檔尤其受到關注。其中最受矚目的,無疑是被廣大網友評為“國產科幻里程碑”的《流浪地球》。

據貓眼實時數據,2月8日下午14點左右,《流浪地球》票房累計達10億,用時3天14小時。

同時,貓眼數據預測,2019年賀歲檔中最終將會有3部電影票房突破10億,除了《流浪地球》外還有《瘋狂的外星人》22億,《飛馳人生》16.3億。

大年初三當日,《流浪地球》的票房已成為賀歲檔的冠軍。據貓眼實時最新數據,至台灣時間2月8日00:00,大年初三(2月7日)的綜合票房超過9.21億元人民幣。其中,《流浪地球》票房超過3.40億,《瘋狂的外星人》票房超過2.36億,《飛馳人生》票房超過1.63億。

你不得不知的《流浪地球》裡的科學奧秘

《流浪地球》除原著小說作者劉慈欣監製以外,更有吳京、李光潔、吳孟達等強大演員陣容助陣。超前點映口碑炸裂,看過的觀眾紛紛表示“穩了”!

豆瓣最新評分為8.0:

被譽為當代中國科幻“四大天王”之一的作家韓松撰文:“好多人都看哭了”。

金馬影帝、十億票房擔當的徐崢直接給出了最高評價——

顯然,為了打造中國第一部真正的硬科幻電影,劇組做了大量的功課,整部電影對太空、航天、機械等有著豐富的表現。無論你是不是科幻迷,這都是一部值得二刷三刷的電影!

硬科幻的魅力是什麽?大概就是能跳出故事本身,讓我們對生活產生不一樣的思考。現實中,“流浪地球”真的可能發生嗎?明知靠近木星有危險,為什麽地球還要走這條路?

01

為什麽要去木星?

故事背景是這樣的:太陽急速老化,不斷膨脹,太陽系已經不適合人類生存,於是人類為自己選了一個新的家園——比鄰星(半人馬座三星)。

比鄰星同太陽一樣,都是恆星,但品質只有太陽的八分之一。

地球是個龐然大物,半徑6371公里,重達59兆億噸。但人類造出了同樣龐大的行星發動機,足以在5年左右將地球推進到逃逸速度(脫離太陽引力的最低速度)。

但這個速度還遠遠不夠。比鄰星(半人馬座三星)距離地球4.3光年,如果按照逃逸速度航行,需要7.7萬年才能抵達,這實在是太漫長了!

即使行星發動機繼續加速,達到光速的百分之一仍然不可行。於是人類想到了借助木星的“引力彈弓”,令地球零消耗改變方向、提升速度,最後到達比鄰星。

那為什麽行星發動機不能加速到百分之一光速呢?這是因為行星發動機的能量來自“重元素聚變”。

02

重元素聚變有什麽限制?

所謂重元素聚變並不是什麽稀奇玩意兒。在宇宙深處有不少恆星“巨無霸”,內部就在進行著重元素聚變。

重元素聚變的質能轉換效率是相當低的。最樂觀估計,地球要達到逃逸速度,也必須燒掉7億億噸的石頭,相當於把全球的地面挖掉40米做為燃料;要達到光速的百分之一,則必須削去地殼的一半。

如果無法靠自己的力量推動地球,那就借助精巧的軌道計算,利用天文尺度的力量——萬有引力。於是人類將目光投向木星,這就是電影前半段上演的。

03

木星的引力彈弓是怎麽回事?

航天中存在引力彈弓現象,利用它,可以令航天器零消耗低改變方向、提升速度,送達目標軌道。

引力彈弓一般發生在一對重量相差懸殊的天體之間。這裡我們用木星(紅色球)和地球(藍色球)舉個例子,如圖a和圖b所示。

地球以速度V靠近木星,而木星在軌道上以速度U運行

足夠靠近後,地球被木星引力抓住,牽引,優雅地轉體半周,然後像擲鐵餅那樣甩出去

感謝木星甘當人梯的奉獻精神,地球獲得了木星的軌道速度U,疊加上原有的速度V,速度增加到了U+V。地球的速度和能量都增加了,卻沒有消耗任何燃料,就奔著新家園去了。

但如果變軌時離一顆巨行星太近的話,這趟“觀光旅行”可就要不怎麽愉快了。

04

靠近木星時,行星發動機大批熄火

當地球靠近木星時,人類突然遭遇了巨大危機:數千台行星發動機故障熄火了,全球地震,火山爆發,岩漿吞沒了地下城……

為什麽幾千台發動機會同時熄火呢?為什麽地震、火山都趕在這個時候來湊熱鬧呢?這一切災難的根源是“洛希極限”,簡單說就是地球離木星太近了,太近會發生什麽呢?

05

超過洛希極限會發生什麽呢?

洛希極限(Roche limit)是天文學中的一個特殊的距離。當兩個天體的距離少於洛希極限時,它們就傾向於被“潮汐力”撕碎。

計算表明,地球和木星的距離如果低於10.3萬公里,那麽大氣就會在潮汐力的作用下脫離地球;如果距離低於7.44萬公里,那整個地球都會被撕碎。

潮汐力有多可怕,我們拿一個茶壺和茶杯舉例子:

我們在杯壁頂部倒一些水,讓它在重力作用下向著杯底滑落。越靠近杯底,水滴會越拉越長,最後被拉扯到了撕裂的極限。這個極限就可以被認為是這個茶杯對水滴的“洛希極限”。

木星的引力場,實際上就是這樣一個“茶杯”。地球尺寸很大,當它靠近木星時,離木星較近一側受到的引力,將比較遠一側大得多,因此會像水滴一樣被逐漸撕裂。

《流浪地球》電影中,地球已經到達了地木“流體洛希極限”(地木距離10.3萬公里)。在此處,液體和氣體不再能被地球引力束縛,而傾向於逃逸;而岩石還勉強能憑借自身的硬度堅持一會兒

再靠近木星一點,地球將進入地木“剛體洛希極限”(地木距離約7.44萬公里)。在此處,就連堅硬的岩石都會被引力差撕碎,地球將徹底解體

可以想象《流浪地球》中,人類面臨的是怎樣的絕望了。太靠近木星不行,那樣會被潮汐力撕碎;太遠離木星也不行,那樣無法借助引力彈弓變軌……

06

好的科幻對科學有指向意義

限於時間和篇幅,在此只能對《流浪地球》中兩個關鍵情節的科學背景進行討論。實際上電影中涉及的科學知識非常多,設定詳實,且高度融入劇情。

最重要的是,它們引出了很多值得思考的問題。從這個角度看,一部好的科幻電影真的能開啟觀眾、尤其是孩子們的想象力與求知欲。好的科幻作品,尤其是硬科幻,對於科學是有比較強烈的指向意義。

聯合國警告:離世界末日或許只剩21年!

不少網友評論稱,《流浪地球》的故事一再強調“故土”、“回家”的概念,這非常符合中國的傳統理念,確實,人類最終無法離開地球,就像嬰兒無法離開母親。

雖然《流浪地球》中“人類流浪計劃”順利進行,但其中反映給我們卻是一個環境被嚴重破壞地球家園滿目瘡痍的場景。

這樣悲慘的世界,使人類不得不去流浪,去未知的宇宙探尋自己新的家園!

有一天人類真的會滅亡嗎?

那一天會離我們很遠嗎?

最近就有一則來自聯合國的消息以及和一部紀錄片要告訴我們:

如果我們束手就策,什麽也不做的話,人類滅亡也許就在21年內會發生。

美國-50°C,澳洲50°C,地球亂套了

近日,美國中西部地區迎來了史無前例的極寒氣象 。

部分州甚至氣溫低到零下52度 !

密歇根湖凍成了冰海……

尼亞加拉大瀑布都被凍住了...

芝加哥的渡輪生生走成了破冰船......

出門放個屁都會變成這樣......

目前這場冷風暴已經導致了6人死亡,美國多地的公共服務也陷入了癱瘓,多架班機取消、多所學校停課。

美國國家海洋和大氣管理局寫道:美國中西部正遭受的這股極寒氣象來自極地漩渦分裂。

不是說全球氣候變暖了嗎,怎麽還會有如此極端寒冷氣象呢?

BBC報導稱,此次極地漩渦的出現與上月來自摩洛哥的暖流向上進入北極圈相關。這股暖流導致北極上空突然變暖,極地渦旋發生分裂,致使冷空氣向南漂移。

因此,此次寒潮正是由於全球變暖導致的局部地區極端氣象事件。

不僅僅是這次突如其來的極寒氣象,當原本的氣候規律被打破,氣候變得像是一位經常亂發脾氣不講理的孩子,偏離平均態越來越遠,振動越來越大。

暴風、暴雪、暴雨、乾旱、熱浪等異常氣象席卷全球。

無論你身在哪裡,逃到哪裡似乎都無法躲藏。就在不久前,澳大利亞被高溫炙烤,部分地區溫度創造歷史新高,甚至突破了50度!

其實,去年的地球也沒有消停過。

7月份,瑞典的氣溫達到了30℃,發生了50余起森林火災,其中10余起發生在北極圈內,歐洲北部地區氣溫比往年同期要高3℃到6℃。

去年8月份,日本繼遭遇了幾十年來最嚴重的暴雨洪水後,又遭受熱浪襲擊,導致死亡人數超過百人。

網友們把這次高溫形容為:暴力式高溫不由分說地,殘暴地席卷日本各地。

北美地區也持續高溫,美國加利福尼亞州北部山火燃燒了一周,迫使近4萬人疏散。

世界天氣組織副秘書長埃琳娜·蒙娜恩科娃這樣說道:

“2018年將成為有記錄以來最熱年份之一,多國氣溫都已打破紀錄,這並不令人意外。這些熱浪和極端高溫事件,與我們所預料到的溫室氣體排放引起氣候變化而產生的結果相一致。這種情況不是未來將要發生的,而是現在正時刻經歷的場景。”

如果任由全球變暖持續惡化,將來享用一杯美味的咖啡都可能會變得很奢侈了。

因為氣候變化會導致原來的咖啡產地不再適合種植咖啡,繼而咖啡產量減少,品質不如以前。

也就是說,消費者將來可能要用更多的錢來買一杯咖啡。而且它還不如過去好喝。

還有氣溫升高,冰川融化,海平面上升。

氣候的極端變化會如同多米諾骨牌一般,成千上萬的動植物都會有消失的危險。而一旦某一物種的消失造成食物鏈一環缺失,整個生態系統就會崩潰。

02

離世界末日可能只剩21年

2018年10月12日,聯合國氣候變化專門委員會(IPCC)發布了一份重磅報告:《IPCC 全球升溫 1.5?C 特別報告》

這份報告引用了40個國家91位作者和編輯超過6000篇的科學文獻,有全球數千名專家和政府審稿人一起貢獻完成,得出的結論令無數人震驚:

目前全球氣溫較工業化前水準已經升高了1℃,如果按現有的溫室氣體排放速度,將在2030年到2052年之間升溫到1.5℃,並將持續上升。

而當全球升溫超過1.5℃到達2℃時:99%以上的珊瑚礁將會消失,全球將至少增加4.2億人口,面對頻繁的極端高溫熱浪氣象。由於氣候變化而面臨水資源短缺的人口將增加50%……

在2016年,世界177個國家簽訂了一條協定。

這就是著名的《巴黎協定》,其中最重要的一條是:全球氣溫升幅必須被控制在2℃以內。

然而近兩年來,越來越頻發的極端氣象,全球多地因高溫引發的大量死亡事件。讓科學家們意識到,2℃這個目標已經不足以讓這具「病入膏肓的身體」起死回生。

而1.5℃,將是地球這個危症病人所能承受的極限那我們現在已經用掉多少份額了呢?

1℃。

03

“我們曾有機會拯救自己...”

當全球升溫1.5℃後,世界會變成什麽樣子呢?

這個所有人都不敢設想的結果被一部紀錄片拍出來了——《愚昧年代》。

這部在豆瓣上評分高達8.7的紀錄片,通過生活在2055年的檔案保管員皮特的視角,向我們講述,世界的毀滅其實是人類在公元2015以前累積的惡果。

雖然影片引用了未來的視角。但是開頭的一段字幕為全片敲定了客觀、真實的基調:

“本片關於未來氣候的勾畫,建立在主流科學預測的基礎之上,其中引用的都是真實的新聞與紀錄片的片段。”

在影片的開頭,我們跟著鏡頭“環遊”了全球,曾經醉生夢死的賭城達斯維加斯如今只剩斷壁殘垣,在漫漫黃沙中苟延殘喘,狂沙將賭場的籌碼深埋其中。

曾經高貴典雅、遊客如雲的雪梨歌劇院被烈火吞噬。

美麗的泰姬陵前,禿鷲飛舞正在叼食著死去的動物們留下的腐肉。

噢,你問南北極怎麽樣?可能連一塊落腳的地方都沒有了...

博物館的館長在向遊客們介紹博物館的時候,無奈地說:

“我們曾經有機會拯救自己,但我們沒做,不可思議!”

雖然地球已經給了我們很多次警告。

而人們對地球發出的警告,秉持著怎樣的態度呢?

他們選擇了自欺欺人式的熟視無睹。

換句話說,在這場浩劫中沒有一個人是無辜的,我們是自己毀滅了自己。

而如果這場浩劫只有一個贏家,那就是消費主義。

想想看,你有多少次因為一則誘人廣告、一個消費更新的好點子或是一個網紅行銷而買了實際不需要的東西?

用了一次後便不再問津。

消費主義盛行,人們需要生產更多的東西來填補自己的欲望,生活垃圾遍布。

最後,人們生活在了自己生產的垃圾中。

低碳生活:普通人的行動

倘若有一天一位醫生突然通知你,你的壽命只剩下21年,但是如果你現在開始行動,調整作息、控制飲食,說不定可以改變命運,至少也能再活個幾十年,

你會改變自己嗎?我想你會的。

人類也是時候反省一下,為自己的命運改簽了:

減少不必要的浪費,堅持廢物利用,做好垃圾分類循環使用。

盡量減少碳排放,能不開車就不開車,多用公共交通替代私家車,綠色出行。

盡量不使用一次性塑料製品,如塑膠袋,塑料吸管,塑料餐具等。

將對環境負擔的考慮納入生活的每一個環節,不要購買過度包裝的產品。

或是把包裝袋收集起來,二次使用。

家電不用時,把電線拔掉,電器在閑置時的耗電量可以達到10%。

訂外賣時告訴賣家,自己有餐具。

加入環保組織,參與各種活動。

二手衣物不要丟棄,捐贈給靠譜的回收機構。

以上很多方面其實大家都已經做的很好,但是我們還需要做的更好。

因為我們做了什麽,也許就將決定《愚昧年代》這部片子究竟是一部科幻片

還是像下面這一個個年份的走向一樣......

成為一部紀錄片?

影片中,最終人類停擺的時間,是2055年

我們明明有機會拯救自己,別讓這個機會,從指尖溜走。

21君

你還了解哪些關於《流浪地球》的硬核科學知識呢?

看完這部末世題材大片後,你最大的感觸又是什麽?來留言聊聊你的所思所想吧~

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