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談談《流浪地球》的幾個科學常識錯誤的硬傷

來源:科學號

科幻電影來源於想象加上一定的科學常識和推理。好的科幻一般需要在科學事實和幻想中找到一個好的平衡點。

如果嚴重脫離科學事實,那就是魔幻小說了。如果只是冰冷的科學事實,沒有藝術的想象和加工,也會索然無味。

我個人的感受是一般讀者能夠接受1-2個大的突破科學常識的假設和幻想。《流浪地球》拍攝場面巨集偉,可是實在不敢恭維科學顧問的水準。

為了拚湊劇情和突出推力發動機的視覺效果,突破生活常識和科學常識的地方實在太多了。恐怕還會讓中小學生接受錯誤的物理知識。讓人不吐不快。

首先是地球必須要脫離太陽系的假設。

記得原著裡是預測太陽要發生氦閃,地球要被吞沒。 氦閃當然是作者編出來的。但是這個假設讀者一般可以接受。這個比電影裡莫名其妙的一句"太陽在膨脹"要顯得靠譜多了。

就像很多科幻小說假設擁有一個時光機、一個大腦閱讀器一樣,大家可以接受這樣的一個假設,但是接受不了更多的細節違背常識。

再說一些細小的吐槽點。

01

電影裡無數的雪景。

地球已經是零下80攝氏度了。被推到接近木星的位置, 地球所有的江河湖海早就都被凍住了,大氣中哪裡來的水分, 怎麽可能還會下雪?

02

再說人工地下城和離子發動機。

地球這麽大,好好的地下城你在搖搖欲墜,轟鳴不斷的發動機在下面幹什麽?違背常識。

03

電影快結束的時候,一瓶伏特加砸在監控攝影頭上,然後就能燒毀空間站。

且不說空間站,導演明天可以把一瓶茅台砸在自己家的電視螢幕上,你看看會不會著火。

當然那個監控攝影頭也很神奇,好好地你幹嘛刺啦刺啦地冒火星? 您到底是攝影頭還是焊槍?

04

一群人為了運送一個神奇的“火石”喪命。

估計導演同志是個煙民。看到發動機想到的就是什麽打火機、打火石。導演應該明白原始人用火石,後來人們發明了火柴、凝固汽油、電子打火。

很難想象到底是什麽原理,在未來高度文明,一個發動機需要一個大石頭才能點燃。

當然更神奇的是,這個石頭被手槍打了幾下就神奇地報廢了。

石頭啊石頭,你到底是個啥? 是打火機上的打火石,還是個人造大芯片?

05

偉大的上海城被地球停止自轉的海嘯淹沒,然後溫度急劇降低,被凍在冰河裡。

當然了,冰河似乎又變成了峽谷,峽谷裡又有了很多紛紛落下的石頭。 真心想請教一些導演,這是怎樣的一個物理變化。

當然這不是最神奇的。最神奇的是,這些曾經的上海的高樓大廈在經歷海嘯和速凍之後,電梯井裡沒有水沒有冰。是一個完整的空井? 難道從東方明珠到上海中心,用的都是傳說中的防水電梯?

06

用發動機停止地球自轉,應該是個緩慢的受控過程。

受控過程不應該發生海嘯,即使發生海嘯也應該有預案。好好怎麽就變成姥爺拯救落水孤兒了?

07

劉男主(爸爸)所在的宇宙飛船是通過旋轉來形成重力場的。旋轉停止,重力場會消失,人就會浮起來。

這點電影基本正確。可惜導演忘了動量守恆了。

如果要讓宇宙飛船的一部分停止旋轉,另外一部分就必須反向飛轉才行。在太空中沒有大地,旋轉是不可能通過刹車片能停下來的。

08

地球赤道長4萬公里。北京緯度接近40度。也就是說北京到赤道的直線距離將近4400公理。

一個還是橡膠輪胎的重卡車在冰雪交加的野地,零下80攝氏度的低溫,途經上海杭州,十幾個小時就可以跑完整個行程。這讓人難以接受。

如果人類轉入地下生活的話,更有效的交通工具應該是地下的隧道。

09

木星是太陽系行星中自轉最快的一個了,差不多10個小時轉一圈。

可是電影裡幾乎所有的木星鏡頭都是大紅斑,早也是大紅斑,晚也是大紅斑。大紅斑正對著飛船,大紅斑正對著地球上的觀測者。

大紅斑啊大紅斑,你可知道,地球上有個導演有多麽愛你。

重核離子發動機也是電影的大戲。據說反反覆複做了很多次模型。

可能是導演太愛自己做出來的模型了,很多戲都圍繞著發動機的場面。

重核發動機到底是啥原理咱們搞不清,反正是燒石頭轉化成離子推力。 觀眾忍了。

像我一開始說的那樣,大家是可以忍受一兩個極端的假設的。

可是都是未來科技高度發達了,怎麽還會荒謬到開卡車拉石頭? 這些事應該是機器人更加靠譜一點。或者直接用傳送帶運送石頭。哪裡的石頭不是石頭。

地球停止自轉完全沒有必要。

發動機可以按照地球軸線的方向上布置。這樣地球可以保持自傳,同時沿著軸線方向前進。

地球保持自傳很重要,不然朝向太陽的那面很快就被烤焦了。

另外地球停止自轉了,地球的磁場保護就會消失。地球表面的宇宙射線會讓任何生命幾分鐘就死亡。

你可能說地球太陽系是平的,地球需要沿著水準方向才能到達木星軌道,脫離太陽系。

不過,既然發動機的力量最終都可以把地球加速到千分之五的光速,讓地球慢慢地轉90度改變一下運動方向也不是什麽問題。

地球最終也是要改變運動方向的,因為人馬座並不在正正好好太陽系的平面方向上。

如果再深究一下,地球不可能是採用不改變軸線方向的方式離開太陽系的。因為地球的自轉赤道和太陽系的公轉黃道有夾角,簡稱黃赤夾角。

如果試圖在公轉平面上到達木星軌道的位置,就不可能按照赤道方向逃逸而去。

最後說說地球借助木星引力脫離太陽系。

按理說這段是極其容易出戲的,可以用電影的手法表現得驚心動魄。可惜《流浪地球》電影在這個環節上錯得莫名其妙。

電影裡莫名奇妙地來了個木星引力波動。

星體的引力極其穩定,億萬年都沒有什麽變化。無論是太陽的引力,還是地球的,還是月亮的。根據萬有引力定律,引力只是跟品質和空間距離有關。

木星有4大衛星和60多個小衛星,億萬年來木星引力要是不穩定,這些衛星早己墜入了。

木星引力你波動個啥。好端端早不波動,晚不波動,億萬年你都不動,偏偏等到地球快來的時候,春心難耐,就情緒激動了,一下子引力波動了9%。

木星啊木星,你這樣對得起圍著你鞍前馬後轉了幾十億年的那60多顆月亮麽? 這段是典型的為了編制緊張故事情景,胡編爛造。

再說說點燃木星這段。這段以色列的科學家說的很對。完全不靠譜,成功率是0。

為什麽呢?木星90%的大氣由氫組成。木星的總品質是地球總品質的318倍。地球的大氣中氧氣的總品質是1.4X10^18 kg,木星的品質是1.9X10^27kg。

也就是說,即使地球上大氣層中所有的氧氣都被木星掠去,那麽木星中氧氣的濃度也只有十億分之一左右, 遠遠低於閃點。

這個濃度相當於多少呢? 正常人放一個屁的氣體品質是0.0371克,用這個數字乘上十億倍就是3.7*10^7kg。如果是大氣體積就是三千萬萬立方米的空氣。差不多是上海黃浦區一個人這麽高的總空氣品質。

如果你相信因為你在上海的黃浦區放了一個高濃度硫化氫的屁,同時有人劃燃火柴,就能把黃浦區都點燃炸掉,你就可以相信電影裡的情節了。

再說說木星掠奪地球大氣這段。地球大氣是不可能在地球撞擊到木星之前,提前被木星掠奪走的。

就像你站在一塊隕石上,高速一起撞向地球,你是不可能被地球先吸走一樣。

這個道理伽利略的兩個鐵球同時落地的實驗已經證明。 阿姆斯壯也在月亮上把鐵錘和羽毛一起落下。初中課本裡對這個現象叫做重力加速度原理。

在木星引力作用下,兩個不同密度的物體下落的加速度是一樣的。超木星奔去的時候,地球上的每個物體都有相同的速度和加速度。

地球上的大氣層也不例外。伽利略同志要是看了這個電影估計能從墳墓裡氣死過來。不明白為什麽導演犯中學物理的常識錯誤。

另外一方面地球也是有引力的,雖然地球引力比木星小300多倍,可是別忘了那個時候,地球的大氣層距離木星7萬多公里,距離地球只有幾公里。地球對大氣層的引力遠遠比木星引力大。

如果大氣層是小夥子,木星就是7萬公里外的大眼睛姑娘。大眼睛姑娘再好看,小夥子也是無力推開懷裡的春姑。

當然了,如果你覺得為了藝術,老百姓不想深究那麽多,木星上是氫氣,地球大氣有氧氣,這麽好的結合點來一個火柴多過癮。

那就看看這個火柴有多不靠譜。

按照電影裡說的,相撞之前,木星和地球的距離是7萬公里。7萬公里靠發動機的火焰是不可能夠到的。

火焰這種現象只能在大氣層中存在。離開了大氣層你能看到的只是離子或者物質的流動。

另外火焰的速度通常在10-100米/秒這個數量級。最快的火焰需要70萬秒,8天時間才能走完7萬公里的行程。

人類歷史上最大的氫彈爆炸,蘑菇雲也沒有脫離到大氣層之外,因為大氣層之外不可能有蘑菇雲。別忘了,這個可是等離子發動機,Plasma engine。

等離子流是沒有火焰的,只是粒子束在電場的加速下反向噴射。所以離子的溫度一般和環境溫度沒有多少區別。

在地球上,是常溫溫度300K左右,在外太空只有100K,零下100多攝氏度。氫氧最理想條件下的燃點溫度400攝氏度,遠非等離子流能夠點燃的。

即使電影裡的那個離子束有高溫,在太空中經歷了漫長的7萬公里的行程,也早己變得冰涼。

如果你真的相信木星可以被點燃的,其實根本不需要什麽火焰和宇宙飛船去撞擊木星。

木星和地球一樣,分分秒秒都有無數的流星劃過。那些流星在進入木星大氣的時候,都會高溫燃燒。可以說,每分每秒都有火柴不停在點燃木星。根本不用劉男主去獻身。

當然,為了藝術,我們也忍了。 但是實在不能忍的是導演認為這樣可以把地球炸出來,逃逸木星的引力。 可能導演忘了地球是什麽構成的。

地球最表面是地殼, 這些是由輕薄的岩石構成。內部大部分空間是液態物質,最最中心是鐵與鎳的固體硬核。

地球不是實心的一塊石頭,更形象的比喻是個雞蛋。

地殼非常的薄弱。你在雞蛋邊上發了一個炸彈,試圖用衝擊波,把雞蛋炸得遠遠的。結果可能不是雞蛋被炸遠了,而是把蛋殼打破了,當場炸得粉碎。

當然了,這樣的爆炸衝擊波永遠也不會到達雞蛋。 爆炸隻所以會產生衝擊波,那是因為大氣的原因。

如果木星發生了氫氧燃燒和爆炸,衝擊波也永遠只會留在木星的大氣層裡。在太空中的爆炸事件,除了光和異塵餘生之外,什麽動力都不會產生。

2009年木星曾經遭受過彗星撞擊事件, 又被稱為韋斯利撞擊事件。

哈勃望眼鏡有幸記錄了全部過程。撞擊之猛烈、能量之大,留下的疤痕和木星的大紅斑一樣大,和地球的直徑差不多。

即使這樣,也沒有看到任何衝擊波能夠逃逸木星的引力。 還是那句話,太空中是不會有衝擊波的,衝擊波只存在於大氣層中。

最後總結一句我看到的一個影評人寫的話。 這個電影擁有巨集大的場面,試圖描述人在災難面前的情感起伏。唯一缺乏的就是common sense。

除了電影缺乏common sense, 下面是給號稱喜歡“硬”科幻的腦補一道題目,中學畢業的應該都會做。

如果把地球加速到0.5%的光速。假設你有一台無限效率、無限牛叉的發動機,能夠把地球上的任何物質零代價地變成等離子體,然後再毫無代價地加速到光速,然後朝發動機的反向噴去。

根據動量守恆原理,那麽你也需要把地球上0.5%品質的物質噴走,才能把地球加速到0.5%的光速。

考慮到到達目的地星系的時候,需要同樣做減速動作,你需要再消耗地球上0.5%的物質做減速運動。不然這麽高的速度,人馬座恆星引力場捕捉不了。

所以即使是理論上最最最牛叉的發動機,你也會消耗1%地球的總物質。地球上地殼總品質包括一切江河湖海高山大地的總品質,佔地球總品質的0.32%。 地殼平均厚度17公里。

電影裡地下城深度是5公里,顯然導演同志算錯了。很快連卡車帶地下城市都要喂給發動機。地球上地殼都被發動機噴光了也不夠。

除非人類能找到在熾熱的岩漿中生活的方法,否則地球還是老老實實待在太陽系吧。

人類需要善待地球,因為哪裡也去不了。

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