1.飞船派还是流浪派?
在《流浪地球》里面,由于飞船的容量非常有限,而且飞行旅途非常漫长,要在飞船上建设一个生态系统,规模很有限。所以,电影中认为最好的办法是带着地球去流浪。然而,地球在流浪的过程中将逐渐远离太阳,地球表面的温度将降至-℃以下,生态系统遭到彻底破坏,绝大部分物种将遭遇大灭绝,基本上不可能恢复。所以即便带着地球到了比邻星,实际上也只是带了一个石球而已,意义非常有限。
在太阳系中,火星的环境与地球最为相似。在火星上,利用本地资源建设一个密闭生态系统,相比推着地球去流浪,技术上要容易得多。人类已经具备了火箭和飞船的重复利用技术,进入太空的成本将大幅下降。如果先把人运送到太空中的空间站,再从空间站大规模地运送到火星上,建立地球到火星往返运输的廉价航线,比起流浪地球更为可行。
2.为什么烧石头可以产生能量?
电影中,行星发动机的主要燃料是石头,烧石头为什么会产生能量呢?实际上,这里说的是重核聚变反应。地球岩石中的主要成分是硅酸盐矿物,包括氧、硅、铝、镁、铁等元素。这些元素的原子核已经很大了,理论上虽然还能发生核聚变,但这种以重元素为原料的核聚变,目前还无法实现,而且反应条件苛刻,产生的能量更小。
3.地球在流浪过程中将穿越哪里?
地球将先抵达火星轨道,然后穿越火星和木星之间的小行星带,之后抵达木星进行加速,再穿越土星轨道、天王星轨道、海王星轨道,抵达太阳系的新大陆柯伊伯带时,地球会碰到冥王星,还会碰到很多柯伊伯带的小天体。再接着,地球将穿越长周期彗星的发源地——奥尔特云,进入广袤的星际空间。
在此过程中,地球上能够接收到的光照越来越少,抵达冥王星轨道时,光照强度不到现在地球上的千分之一,比黑夜还要黑得多,所有直接或间接依赖光合作用生存的生物都将消失。没有生态系统其他成员的支持,人类基本不可能独立生存下来。
4.太阳啥时候发生氦闪?
太阳主要的能量来源是氢原子在高温高压下发生核聚变。当氢原子转变成氦原子后,由于氦原子比氢原子更重,因此不断聚集在太阳的内核。氦被压缩后,温度就会升高,太阳会变得更亮。太阳现在的亮度比它刚形成时亮了30%左右。当太阳中心累积的氦越来越多,产生的高温将使太阳外部发生膨胀,形成红巨星,一直膨胀到地球现在所在的轨道。
在红巨星阶段,太阳将经历非常短暂的失控热核聚变,2个氦原子核聚变形成铍原子核,铍原子核极不稳定,又可以进一步聚变形成碳原子核。氦的核聚变过程,相比氢的核聚变过程要短暂得多,因此被称为氦闪。氦闪一般发生在像太阳这样的中等质量恒星的核心或白矮星表面,堆积的氦突然开始核聚变,产生巨大的能量。
氢原子核的聚变过程十分缓慢,太阳形成至今已经有50亿年,还可以继续“燃烧”近50亿年,而人类诞生至今只有10万年。
5.地球停止自转会有什么后果?
在《流浪地球》中,为了将行星发动机的能量全部转化为推动地球加速的推力,让地球停止了自转。那么,停止了自转之后,地球上会发生什么呢?这个问题很难回答,只能作一些推测。
首先,月球引力对地球自转有牵制作用,地球的自转速度其实一直在减慢。研究表明,地球的自转速度从40多亿年前的每天6小时,延长到了如今的每天24小时,并且将继续减慢。地球自转这种天然减速是一个十分缓慢的过程,如果要在短时间内让地球停止自转,将发生一系列难以预料的后果。
其次,地球上的建筑物在地球减速的过程中将承受巨大的力量,导致大量建筑物倒塌、损毁。地球停止自转后,大气层仍将以原来的速度自转,每小时多千米的强风,几乎可以将陆地上的所有东西都卷入空中,产生巨大的破坏性。
再次,地球是由板块构成的,这些板块并不是铁板一块,而是存在着相互作用,板块之间的挤压、俯冲,形成了地球上的山脉、峡谷和丰富的地貌。地球停止自转,将对板块运动产生扰动,使很多地方地震火山频发,引发大规模的地质灾难。海洋上将发生大规模的海啸,沿海地区将被海水淹没。
特别严重的后果,是地球停止自转将导致全球性磁场的消失。地球的内核处于高温的固体状态,外核是熔融状态,地球自转才能形成一个近乎完美的全球性磁场。正是有了磁场的保护,地球上的生命才能免受宇宙射线的辐射,生命才得以繁衍、进化。失去地球磁场的保护,生命也很难继续生存。所以,躲入地下屏蔽太空辐射是一个无奈的选择。
6.恒星周围的宜居带有多宽?
地球在太阳系的宜居带中,与太阳的距离不远不近。如果太近的话,温度太高,液态水就会蒸发;如果离太阳太远,地球将会快速降温,液态水就会冰冻。所以,只有在宜居带中,地球上的水才能有固、液、气3种状态,物质和能量才能传输和交换,才能孕育生命。
根据不同模型的估算,太阳系宜居带的宽度,向内侧可以延伸到0.95个天文单位,向外延伸到1.01个天文单位。但是,由于太阳的亮度在过去的几十亿年里是不断变亮的,所以,太阳系早期的宜居带应该更靠近内侧,而未来,太阳系的宜居带会比现在更远离太阳。
7.地球飞出太阳系之后,会到哪里去呢?
离我们最近的恒星是半人马座阿尔法星(中文名为南门二),这是一个三合星系统,由A、B、C这3颗恒星组成。其中以A星的体积最大,体积和亮度稍大于太阳,B星的体积和亮度稍稍逊于太阳,A星与B星一起组成了双星系统。由于A星与B星相互之间的距离很近,肉眼无法分辨出这是2颗恒星,看起来就像1颗星,因此它们也是全天空第4亮的恒星。
半人马座阿尔法星的3颗恒星,与太阳的大小和颜色对比
C星是双星系统以外的伴星,也是半人马座阿尔法星中最小的恒星,即中国人所称的比邻星。比邻星与A星和B星在宇宙中以相似的轨道运行,由于运行轨道的关系,几百万年后,比邻星有可能离开这个双星系统。
流浪地球飞出太阳系后,半人马座阿尔法星就是首选目标,因为其他的恒星要远得多。其中的比邻星是一颗红矮星,体积和亮度比太阳更小,质量只有太阳质量的12.5%,距离地球4.23光年(约天文单位),是已知最接近太阳的一颗恒星。
8.流浪地球会遇到三体问题吗?
正版流浪地球纪念珍藏版中学生青少年课外阅读书目长篇科幻文学全集淘宝¥19.1购买已下架科幻小说《三体》中,三体文明所在的行星周围也有3颗恒星,这颗行星由于受到3颗恒星等效的引力作用,被它们甩来甩去,有时离某一颗恒星太近,有时候又太远,导致温度极热极冷快速变化,昼夜周期也极不规律。实际上,半人马座阿尔法星的3颗恒星的运行轨道非常规则,地球抵达之后,主要受比邻星引力的影响,可以成为环绕比邻星的行星,因此不会面临三体文明那样气候混乱的情况。
9.地球到了比邻星之后会怎么样?
年,科学家在比邻星的周围发现了1颗行星,可能是有大气层的岩石星球,地表温度约为-40℃。地球抵达比邻星后,会发现那里已经有1颗行星伙伴。比邻星的光芒比太阳更暗,地球要尽量靠近比邻星,才能获得足够的光照。
由于离比邻星太近,地球会遭受强烈的紫外线和高能射线的照射。为了阻挡这些宇宙辐射,地球必须自转,使地球内部的“发电机”继续工作,确保地球磁场正常运转。
10.人类能飞出太阳系吗?
比邻星与我们的距离约4光年。我们发射的飞船的速度只能达到每秒钟十几千米,要好几万年才可以到达比邻星,远远超过宇航员的寿命。年,天体物理学家史蒂芬·霍金等宣布的“突破摄星”计划的目的,是建造个左右由激光推进的微型星际飞行器,实现飞出太阳系的目标,目的地正是比邻星所在的半人马座阿尔法星。激光照射在边长为4米的正方形光帆上,仅用秒就可以使其加速到光速的20%,只需要20年就可以到比邻星。为了能够让光帆迅速达到最大速度,它携带的微型飞船只有邮票大小。到了比邻星附近时,飞船上的微型照相机可以进行拍摄,获得近距离的图像,再用激光将图像发回地球,科学家们就能分析那里是否有生命啦!
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