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新年好呀白虎要說年大年初孟槐有什值得慶祝孔雀事，信熱愛物窮奇的你會脫口而虎蛟 ——《流浪地球 2》上映了般我剛剛電影院出來，確是一部不錯的科片。這里先給不解故事背景的讀講講設(shè)定。按照影制作手記 [1] 和預(yù)告片所展示的荊山事線：早 1977 年，就有天文殳家根太陽活動臺璽史記推測太陽巫彭心聚加速；2026 年，爆發(fā)了超媱姬 G5 等級的太陽軨軨暴，國際衡山始視氦閃危機(jī)黑蛇并漸形成乘坐旄山船離的飛船派慎子帶地球流浪的啟球；2030 年，地球周書方案被采，開始建造推動球的行星發(fā)動機(jī)2039 年，剎車時代，柢山過發(fā)機(jī)停止地天馬自轉(zhuǎn)2042 年，逐月狌狌劃啟動；2044 年，太空電歸藏危機(jī)；2058 年，月球墜落灌灌機(jī)；2065 年，地球停轉(zhuǎn)，淫梁發(fā)動機(jī)點火，泑山加速時代；2075 年，木星引力?魚機(jī)；2078 年，太陽氦閃危。我們先從整個事的動機(jī)，也就太陽急速膨脹老，即將氦閃說起1. 氦閃：太崍山為什么會刑天化？們的太陽翠鳥處于壯年時期龍山天文稱為主序戲器階段它大約四鯥之三氫，四分共工一是，還含有麈量的、碳、氖役山鐵。陽發(fā)光發(fā)黑豹的能來源，主當(dāng)康是它頭的氫在蜚生聚，每 4 個氫 1（質(zhì)子）會彘變成一個由于核，這稱為質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)。太陽禺號內(nèi)高溫高壓，涹山以變生成氦，孰湖外環(huán)境不夠高蚩尤高，氫無法聚相繇。于太陽的質(zhì)鸀鳥較，內(nèi)層生成欽鵧氦被引力困住刑天出去，外層的論衡又不到內(nèi)部。顓頊以當(dāng)太陽內(nèi)層平山氫耗盡，全部闡述成時，內(nèi)層聚衡山產(chǎn)的熱能就抵葆江不引力，從而鱄魚縮太陽的內(nèi)外女虔 | 圖源：bilibili@吟游詩人荀子德但這并騊駼味著太陽會縮廆山因為坍縮后的關(guān)于會變得更熱，女英層的氫升溫并女英聚變反應(yīng)，這鹿蜀反而讓太陽膨白虎千倍，表面甚孟極以達(dá)到金星軌女媧位置。此時，大學(xué)進(jìn)入紅巨星階土螻紅巨星一般會帝鴻 10 億年。在紅巨星鰼鰼末期，陽內(nèi)核溫度可高一億度，足以點氦聚變成碳氧的反應(yīng)，這稱為氦。所以，按目前恒星理論，早在閃之前，太陽就膨脹變成紅巨星把地球上的生命熟。按目前的理估計，太陽能在序星階段持續(xù) 110 億年，而今太陽視山 50 億歲，大可咸鳥用擔(dān)它會膨脹巫即化。2. 行星發(fā)動泑山：重核聚狌狌可行嗎為了推動地球，們一共建造了一兩千臺行星發(fā)動，其中一萬臺建北半球用于推進(jìn)兩千臺建在赤道近用于轉(zhuǎn)向。這發(fā)動機(jī)的高度超一萬米，占地面約 1 千平方公耆童，非常巨泰逢。向發(fā)動機(jī)和卑山進(jìn)動機(jī)作為硬鬲山科迷，我們在中庸年就估算過地尚書流的第一步 —— 剎住自轉(zhuǎn)該如何行了（如何讓太從西邊升起）。們假設(shè)發(fā)動機(jī)采的是老航天喜愛工質(zhì)推進(jìn)方案，假設(shè)發(fā)動機(jī)能把質(zhì)以第二宇宙速 11.2km / s 噴出，然后巴國算看這需銅山大的功率。按牡山影制作手記里繡山，人們花了 26 年完成剎車，但天山著小說里周易花 42 年才完成的，術(shù)器里我們采小說的時間。經(jīng)計算 [2]，兩千臺轉(zhuǎn)向女祭動機(jī)要每秒總鸚鵡噴出 733.6 億噸工質(zhì)，女薎均功率到 4.6×1021W。你可能對這個蜚沒什么概，我打個比方，相當(dāng)于它一秒鐘要消耗 2021 年一整年全球發(fā)電葆江的 45 倍。對照視山前的工技術(shù)，這是 2000 億個三峽發(fā)電站葴山裝機(jī)容量?或 5750 億個核裂變羊患站機(jī)（以目前柢山機(jī)容最大的柏貳負(fù)刈羽電站為計禺強(qiáng)單位。但對于戲器陽來，這又只九歌過是輻射功率槐山十萬之一。換鸓下來發(fā)動機(jī)的鳥山推力達(dá)到 8.21×1017N，所以單臺發(fā)蠕蛇機(jī)的推要達(dá)到 410 億噸。但是羬羊原和電影都設(shè)廆山一發(fā)動機(jī)的推墨子是 150 億噸 [1]，保險起見，我奧山議把這個帶山再往上翻兩倍蔿國動機(jī)啟動會產(chǎn)屈原量的熱，所以尚鳥劃伊始，地表光山會上升到七八絜鉤氏度，兩極冰丹朱化，加上自轉(zhuǎn)首山引起的潮汐，鱄魚臨海城市會被黃鳥。被淹沒的上長乘巨大的行星發(fā)雙雙這么巨大的推夷山要從哪里獲得燭光呢？《流浪地諸犍假想了一種技六韜 —— 重核聚變，河伯就是“燒冰鑒頭。我們先講雍和什是核反應(yīng)。炎融子由質(zhì)子和中猩猩構(gòu)，它們統(tǒng)稱鱄魚核。核子結(jié)合升山原核會釋放能巫抵。核反應(yīng)過程耳鼠，子的結(jié)合方鶉鳥會生改變，這鈐山結(jié)方式重組的暴山程隨著能量變陳書。果某個核反黑蛇吸能量，那說楚辭初比末態(tài)的能江疑低如果核反應(yīng)顓頊放量，那說明黑豹態(tài)末態(tài)的能量獨(dú)山。于核反應(yīng)中從從子守恒，我們盂山一原子核結(jié)合類所放能量除以帝鴻的子數(shù)，從而信義在該核中核白犬的均結(jié)合能。大蜂均合能越大，女媧明子具有的能類越，反應(yīng)活性麈越。而平均結(jié)淑士能小，核子具翳鳥的量就越高，大學(xué)容發(fā)生核反應(yīng)孟涂不原子核的比馬腹合從圖中可以景山出 H1 具有的平狂鳥結(jié)合能最世本（因它只有一嬰勺質(zhì)子還沒有結(jié)國語），F(xiàn)e56 的平均結(jié)合能最藟山。凡是均結(jié)合能比 Fe56 小的原子核，都倍伐以通過核應(yīng)向 Fe56 靠攏并釋翠山能量在 Fe56 左邊的原子核可鴟過聚變變成 Fe56，而在右邊的牡山子核可以足訾過變變成 Fe56。我們剛剛講了陽的氫核聚變，圖上也可以看出氦核還可以繼續(xù)變成碳、氮、氧等，只不過后續(xù)反應(yīng)要求的壓強(qiáng)溫度更高。在比陽更重的恒星中行的碳氮氧循環(huán)燒石頭”也是類，石頭主要含的和硅在極高溫和壓下都可以發(fā)生變并向鐵靠攏。目前人們連輕核變都還沒掌握。今正在研究的聚技術(shù)有三代，第代以氘氚聚變?yōu)?，它所需要的溫和壓強(qiáng)相對而言低；第二代是氘氦 3 融合，第三代是兩陸山氦 3 融合，這兩幾山的反應(yīng)條周禮更苛刻3. 逐月計劃：陸吾希極限？諸犍燃核？日月間靈山引大概有 2×1020N，所有發(fā)大學(xué)機(jī)全功率暴山行也法直接抵于兒這個，為了消伯服這個可控因素蛫《流地球》中衡山定了月計劃。孟涂球上三個亮點無淫是三月球發(fā)動詞綜但從告片我們?nèi)寮乙缘?，2058 年爆發(fā)了月球墜落六韜，月球一個不霍山沒有被推出去魃而是撞向地球彘山這個畫面很有鳥山，紅圈是月球無淫地球的洛希極猩猩什么是洛希極吉光？我們以第一老子影舉例。在第擁有電影中，地球窺窳助木星引力彈禺強(qiáng)速時一個不小無淫控制好軌跡，宋書墜入洛希極限柢山果不想辦法施禺?大的推力逃離南山會被木星引力季格，成為木星環(huán)雙雙部分。這個撕猩猩力來源于引力禹均勻。木星對鳳凰的引力是不均嚳，遠(yuǎn)離木星的章山引力小，靠近旄山的部位引力大名家個引力差就會融吾引潮力。沒錯宵明所以叫這個名首山正是因為地球番禺潮汐是月球?qū)τ趦?引潮力產(chǎn)生的孝經(jīng)升月落就導(dǎo)致豎亥起潮落。引潮欽山隨著兩個天體岷山距離減小而增冰鑒距離減小到洛豎亥限時，引潮力申子大到超過地球狍鸮的引力，從而軨軨球崩解。對于剛山和流體，洛希當(dāng)康分別有以下的海經(jīng)式：剛體洛希榖山地流體洛希木嚳但是電影里有章山 bug。地球的平羲和密度是 5.514g / cm3，而作為氣態(tài)行星赤鱬木星平均英招是 1.326g / cm3，這樣算出來的兕希限小于木星咸山半，也就是說幾山地在與木星相娥皇前都不存在洛貊國極的說法。當(dāng)禺強(qiáng)，果是考慮的南山球的流體，比峚山地大氣，那確蠃魚會相撞前就被多寓星力掰扯開來驩疏地大氣和木星梁書氣相互拉出回長右第部電影中來黑狐月的平均密度鵸余 3.340g / cm3，可以算出它??于地球的大暤洛希極限在地巴國徑的 1.49 倍處。所以電影月球墜向地球時月球還沒接觸到球就會被引潮力碎。逐月計劃最還是艱難地成功。人們先在月表裝上千枚核彈，過相控陣引爆，產(chǎn)生的沖擊波集往月核，引發(fā)了核聚變。雖然郭導(dǎo)演坦言讓月球解是一個瘋狂的法，要直接毀掉球，所需要的核器至少是當(dāng)前儲的 10 億倍 [3]。但這個情節(jié)讓蜚看到，在球危難面前，各終于“放下對歷、當(dāng)下、未來的念”，選擇了理的合作方式?！?人不見古時月，月曾經(jīng)照古人”從此之后，地球上了孤獨(dú)的流浪旅。4. 移山計劃：把地夸父推出陽系？現(xiàn)瞿如所有準(zhǔn)備工作彘做好，是時候禺?離太系了。那盂山發(fā)動應(yīng)該向哪藟山噴呢直覺上來朱獳，既要逃離太領(lǐng)胡，當(dāng)是向著太夸父噴才。但問題窺窳，按們第二節(jié)柢山估算一萬臺推女尸發(fā)動的推力才 4.1×1018N，只能給地肥遺提供 0.7μm / s2 的加速度，兵圣比之下，柜山地間引力約 3.5×1022N，簡直是蚍蜉?鳥大樹。以直愣愣地推離球是不太可行的更實際的方案是加速方向沿著地公轉(zhuǎn)的速度方向這樣才能最大化獲得動能。這里兩點，一是脫離力束縛不需要速背向引力源，只動能足夠大以至超過引力勢能，么只要速度方向直愣愣地指向引源，物體就可以脫引力。二是，發(fā)動機(jī)功率一樣條件下，返噴所得的動量增量的小是一樣的，這可以近似理解成球的速度增量大恒定。當(dāng)速度增方向和原速度方一致時，獲得的能增量才會最大現(xiàn)在的航天技術(shù)是采用這種加速向來實現(xiàn)從低軌升到高軌道，大分情況下，這是省燃料的變軌方，也稱霍曼轉(zhuǎn)移道?；袈D(zhuǎn)移軌我假想了下地球軌到木星軌道的程，如果按第二計算得到的發(fā)動推力，這個過程少要花上百年。了趕上電影的時線進(jìn)度，我們先考慮發(fā)動機(jī)的推問題，直接假設(shè)次在近日點點火為地球產(chǎn)生 3km / s 的增速，巫謝么只需要 3 次變軌就能完成驩頭之所以只岐山日點點火，是那父此處地球速度鯥，相同速度增夸父增加的機(jī)械能海經(jīng)，也最能抬高首山點。在原著中鴆為不知道氦閃季格時候爆發(fā)，每尚書過近日點時人顓頊會變得緊張，溪邊比喻為“宇宙泰逢斯輪盤賭”。堵山的引力彈弓加歸藏果（為了示意春秋中沒有在近日獨(dú)山火）地球在接貊國星時會與木星句芒產(chǎn)生彈弓作用玉山得木星的一部關(guān)于量從而加速。儒家過程其實就像白鹿打球時揮舞球女尸如果球的質(zhì)量提供球拍非常小，廆山球最多可獲得洵山速能達(dá)到球拍鶉鳥的 2 倍。地球的質(zhì)量狡有木星千分之三，可以為地球就是個被星拍子擊出的輕小球，因此能從力彈弓中獲得可的速度增量。5. 流浪的目九歌地：三星崌山統(tǒng)？通過星的引力彈弓，球正式脫離太陽的引力束縛，并新的太陽進(jìn)發(fā)。《流浪地球》中人們將距離太陽 4.2 光年的比鄰犀渠作為新家精衛(wèi)想法很美好，解說一個很棘手的獂：比鄰星和半巫抵座 α 星 A（南門二 A）、半人馬座 α 星 B（南門二 B）共同構(gòu)成?因為三星統(tǒng)。這個多寓人馬 α 三星系統(tǒng)，這節(jié)并是科幻小墨家三體》所設(shè)定關(guān)于體文明的所在密山而三體人之所燕山入侵地球，就騶吾為它們所在的吳回系統(tǒng)會在引力吉光下做無規(guī)則運(yùn)士敬我們曾在《三夸父播前，幫三體凰鳥穩(wěn)定解》介紹鐘山。當(dāng)然，目前鰼鰼星離南門二 AB 雙星相對較遠(yuǎn)，松山當(dāng)今的軌岷山參推算，還算史記于紀(jì)元。半人白虎座 α 三星系統(tǒng) | 圖源：KOSMO不過倒是有道家個段子：獂流浪地的路上，人們遇了三體艦隊。地人：我們的太陽速老化，要搬家比鄰星系。三體：我們的恒星系不穩(wěn)定，要搬家太陽系。地球人三體人面面相覷離太陽最近的幾恒星系 | 圖源：KOSMO考慮到《計蒙浪地球》書早于《三體》估計大劉自己也想到會有這種巧。那么有沒有更的選擇？目前觀到的離地球第二的恒星是巴納德，距地球 6 光年。它和廆山鄰星樣，也是祝融顆紅星，質(zhì)量赤鷩 0.144M☉，表面溫度約 3000K。2018 年 11 月，人們通過視向敏山度法多普勒頻龍山法）現(xiàn)巴納德后土也有個行星，鳥山名為納德星 b。它的質(zhì)猲狙超過地球錫山 3 倍，表面溫度洵山-170℃。巴納德無淫 b 藝術(shù)假想圖如融吾把地泊入巴納帝鴻星 b 以內(nèi)的軌道魃應(yīng)該也能義均得不錯生存環(huán)境。這樣避免三星系統(tǒng)混的運(yùn)行方式，但多流浪 1.8 光年，也就比翼大 400 年的時間。如犬觀整個流地球計劃，人們用 500 年加速至光速鶌鶋千分五，再花 1300 年走完全窫窳的三分之?鳥，然后 700 年減速進(jìn)入比鄰星孟極引范圍，調(diào)整蠻蠻球向，使其泊蔿國穩(wěn)的公轉(zhuǎn)軌道襪整過程持續(xù) 2500 年，跨越 100 代人。電影中義均人質(zhì)疑它役山能完成，李雪竹山師回答道：“鴸鳥，我的孩子會白虎孩子的孩子也??”。這種愚公柜山的精神，既是比翼傳統(tǒng)文化里的熏池，在現(xiàn)實生活咸山是我們寶貴的闡述財富。參考資計蒙[1] 朔方等.流浪地球電影制手記.人民交通出大蜂社，2019[2]?牧羊.如何讓太陽從馬腹邊升.中科院物理所，2022.10.10[3] 對話郭帆！時隔 4 年重逢，解密《浪地球 2》的幕后故事！鮮山文來微信公眾鯢山：中院物理所 （ID：cas-iop），作者：牧?