《流浪地球》中的科學故事是真實還是遐想？

「太陽即將毀滅，人類在地球表面建造出巨大的推進器，尋找新家園。然而宇宙之路危機四伏，為了拯救地球，為了人類能在漫長的2500年後抵達新的家園，流浪地球時代的年輕人挺身而出，展開爭分奪秒的生死之戰。」 這是春節期間上映的電影《流浪地球》。許多人心裡都會有個疑問，就是「流浪地球」究竟能否實現呢？是有理論依據還是偽科學？

人類是否能夠讓地球停止轉動？

在「流浪地球」計劃中的第一步就是讓地球停止轉動，儘管在電影中沒有直接展現這一場景，但是電影當中的旁白中有所提及，讓我們就先來看一下這個停止轉動是否可以實現。

我們先來了解一下地球的轉動能量是多少，可以很容易從網路上搜索到，是2.24×1029焦耳，這個能量是非常巨大的。

讓我們做一個簡單的對比：一顆原子彈釋放出來的能量差不多相當於1百萬個TNT當量，或者相當於4.2×1015焦耳，而歷史上實驗過的釋放能量最強的大伊萬氫彈，釋放的能量差不多是5000萬TNT當量，或者就是2.1×1017焦耳。地球的轉動能量大約相當於1萬億（1012）個大伊萬氫彈同時爆炸。

不過或許在不遠的未來，人類能夠熟練掌握了重核聚變能力的話，產生能量的能力將極大提高。按照電影所說，每個行星發動機通過重核聚變能夠產生150萬億噸的推力。通過簡單計算我們可以推論，這樣一台發動機如果能夠在赤道上持續不斷地產生反推力，那麼也需要21857天（大約60年）的時間才能夠讓地球停止轉動。

不過按照電影所言，人類製造了一萬個這樣的行星發動機，其中一部分是位於赤道之上用於減速的，如果數量可以達到100個左右的話，那麼就可以在相對比較短的時間停止地球轉動。這在理論上是可能的，不過實現的難度也不算小。

一旦地球停止轉動，將會發生什麼？

最直接的一個效應就是，沒有了轉動，目前地球上幾乎所有的大陸都會被海洋所淹沒，這一點在電影當中有所提及。原因很簡單，在地球轉動的時候，因為離心力的緣故，作為液態的海洋會朝向赤道附近聚集，所以一旦地球停止轉動，這些水會向兩極流動，從而造成大陸被淹沒。在電影當中，人類移居到了地下生活。

那麼人類有可能還在地球表面生存嗎？根據美國ESRI公司的動畫模擬，最終幾乎所有的大陸都會被淹沒，只剩下赤道附近的一圈超級大陸凸顯出來。值得指出的是，即使這赤道附近的唯一大陸，也是充滿了很多危險。在轉動的時候，同樣是因為離心力的作用，地球的赤道地殼會顯得更為突出一點，然而在沒有轉動的時候，赤道附近缺少離心力，所以很可能會導致板塊坍縮，從而引發一系列的全球地震或者海嘯。

而且，因為沒有了轉動，所以地球將會有固定的一面朝向太陽，另外一面將一直處於黑夜當中，就彷彿我們在南極或者北極所經歷的極晝或者極夜那樣。電影中的中國救援隊長在地球表面運送行星發動機救援修復設備時，也提到了穿越極夜區。儘管有地球大氣的存在，但是遠離太陽的一面，還是會因為長期得不到太陽的照射，從而溫度變得很低，不太適合生命的存在。

引力彈弓效應

依照影片中描述的「流浪地球」計劃，人類給地球安裝上萬座巨大的重元素聚變發動機，它們被稱作行星發動機，推動地球逃離年邁的太陽，飛往最近的恆星——比鄰星。

但地球是個龐然大物，平均半徑6371公里，質量超過59萬億億噸。要讓它飛往比鄰星，需要脫離太陽引力，只靠人造的發動機還不夠，於是電影里讓它藉助木星的「引力彈弓」。

木星體積大約是地球的1300倍，當地球靠近木星時，會被其強大的引力吸引，從而加快行進速度。由於木星也在繞太陽公轉，在天體的互相影響中，最後地球會被木星像拋球一般拋出去，從而達到脫離太陽系所需速度。這就是引力彈弓效應。

引力彈弓效應不是新發現，蘇聯在1959年發射的「月球3號」探測器就利用了引力彈弓效應。在精確計算後利用天體的引力彈弓效應，可以在不消耗航天器本身能量的情況下，改變航天器的速度和前進方向，幫助航天器抵達目標。

在人類的航天征程中，引力彈弓效應的應用已十分廣泛。首個進入星際空間的人類探測器「旅行者1號」在飛離太陽系前，就曾多次藉助引力彈弓效應；「帕克」太陽探測器也曾7次藉助金星的「引力彈弓」而逐漸逼近太陽，最終成為史上最靠近太陽的航天器。

來源：北京日報 新華社 百家號

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