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谈谈《流浪地球》的几个科学常识错误的硬伤

作者:许鹏 来源:科学号 浏览: 2019-02-10 12:28:57
科幻电影来源于想象加上一定的科学常识和推理。好的科幻一般需要在科学事实和幻想中找到一个好的平衡点。谈谈《流浪地球》的几个科学常识错误的硬伤。
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来源:科学号

科幻电影来源于想象加上一定的科学常识和推理。好的科幻一般需要在科学事实和幻想中找到一个好的平衡点。

如果严重脱离科学事实,那就是魔幻小说了。如果只是冰冷的科学事实,没有艺术的想象和加工,也会索然无味。

我个人的感受是一般读者能够接受1-2个大的突破科学常识的假设和幻想。《流浪地球》拍摄场面宏伟,可是实在不敢恭维科学顾问的水平。

为了拼凑剧情和突出推力发动机的视觉效果,突破生活常识和科学常识的地方实在太多了。恐怕还会让中小学生接受错误的物理知识。让人不吐不快。

首先是地球必须要脱离太阳系的假设。

记得原著里是预测太阳要发生氦闪,地球要被吞没。 氦闪当然是作者编出来的。但是这个假设读者一般可以接受。这个比电影里莫名其妙的一句"太阳在膨胀"要显得靠谱多了。 

就像很多科幻小说假设拥有一个时光机、一个大脑阅读器一样,大家可以接受这样的一个假设,但是接受不了更多的细节违背常识。

再说一些细小的吐槽点。

01

电影里无数的雪景。 

地球已经是零下80摄氏度了。被推到接近木星的位置, 地球所有的江河湖海早就都被冻住了,大气中哪里来的水分, 怎么可能还会下雪?

1.jpg

02

再说人工地下城和离子发动机。 

地球这么大,好好的地下城你在摇摇欲坠,轰鸣不断的发动机在下面干什么?违背常识。

03

电影快结束的时候,一瓶伏特加砸在监控摄像头上,然后就能烧毁空间站。

且不说空间站,导演明天可以把一瓶茅台砸在自己家的电视屏幕上,你看看会不会着火。 

当然那个监控摄像头也很神奇,好好地你干嘛刺啦刺啦地冒火星? 您到底是摄像头还是焊枪?

04

一群人为了运送一个神奇的“火石”丧命。

估计导演同志是个烟民。看到发动机想到的就是什么打火机、打火石。导演应该明白原始人用火石,后来人们发明了火柴、凝固汽油、电子打火。

很难想象到底是什么原理,在未来高度文明,一个发动机需要一个大石头才能点燃。

当然更神奇的是,这个石头被手枪打了几下就神奇地报废了。

石头啊石头,你到底是个啥? 是打火机上的打火石,还是个人造大芯片?

05

伟大的上海城被地球停止自转的海啸淹没,然后温度急剧降低,被冻在冰河里。

当然了,冰河似乎又变成了峡谷,峡谷里又有了很多纷纷落下的石头。 真心想请教一些导演,这是怎样的一个物理变化。 

当然这不是最神奇的。最神奇的是,这些曾经的上海的高楼大厦在经历海啸和速冻之后,电梯井里没有水没有冰。是一个完整的空井? 难道从东方明珠到上海中心,用的都是传说中的防水电梯?

06

用发动机停止地球自转,应该是个缓慢的受控过程。

受控过程不应该发生海啸,即使发生海啸也应该有预案。好好怎么就变成姥爷拯救落水孤儿了?

07

刘男主(爸爸)所在的宇宙飞船是通过旋转来形成重力场的。旋转停止,重力场会消失,人就会浮起来。

这点电影基本正确。可惜导演忘了动量守恒了。 

如果要让宇宙飞船的一部分停止旋转,另外一部分就必须反向飞转才行。在太空中没有大地,旋转是不可能通过刹车片能停下来的。

08

地球赤道长4万公里。北京纬度接近40度。也就是说北京到赤道的直线距离将近4400公理。

一个还是橡胶轮胎的重卡车在冰雪交加的野地,零下80摄氏度的低温,途经上海杭州,十几个小时就可以跑完整个行程。这让人难以接受。

如果人类转入地下生活的话,更有效的交通工具应该是地下的隧道。

09

木星是太阳系行星中自转最快的一个了,差不多10个小时转一圈。 

可是电影里几乎所有的木星镜头都是大红斑,早也是大红斑,晚也是大红斑。大红斑正对着飞船,大红斑正对着地球上的观测者。

大红斑啊大红斑,你可知道,地球上有个导演有多么爱你。

2.jpg

重核离子发动机也是电影的大戏。据说反反复复做了很多次模型。

可能是导演太爱自己做出来的模型了,很多戏都围绕着发动机的场面。

重核发动机到底是啥原理咱们搞不清,反正是烧石头转化成离子推力。 观众忍了。

像我一开始说的那样,大家是可以忍受一两个极端的假设的。

可是都是未来科技高度发达了,怎么还会荒谬到开卡车拉石头? 这些事应该是机器人更加靠谱一点。或者直接用传送带运送石头。哪里的石头不是石头。

地球停止自转完全没有必要。

发动机可以按照地球轴线的方向上布置。这样地球可以保持自传,同时沿着轴线方向前进。

地球保持自传很重要,不然朝向太阳的那面很快就被烤糊了。

另外地球停止自转了,地球的磁场保护就会消失。地球表面的宇宙射线会让任何生命几分钟就死亡。 

你可能说地球太阳系是平的,地球需要沿着水平方向才能到达木星轨道,脱离太阳系。

不过,既然发动机的力量最终都可以把地球加速到千分之五的光速,让地球慢慢地转90度改变一下运动方向也不是什么问题。

地球最终也是要改变运动方向的,因为人马座并不在正正好好太阳系的平面方向上。

如果再深究一下,地球不可能是采用不改变轴线方向的方式离开太阳系的。因为地球的自转赤道和太阳系的公转黄道有夹角,简称黄赤夹角。

如果试图在公转平面上到达木星轨道的位置,就不可能按照赤道方向逃逸而去。

最后说说地球借助木星引力脱离太阳系。

按理说这段是极其容易出戏的,可以用电影的手法表现得惊心动魄。可惜《流浪地球》电影在这个环节上错得莫名其妙。

电影里莫名奇妙地来了个木星引力波动。 

星体的引力极其稳定,亿万年都没有什么变化。无论是太阳的引力,还是地球的,还是月亮的。根据万有引力定律,引力只是跟质量和空间距离有关。

木星有4大卫星和60多个小卫星,亿万年来木星引力要是不稳定,这些卫星早己坠入了。

木星引力你波动个啥。好端端早不波动,晚不波动,亿万年你都不动,偏偏等到地球快来的时候,春心难耐,就情绪激动了,一下子引力波动了9%。

木星啊木星,你这样对得起围着你鞍前马后转了几十亿年的那60多颗月亮么? 这段是典型的为了编制紧张故事情景,胡编烂造。

再说说点燃木星这段。 这段以色列的科学家说的很对。完全不靠谱,成功率是0。

为什么呢?木星90%的大气由氢组成。木星的总质量是地球总质量的318倍。地球的大气中氧气的总质量是1.4X10^18 kg,木星的质量是1.9X10^27kg。

也就是说,即使地球上大气层中所有的氧气都被木星掠去,那么木星中氧气的浓度也只有十亿分之一左右, 远远低于闪点。 

这个浓度相当于多少呢? 正常人放一个屁的气体质量是0.0371克,用这个数字乘上十亿倍就是3.7*10^7kg。如果是大气体积就是三千万万立方米的空气。差不多是上海黄浦区一个人这么高的总空气质量。

如果你相信因为你在上海的黄浦区放了一个高浓度硫化氢的屁,同时有人划燃火柴,就能把黄浦区都点燃炸掉,你就可以相信电影里的情节了。

再说说木星掠夺地球大气这段。地球大气是不可能在地球撞击到木星之前,提前被木星掠夺走的。

就像你站在一块陨石上,高速一起撞向地球,你是不可能被地球先吸走一样。

这个道理伽利略的两个铁球同时落地的实验已经证明。 阿姆斯壮也在月亮上把铁锤和羽毛一起落下。初中课本里对这个现象叫做重力加速度原理。

在木星引力作用下,两个不同密度的物体下落的加速度是一样的。超木星奔去的时候,地球上的每个物体都有相同的速度和加速度。

地球上的大气层也不例外。伽利略同志要是看了这个电影估计能从坟墓里气死过来。不明白为什么导演犯中学物理的常识错误。  

另外一方面地球也是有引力的,虽然地球引力比木星小300多倍,可是别忘了那个时候,地球的大气层距离木星7万多公里,距离地球只有几公里。地球对大气层的引力远远比木星引力大。

如果大气层是小伙子,木星就是7万公里外的大眼睛姑娘。大眼睛姑娘再好看,小伙子也是无力推开怀里的春姑。

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当然了,如果你觉得为了艺术,老百姓不想深究那么多,木星上是氢气,地球大气有氧气,这么好的结合点来一个火柴多过瘾。

那就看看这个火柴有多不靠谱。

按照电影里说的,相撞之前,木星和地球的距离是7万公里。7万公里靠发动机的火焰是不可能够到的。

火焰这种现象只能在大气层中存在。离开了大气层你能看到的只是离子或者物质的流动。

另外火焰的速度通常在10-100米/秒这个数量级。最快的火焰需要70万秒,8天时间才能走完7万公里的行程。

人类历史上最大的氢弹爆炸,蘑菇云也没有脱离到大气层之外,因为大气层之外不可能有蘑菇云。别忘了,这个可是等离子发动机,Plasma engine。

等离子流是没有火焰的,只是粒子束在电场的加速下反向喷射。所以离子的温度一般和环境温度没有多少区别。

在地球上,是常温温度300K左右,在外太空只有100K,零下100多摄氏度。氢氧最理想条件下的燃点温度400摄氏度,远非等离子流能够点燃的。 

即使电影里的那个离子束有高温,在太空中经历了漫长的7万公里的行程,也早己变得冰凉。

如果你真的相信木星可以被点燃的,其实根本不需要什么火焰和宇宙飞船去撞击木星。

木星和地球一样,分分秒秒都有无数的流星划过。那些流星在进入木星大气的时候,都会高温燃烧。可以说,每分每秒都有火柴不停在点燃木星。根本不用刘男主去献身。

当然,为了艺术,我们也忍了。 但是实在不能忍的是导演认为这样可以把地球炸出来,逃逸木星的引力。 可能导演忘了地球是什么构成的。

地球最表面是地壳, 这些是由轻薄的岩石构成。内部大部分空间是液态物质,最最中心是铁与镍的固体硬核。

地球不是实心的一块石头,更形象的比喻是个鸡蛋。

地壳非常的薄弱。你在鸡蛋边上发了一个炸弹,试图用冲击波,把鸡蛋炸得远远的。结果可能不是鸡蛋被炸远了,而是把蛋壳打破了,当场炸得粉碎。

当然了,这样的爆炸冲击波永远也不会到达鸡蛋。 爆炸只所以会产生冲击波,那是因为大气的原因。 

如果木星发生了氢氧燃烧和爆炸,冲击波也永远只会留在木星的大气层里。在太空中的爆炸事件,除了光和辐射之外,什么动力都不会产生。

2009年木星曾经遭受过彗星撞击事件, 又被称为韦斯利撞击事件。 

哈勃望眼镜有幸记录了全部过程。撞击之猛烈、能量之大,留下的疤痕和木星的大红斑一样大,和地球的直径差不多。 

即使这样,也没有看到任何冲击波能够逃逸木星的引力。 还是那句话,太空中是不会有冲击波的,冲击波只存在于大气层中。

最后总结一句我看到的一个影评人写的话。 这个电影拥有宏大的场面,试图描述人在灾难面前的情感起伏。 唯一缺乏的就是common sense。

除了电影缺乏common sense, 下面是给号称喜欢“硬”科幻的脑补一道题目,中学毕业的应该都会做。

如果把地球加速到0.5%的光速。假设你有一台无限效率、无限牛叉的发动机,能够把地球上的任何物质零代价地变成等离子体,然后再毫无代价地加速到光速,然后朝发动机的反向喷去。

根据动量守恒原理,那么你也需要把地球上0.5%质量的物质喷走,才能把地球加速到0.5%的光速。

考虑到到达目的地星系的时候,需要同样做减速动作,你需要再消耗地球上0.5%的物质做减速运动。不然这么高的速度,人马座恒星引力场捕捉不了。

所以即使是理论上最最最牛叉的发动机,你也会消耗1%地球的总物质。地球上地壳总质量包括一切江河湖海高山大地的总质量,占地球总质量的0.32%。 地壳平均厚度17公里。

电影里地下城深度是5公里,显然导演同志算错了。很快连卡车带地下城市都要喂给发动机。地球上地壳都被发动机喷光了也不够。

除非人类能找到在炽热的岩浆中生活的方法,否则地球还是老老实实待在太阳系吧。

人类需要善待地球,因为哪里也去不了。

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