流浪地球：是逃亡还是抗争？

DOCTOR WHO| 神秘博士是逃亡抗争？还是文/暗号󰀁󰀁󰀁编辑/毛颖大年初一上映的电影《流浪地球》讲述了一个因为太阳即将完蛋而导致世界末日的故事，电影制作中的10 000件道具、2 003个特效镜头造就了一个个帅到炸裂的电影场景，让观众们直呼太过瘾。回到现实来看，太阳也有46亿年的历史了，怎么能说完蛋就完蛋呢；地球已经在太阳系内安营扎寨46亿年了，怎么能说搬迁就搬迁呢；如果末日来临，人类究竟应该何去何从呢……从《太阳浩劫》到《流浪地球》，虽然这些末日场景都是科幻作家们开的脑洞，但却也是我们人类应该知晓的问题。42201903太阳篇：不完美的恒星太阳的真面目1609年，伽利略做出了人类历史上第一架天文望远镜。后来的几年内，伽利略频频做出离经叛道的亵渎之举——他将这台望远镜一次又一次地瞄准天空，那片亚里士多德宇宙观和天主教宇宙观的纯洁领土。他放下望远镜，骄傲地告诉世人，他看到了太阳表面存在暗斑。今天我们当然知道那只不过是太阳表面常见的黑子，但在那个科学被蒙蔽压制的黑暗年代，伽利略的发现无异于一声惊雷：太阳有瑕疵。它不再是古希腊贤者想象中代表神格的完美火球，并非由纯洁轻盈的精华元素构成，在水晶质的“原动天”轨道上滑行。伽利略证明了之前的瑰丽想象只是因为太阳的真面目遥不可及而已。并且，这发现至少可以引申出两个细思恐极的扩展结论：1.太阳并不稳定，它也许会烧到尽头;2.那些天空中闪耀的星星，可能是无数个太阳，也有行星围绕其公转。关于第二点，布鲁诺也曾经提出类似观点，但1600年他被烧死了。“法网恢恢”，对伽利略的审判同样也逃不掉。1633年的罗马，这位老人在判决书上服输签字，却仍然不甘心地宣布“可地球的确在转动”。此后的数百年内，无数新发现完善了先哲们的猜想：恒星是宇宙中常见的天体，由氢原子核聚合成氦原子核的聚变反应源源不断地发射热量，如果行星在一个恰好的轨道上，接收不冷不热的太阳能，它有可能会产生生命；恒星的寿命如果耗尽，行星也会随之冷却。这就是地球在太阳系中现在的样子，和未来注定的命运。太阳黑子的温度大约有3 000~4 500K，而太阳其他区域的温度却有5 780K，对比之下，这些黑点即使有那么高的温度，仍然会清晰可见，在地球上即使不用望远镜也能看见。太阳生命周期图示

当前逐渐升温红巨星

行星状星云

白矮星诞生1234567891011121314单位：十亿年（约数）大小不按比例从膨胀到氦闪●

氦闪

好在这一切离得太远。太阳在50~70亿年内都不会变得狂暴，而是春风化雨般地将能量辐射到地球，这个时期被称为主序期。但在《流浪地球》的原著中，太阳的大限提前到来了：太阳逐渐离开主序期，甚至即将发生●氦闪，吞没地球。氦闪过后的氦核继续燃烧，在经历第二次巨星化后，剩下的内核会形成超高密度的白矮星，白矮星彻底熄灭又成为黑矮星，太阳的光辉终于不复存在，那是更遥远的事了。但不要忘了，在氦闪发生之前，红巨星太阳就已经膨胀到穿过水星、金星，接着就把地球也吞噬进去了。而作为地球上脆弱的有机体，我们甚至可能连这个被吞噬的过程都等不到：比吞噬还早一些的，是太阳会变得越来越亮。由于太阳的膨胀，未来每10亿年左右，阳光的亮度都将增强10%，假如这个速率一直保持下去，可能我们还没等到太阳球体到达地球的位置，地球的大陆就已经变得灼热无比，海水成为盐池。也许嗜盐菌能活下来，但人类消耗光残余的地下水之后，是绝无办法在这地球上生存了。因此，在电影《流浪地球》中，将原著的氦闪危机修改为“太阳加速膨胀老化，地球面临被吞没的灭顶之灾”，可谓更加科学了。地球和人类就此踏上预计长达2 500年的宇宙流浪之旅。氦闪现象和太阳的演化机制有关。太阳核心区域的氢元素聚变殆尽之后，产物就是外围形成的一个空壳的黯淡氦核。氦核内部，氢在继续聚变燃烧；氦核外部，太阳却在继续膨胀。膨胀的结果就是太阳的外围逐渐冷却，由炙热的黄色变为红色，成为一颗红巨星。同时，氦核内的温度不断升高，最终会轮到氦元素也可以发生聚变的程度，氦核聚变成碳核，碳核与氦核聚变成氧核，这种核聚变反应就像引爆了一个巨大的氦弹，就是所谓的“氦闪”。20190343DOCTOR WHO| 神秘博士乱世篇：流浪的难度即便我们能够造出推动地球的行星发动机，仍然有两个天体使我们觉得故土难离，近行更怯。太阳：进忧退亦忧我们拖着地球离开并不是讨厌太阳，毕竟我们放弃太阳就是为了寻找一个新太阳嘛。把地球从太阳身边拿走所需要的能量不难计算，它就是太阳维系地球所消耗的能量。但问题是，一旦离开太阳，我们的紫外线、红外线等辐射也就没了。地球是一个大型开放系统，地球所要耗散的能量全部都来源于太阳的核聚变。地球上繁多的生命逆熵而行，组成秩序井然的有机体和生态系统，也正是靠消耗太阳辐射来的能量。假如离开太阳，我们只能靠地热在地下生存，地球表面会变成一片冰川。另外，太阳还塑造了地球物质循环的基本骨架。离开太阳，并不是生态圈被伤及皮毛那么简单，整个生态系统都要推翻重来。并且，就目前的科技发展水平而言，影片中出现的那些汽车、飞行器等交通运输工具，在极端寒冷的情况下根本难以发动。如果地球大气层在搬运途中逐渐消耗，空气变得稀薄，那么汽油、柴油等燃料会变得像是黏稠的胶质，根本没有足够的氧气去点燃。Link你经历过苹果手机在零下温度时，明明有37%的电，突然一下就自动关机的尴尬吗？你经历过手机明明电量充沛，但在大冬天里刚摸出口袋就只剩20%的电的无奈吗？我们只能期望它在流浪地球计划启动那年能坚持得久一点。806040200-20-40-60-80木星：牛顿饶过谁电影中的地球在经过木星时，被木星强大的引力吸走，不仅大气层被吸走，连地球本体也面临分崩离析。木星大红斑像梵高画成的眼睛一样，浮现在地球上空的电影画面，相信大家印象深刻。其实，木星与地球之间的爱恨情仇早在太阳系形成初期就已经开始了。土星太阳木星天王星海王星由于引力的作用，这颗巨行星将飞向地球和火星的天体碎片、陨石甚至小行星等物全都集火到自己身上。当然，也有人认为木星把本不该进入这个范围内的物体也吸引了过来。但总体来看，木星仍然是地球生命形成的一个重要肉盾（另一个是卫星——月球）。并且，如果木星太大，那么地球可能会被木星吸走。如果火星太小，那么地球被击毁的可能性又会增加。这正是木星的贡献。试想我们拖动地球在宇宙间航行，没有了木星在一旁“拉仇恨”，那可真的要历经无数次的冲锋陷阵才行了。光是太阳系外围的柯伊伯带就有着无数小行星，如果不能绕开那地方，那跟闯鬼门关也没什么区别。-80-60-40-20020406080图中所示为在柯伊伯带的已知天体。在主带天体颜色为绿色，而分散的天体为橙色。四个外侧行星是蓝色的。海王星几颗已知的特洛伊为黄色，而木星的为粉色。44201903望乡篇：流浪之外的其他可能《流浪地球》提出的自救方案无疑是一个极端化的思维实验，就好像一个人头疼就把他头砍掉，这在文学创作里当然是伟大的想象，但现实中我们往往会尝试更多预案。于是这里就有了个更极端的想法——把木星变成另一个太阳！电影中父子望向木星的戏份赚足眼泪，也让我们知道木星其实是一个很棒的能量源。它和太阳一样，里面也充满了氢元素，只是它不够巨大，自身引力不足，所以核心压力不足以发生太阳那种强劲的热核聚变反应。从这个意义上说，类木行星也只是一个小到没法燃烧的太阳而已，它至少得比现在大八倍，才能成功引燃自己。那么如果在逃过太阳膨胀半径的前提下，把充满氢气的木星改造一番，是不是也可以带上这个微型太阳出发？这个脑洞在历史上有很高的呼声，解决方案也有很多（反正吹牛不用上税）。最简单的方案是增加质量，比如在木星里投放微型的黑洞，不过黑洞的体量要不大不小，以防止其增长，吞噬整个木星。但是人类如果真的可以操纵这样的小黑洞，那么太阳膨胀没准也不是什么难事了。我们还可以往木星里投放氢弹，相当于给炸药包安插引线。但木星的体量又过于巨大，仅仅那只巨眼就比地球还要大，投放多少才能引起木星的巨震呢？看来，我们现在对木星内部的核聚变还是束手无策。但是有证据显示，木星的内部已经存在热辐射源。或许，我们可以把木星已有的辐射好好利用一下。20世纪60年代，物理学家弗里曼·戴森首先提出了“戴森球”的概念，他的设想本来是对太阳下手的。他提出可以在太阳周围建造一个球体外壳，完全把太阳包裹起来，这样太阳的辐射能就会更高效地被球壳捕获，人类甚至可以住在球壳里。在木星建造行星级戴森球，总比在太阳周围建造恒星级戴森球要容易。建造戴森球的材料，可以从地球和火星取材。假如木星这团黯淡的炭火有了这么一个暖炉外壳，我们就可以带着它去旅行，再也不怕受冻。等到达合适的目的地，或者技术又出现突破的时候，我们可以把壳拆掉，继续琢磨把木星变成恒星的计划。到了那时，我们甚至需要抛弃地球，流浪地球彻底变成流浪木星——如果你是一个人在黑暗、寒冷的野外流浪，你是会选择拼死守护一炬火焰，还是会选择背负一座蜗壳前行呢？自从弗里曼·戴森创造出“戴森球”的概念后，诸多科幻作品里提出的包围恒星的人工建筑都被冠以“戴森球”之名。后续的设想中则认为戴森球上不仅有太阳能电站，还有人类殖民地和工业基地存在。（本文题图由电影《流浪地球》官方授权）20190345