《流浪地球2》几个典型“BUG”的科学解释

星宇飘零零九 2024-03-18 00:58:32

大年初一上映的《流浪地球2》可以说是史上最好看的国产科幻电影,把《流浪地球》的奠定的国产科幻电影水准又远远的往前推了一大步!对于科学爱好者和科幻迷都是一场影视盛宴!不过由于科学元素丰富,个别内容艰深,也引起了广大电影和科学爱好者的挑刺,指出了大量电影里的BUG。作为科学爱好者,我自然也是科学BUG搜索大军的一员(@_@),不过我也同时发现,大家挑出的一些BUG实际上并不算BUG,所以我这篇文章先给它洗洗地(^_^)。

(图源:流浪地球2)

BUG1:数字生命为什么要破坏移山计划?

一般来说,数字生命和移山计划(即后来的流浪地球计划)是两个可以平行进行的计划,他们无论从人员、资源来说都没有冲突。数字生命计划需要的是计算机硬件和软件方面的专家,移山计划需要基建方面的,实际上在后来,数字生命计划中的软硬件都应用到了移山计划上。那么数字生命支持者为何要破坏移山计划呢?

(图源:流浪地球2)

原因是早在2044年太空电梯危机的三年前,即2041年,数字生命计划就被联合政府伦理委员会投票禁止了。所以,数字生命计划的支持者可能是企图通过破坏移山计划,让联合政府别无选择下重启数字生命计划。那为何伦理委员会要禁止数字生命计划?原因是一台集合大量人类记忆,并通过迭代拥有人类意识,运算能力又超强的量子计算机对现实中的人类构成的威胁无法估量。事实证明,他们的担心不是多余的。

那为何不放弃会失去一半人且让余下的人艰难度日的流浪地球计划,保留让大家过得更舒适的数字生命计划?也就是整个人类进入数字世界,让人类文明得以延续?答案可能是马老师那一句:“没有人的文明毫无意义。”这句话《流浪地球》中刘培强也说过。

(图源:流浪地球)

BUG2:太空电梯为何要用火箭推进?为何要用9g重力加速?

这是很多科普大V都指出的一个BUG,既然都建太空电梯了,为何还要用火箭推进?这不是骑在驴背上挑担子——多此一举吗?这其实并不是BUG,火箭推进非常有必要!原因就在于太空电梯的设计用途:建造月球发动机和空间站。

(图源:流浪地球2)

电影中的太空电梯的起步应该是电磁弹射+火箭推进,这样能以最快的速度上升,对于数万公里的上升段,大家想象中的慢速上升是不现实的。太空电梯是用来建月球发动机的,主要用于物资转运,加速越快越好,他们要赶进度的,而对于货物,9g重力完全不是问题。9g重力,减去1g的地球重力,实际加速度为8g,这8g的加速度有可能并非太空电梯的最大上升加速度,也就是说它在运货的时候,完全可以有更大的加速度。

电影中出现的9g重力的载人加速,其实是在选拔上月球的航天员,这是电影中设计的人体极限挑战,电影中有提到通不过的就会被淘汰。所以,平时载人应该是不会,也没有必要用到这么高的加速的。

(图源:流浪地球2)

BUG3:月球发动机过载为何会导致月球坠向地球

月球发动机是用于给月球加速从而推离地球的,正确的推进方向应该是向月球公转轨道前进的切线方向,这样所有的动能都将用于加速,是能量利用率最高的推进方式。假如此时月球发动机过载的话,应该是短时间内给月球更大的加速,而不是减速坠向地球。

但电影里的实际情况是月球被减速了,为什么会减速?答案就在电影结尾图恒宇和MOSS的对话中:

……图恒宇:“是你毁掉了月球发动机? ”MOSS :“包括但不限于,2044年太空电梯危机、2058年月球坠落危机、2075年木星引力危机、2078年太阳氦闪危机”……

(图源:流浪地球)

引发月球坠落危机的是MOSS,精确控制所有月球发动机的也是它,MOSS完全可以通过最精确的调控把月球反向推进实施减速,方法很简单,由于月球发动机的布置很特别,是用横躺着的三台卫星发动机组成一个正三角形,见下图。这样的布置方式除了可以用来加速,还可以用来转向。MOSS只需要先让其中一台发动机全功率运行,月球就转过来了,然后在适当的时间让第二台、第三台发动机先后全功率运行,在把月球绕地球的公转速度(约1km/s)降为0的同时让月球发动机全部烧毁,月球就会失速坠向地球。

(图源:流浪地球2)

BUG4:月球发动机爆炸后,月球为何螺旋轨道坠落?

在月球发动机全部毁掉后,月球就失去动力了,理论上它失速后应该以自由落体直线坠向地球,但影片中显示的月球坠落路径看起来是螺旋形的。

我一开始以为这是坐标系选取的问题,假如以太阳为静止原点建立坐标系,月球在坠落过程中,地球会向前以30km/s速度公转,在太阳坐标系看来,月球就会以一条类似螺旋的轨道落向地球。但后来在找影片剧照时发现不对,月球坠落的轨迹图中同时画出了原始轨道和洛希极限的临界轨道,这用的显然不是太阳坐标系,而是地球坐标系。

(图源:流浪地球2)

不过很快我想到了另一个解释:月球绕地公转并没有被刹停,而是调整为一个偏心率很高的椭圆轨道,只要把椭圆轨道的近心点调整到8108公里以内,即地球半径和月球半径之和(6371km+1737km),地月就会在月球公转椭圆轨道的近心点相撞!这样的坠落方式比直接把公转刹停所需能量更少,因为它无需把月球公转降至0。

(图源:星宇飘零绘制)

BUG5:核弹爆炸无法引发月核聚变

一般认为月核是由铁之类的重元素构成,月表就算爆一百万个氢弹都没法让它发生核聚变。

其实核弹引爆月球月核聚变并不是引爆月心的铁核,而是通过对核弹精确的布局,用相控阵引发300公里深度的月岩重核聚变。方法是核弹采用同心圆从外往内先后引爆,使爆炸的能量形成一个抛物面,能量焦点在月表下300公里处,能量聚焦产生约3亿度的高温引发月岩的重核聚变,由于月球固体结构,重核聚变后的高温无法通过热膨胀释放,会继续引发周围的重核聚变形成连锁反应,最终使周围一大片区域发生重核聚变。

这里的科学设定自然有夸张的成分,但这就是科幻,如果都能真正实现,那就是科学了。

(图源:流浪地球2)

结语

本来还有“BUG6:北京根服务器为什么进水了还能工作?”、“BUG7:周喆直为什么那么确定我们的人能完成任务?”……不过这篇文章实在太长了,再写下去就没人看了,就这样吧。

科学爱好者都喜欢对硬科幻挑刺,就如数学爱好者喜欢解数学题、小朋友喜欢玩脑筋急转弯一样,请各位科幻迷和电影迷不要太介意。因为,下一篇文章我要进行科学挑刺了,希望大家也能对我指出的BUG给出科学的解释(^_^)。

我是星宇飘零,关^_^注我,和你分享更多有趣科学知识。

(以上部分图片来源于网络和视频截图,如有侵权请联系删除)



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