《流浪地球》里的科学故事
新闻背景
大年初一，中国科幻电影《流浪地球》登陆各大影院，在竞争激烈的春节档期收获票房冠军。电影根据刘慈欣同名科幻小说改编而来，讲述了一个发生在不远未来的故事；太阳急剧老化，随时都有可能进入到红巨星的膨胀阶段，地球也将图此被吞噬，在此危急关头，为了地球人的存亡，地球上的联合共和国紧急决定，在地球上建造上万座重核聚变行星发动机，每个产生上百万亿吨的推力，把地球当成一个庞大的宇宙飞船、驶离现有轨道，驶向距离太阳系最近的一颗恒星----比邻星，从而开启了一段长达两千五百年的星际旅行。
太阳什么时候会灭亡?
大阳诞生于约五十亿年前的一次量云坍缩，太阳系的其他行星紧跟其后。太阳提供的能量来自其中心氢气的聚核反应，如同大量氢弹在太阳内部不断爆炸，按照现有的数据估算，这种聚核反应总共将持续约一百亿年，所以，太阳还可以再燃烧五十亿年左右。
在小说《流浪地球》中，科学家发现太阳异常，并预测太阳将进入红巨星膨胀阶段，在接下来的数百年时间里淹没地球轨道。红巨星是恒星燃烧到后期所经历的一个较短的不稳定阶段。不过人类学家曾经估算过，因为周围环境的各种变化，人类在地球上还可以存在的时间大约是二百万年。而物理学家霍金曾经更为悲观，因为人类使用能源的没有效率，预言几百年后就需要考虑离开地球。
在某个时间，地球在被淹没之前就已经移到太阳系的宜居区之外，不再适合生命存在，反而在那个时候，火星将完全进入宜居区。
为什么流浪地球要驶入木星周围?
整部电影所展现的一个主题就是如何摆脱木星的“刚体洛希极限”点。这里我们需要先明白地球驶入木星周围的原因。
木星引力是如此之强，为何地球不躲着木星行驶?其实在电影当中，联合共和国政府本来想通过一种叫作“引力弹弓”的效应，使用木星对地球进行加速，没想到部分行星发动机失效。导致地球被木星吸引而逐渐进入木星的“刚体洛希极限”，出现了电影当中所呈现的灾难。其实“引力弹弓”效应在探测器飞行中被广泛使用，通常被当作一种节省能源的加速方式，“旅行者一号”探测器就是利用木星和土星两次引力加速，才得以逃出太阳系。
这个效应的原理其实非常简单，因为行星本身也在围绕太阳转动，所以当行星吸引探测器或者其他天体的同时，就实际上赋予了探测器或者其他天体一部分速度，当探测器或者其他天体逃离出去的时候，就相当于被加速了。我们可以举一个简单的类似例子来理解。
如果我们站在静止的地面上向运动的火车顶上扔一个网球，在网球被弹起来的时候，地面上静止的人看到网球的速度，其实就是火车速度和网球原来速度的叠加。所以当天体从某个行星周围逃离时候的速度，其实就是本来的速度和天体速度的叠加。
“流浪地球”，这个大胆而美丽的想象值得我们向往。作为中国第一部科幻大片，《流浪地球》带给我们很多欣喜。中国的科幻电影之路，也如中国的科学发展之路，“路曼曼其修远兮”，还需大家的共同努力。
