【快讯】《流浪地球》里的科学故事

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《流转的地球》的科学故事

新年伊始，中国科幻电影《流转的地球》登陆各大电影院，在竞争激烈的春节时期获得票房冠军。 电影以刘慈欣的同名科幻小说为基础，讲述了未来发生的故事:太阳急剧老化，随时都有可能进入红巨星膨胀阶段，地球也会因此而被吞噬。 在这场危机中，为了地球人的存亡，地球上的联合共和国在地球上建设了数以万计的重核聚变行星发动机，分别产生了数百万吨的推力，将地球视为巨大的宇宙飞船，离开现有轨道，距离太阳系最近的恒星比邻近的星球更近，持续了2500年。

今天，我们谈论与电影相关的科学故事时，并不感兴趣。

太阳什么时候毁灭？

太阳出生于约50亿年前的星云，太阳系其他行星紧随其后。 太阳提供的能量来自其中心氢气的核聚变反应，就像大量的氢弹在太阳内部持续爆炸一样，根据现有的数据，这个核聚变反应预计将持续约100亿年，因此太阳将再燃烧50亿年左右。

在小说《公转的地球》中，科学家预测，发现太阳异常，太阳将进入红色巨星的膨胀阶段，在接下来的数百年中淹没地球轨道。 红色巨星是恒星燃烧到后期经历的短暂不稳定阶段。 但是人类学家推测，由于周围环境的各种变化，人类能够在地球上存在的时间约为200万年。 物理学家霍金更悲观。 他预言，人类利用能源相对效率不高，因此有必要考虑数百年后离开地球。

有一段时间，地球在被淹没之前移动到太阳系适宜居住的地区之外，变得不适合生命存在，相反，那时火星将完全进入适宜居住的地区。

比邻星是可能的归宿吗？

半人马座比邻星是除太阳以外离地球最近的恒星，距离我们4.2光年。 如果真有流浪地球计划，地球真的会流浪到半人马座比邻星周围，那里的环境适合人类生存吗？

根据哈勃等强力望远镜对半人马座比邻星的多项观测，可以了解到许多关于这颗恒星的新闻。 人马座质量只有太阳质量的七分之一，是红矮星，其亮度比太阳低。

在刘慈欣将这部小说改编为《流转的地球》的1999年，人们不知道半人马座在旁边的星星周围是否存在行星。 年末，欧洲南方天文台暗红点的发现让天文学家和大众兴奋不已，科学家们在半人马座比邻星周围发现了一颗与地球非常相似的行星。 其质量约为地球质量的1.3倍，公转周期为11.2天，位于半人马座比邻星的居住区。 天文学家用地球相似指数这个参数描述了这个行星和地球的相似度，暗红点的相似指数达到了86%。

尽管如此，这个行星的一些性质还是和地球相距甚远。 由于半人马座的质量远远低于邻近的星星，因此居住区也相应地比围绕半人马座的邻近的星星更接近中心恒星。 另外由于两者非常接近，天文学中常见的现象之一就是潮汐锁定的发生。 潮汐锁定只看到了行星向着中心恒星的一面。 从某种意义上说，这和我们熟悉的月亮很像，只能看到月亮的一面。 因此，行星总是面向中心恒星的一面温度高，另一面温度低。

除 潮汐锁定外，还有比中心恒星频繁爆炸更重要的问题。 尽管半人马座的质量比旁边的星星小，但爆炸频率和释放能量却比太阳大得多。 半人马座在地球上用来杀死病菌的紫外线强度比在旁边星球上受到的紫外辐射高100倍以上，对行星生命来说无异于灾难。 更糟糕的是，潮汐锁定后，根据现有理论，行星产生磁场的可能性变得非常小，如果持续猛烈的恒星风，即使行星上有大气，也会随着恒星风逐渐逃逸消失。