《流浪地球》竟然这么多高考考点！今年考，你会吗？

　　作者：田·代理赫本

　　转自：北京新东方优能中学教育

　　《流浪地球》毫无疑问是这次春节档最大的惊喜了。作为一部国产科幻片，比肩好莱坞。

　　现实中，“流浪地球”真的可能发生吗？明知靠近木星有危险，为什么地球还要走这条路？

　　别光看热闹啊，这里边的高考考点，你都会吗？太阳的变化

　　影片中，太阳亮度的增加，使得不得不背井离乡，远遁太空。但现实世界中的太阳，真的会发生这样的变化吗？

　　在过去的46亿年里，太阳一直持续稳定地为地球提供能量。你可能从未想过，有一天太阳会改变。

　　这种能量来自于太阳核心发生的氢元素聚变反应——每4个氢原子核通过一系列的中间反应最终形成1个氦原子核。而1个氦原子的质量略小于4个氢原子之和，这中间的质量差别按照爱因斯坦的质能方程E=mc2， 转化成了太阳的能量。

　　这些能量中的绝大部分以光的形式发出，产生的能量中有极其微小的一部分被地球接收到，供给地球上的生命所需。

　　为什么要靠近木星

　　电影中最让人难懂的之处，地球为什么会被木星引力捕捉，这里就是引力弹弓效应。

　　引力弹弓（又名引领助推）就是利用行星的重力场来给太空探测船加速，将它甩向下一个目标，也就是把行星当作“引力助推器”。

　　引力弹弓一般发生在一对重量相差悬殊的天体之间。这里我们用木星（红色球）和地球（蓝色球）举个例子。

　　地球以速度V靠近木星，而木星在轨道上以速度U运行。

　　足够靠近后，地球被木星引力抓住，牵引，优雅地转体半周，然后像掷铁饼那样甩出去。

　　感谢木星甘当人梯的奉献精神，地球获得了木星的轨道速度U，叠加上原有的速度V，速度增加到了U+V。地球的速度和能量都增加了，却没有消耗任何燃料，就奔着新家园去了。

　　当地球靠近木星时，人类突然遭遇了巨大危机：数千台行星发动机故障熄火了，全球地震，火山爆发，岩浆吞没了地下城……这一切灾难的根源是“洛希极限”

　　超越“洛希极限”会发生什么呢？

　　洛希极限（Roche limit）是天文学中的一个特殊的距离。当两个天体的距离少于洛希极限时，它们就倾向于被“潮汐力”撕碎。

　　计算表明，地球和木星的距离如果低于10.3万公里，那么大气就会在潮汐力的作用下脱离地球；如果距离低于7.44万公里，那整个地球都会被撕碎。

　　潮汐力有多可怕，我们拿一个茶壶和茶杯举例子：

　　我们在杯壁顶部倒一些水，让它在重力作用下向着杯底滑落。越靠近杯底，水滴会越拉越长，最后被拉扯到了撕裂的极限。这个极限就可以被认为是这个茶杯对水滴的“洛希极限”。

　　木星的引力场，实际上就是这样一个“茶杯”。地球尺寸很大，当它靠近木星时，离木星较近一侧受到的引力，将比较远一侧大得多，因此会像水滴一样被逐渐撕裂。

　　《流浪地球》电影中，地球已经到达了地木“流体洛希极限”（地木距离10.3万公里）。在此处，液体和气体不再能被地球引力束缚，而倾向于逃逸；而岩石还勉强能凭借自身的硬度坚持一会儿↓↓↓

　　图 d 地木流体洛希极限模拟（二维简化模型）

　　再靠近木星一点，地球将进入地木“刚体洛希极限”（地木距离约7.44万公里）。在此处，就连坚硬的岩石都会被引力差撕碎，地球将彻底解体↓↓↓

　　图 e 地木刚体洛希极限模拟(二维简化模型)

　　可以想象《流浪地球》中，人类面临的是怎样的绝望了。太靠近木星不行，那样会被潮汐力撕碎；太远离木星也不行，那样无法借助引力弹弓变轨……