中科大学子找《流浪地球》漏洞：点燃木星大气难以推开地球
新安晚报 安徽网 大皖客户端讯 春节档科幻大片《流浪地球》的热映，激发了人们对宇宙空间探索的空前热情。当观众们被带着地球一起逃离太阳系寻找人类新家园的情怀打动时，来自中国科大石头科普工作室的学生们，对电影的技术细节做了计算分析。经过中国科大教授的把关，学生们得出了有趣的结论——按照电影安排，点燃木星大气产生激波推开地球估计很难实现；木星的引力潮汐撕裂地球也不太可能。不过，学生们认为，这并不影响《流浪地球》成为一部很棒的科幻电影。
1 找电影Bug 引网友关注
年初一，中国科大地球与空间科学学院的研二学生张沛锦，在老家观看了电影《流浪地球》。“我很喜欢刘慈欣的科幻小说，当时看完电影觉得很棒，就是觉得电影里有些情节从物理角度来分析，有些不太对劲。”张沛锦本科就就读于中国科大地球与空间科学学院，硕士主要方向是研究空间等离子体以及太阳射电，具有相对丰富的空间物理知识背景，同时他也是科大石头科普工作室成员。
当天，张沛锦把自己想到的一些问题写了下来，对涉及推动地球的行星发动机间距、导致地球毁灭的原因等电影中在物理上比较有缺陷的地方，做了计算和分析，图文并茂地“吐槽”了《流浪地球》里的一些问题，并把这篇文章发在网上。“文章发布前，地球与空间科学学院教授组成的专业指导团队给我提了修改意见，保证我们所发布出去的内容是科学和准确的。”
记者注意到，网上“《流浪地球》从物理上来说有哪些地方是很Bug（漏洞）”的问题，共获得 400 多条回答。张沛锦的回答排名第一，已有超过 50 万的浏览量，以及6000多赞。
2 地球被撕裂 理由欠妥
虽然只看了一遍，但张沛锦对电影中的很多内容印象深刻。电影中，由于太阳即将毁灭，带着地球一起逃离太阳系寻找人类新家园成了终极任务。因地球自身质量太大，要推动其在宇宙中航行非常艰难，所以要借助大质量的木星用弹弓效应给地球加速。
张沛锦说，电影中提到的地球要掠过木星，用弹弓效应加速，由木星和地球的引力相互作用获得动能。然而，经过木星的时候由于引力变化引发的灾害破坏了地球推进，地球偏离既定路线，导致近木点（轨道上最接近木星的位置）离木星中心的距离小于洛希极限，地球面临被木星撕裂的后果。对于这一结论，张沛锦表示不认同。
张沛锦说，洛希极限讲的是卫星在行星引力场中，会受到潮汐力，这种潮汐力有可能会撕裂卫星。木星质量大约是地球的300倍，半径大约是地球的11 倍 ，地球的密度是5.514 g/cm3 ，木星的密度是1.326 g/cm3。张沛锦通过公式计算发现，“木星的引力潮汐若要撕裂固态的地球，地球近木点需要在木星内部”。
“我们在电影里看到的地球面临被木星引力潮汐撕裂的危机是不存在的。”张沛锦说，即使真的是在和木星实现弹弓效应加速的时候地球毁灭了，也是由于地球撞木星而不是木星对地球的引力潮汐撕裂地球。
有网友评论木星是个气态行星，地球穿过去不就完了，张沛锦的答案是不行。“近木点这么快的速度，深层大气的高密度流体足以拍碎地球。所以这里使用洛希极限衡量地球毁灭临界值还是有点欠妥，改用地球坠毁木星比较合适。”
3 点燃木星 难推开地球
由于地球离木星太近导致地球即将毁灭，最终依靠点燃木星的爆炸冲击波将地球推离，成为影片最激动人心也最具有想象力的情节。张沛锦说，木星大气是由氢气构成的，地球大气层中有氧气，直观上讲两种气体达到一定浓度的话，用火就可以点燃引发爆炸，对常人来说的确很好理解，但事实并不是如此。
“木星上的氢气和地球上的氧气混合，属于化学点燃。因为相比于核能，化学能单位质量的能量释放率简直可以忽略不计。”张沛锦说，首先是地球氧气损失。由于木星引力潮汐导致气体损失会聚集在轨道附近，而不是被输运到木星上。只有少部分氧气会被输运到木星，这些氧气被木星上的氢气稀释之后，点燃的可能性非常值得怀疑。
张沛锦打了个比方，地球上的氧气进入木星大气就像一滴水滴到了巢湖里。另外，木星大气中常见风暴和闪电，即使存在吸积氧气，也会被小规模爆燃逐渐消耗，使得大爆炸所需的氧化剂难以积累。
即使是点燃了，其产生的激波也不容易被向上传播，因为木星是一个有磁场的行星。爆炸产物中的等离子体成分在磁场中会出现磁约束现象，这会阻止等离子体激波向上传播。这进一步限制了推动地球的能量。在张沛锦看来，现实中点燃木星大气来“炸飞”地球的难度还是很大的。
4 工作室科普 宇宙知识
即便梳理出了一些不合理的地方，但张沛锦还是觉得，《流浪地球》是很棒的科普材料。“观众们平时不一定知道潮汐力是可以撕裂星球的，现在也许就知道了。这也是科幻电影的价值所在，能激发大家对科学的讨论和兴趣。”
张沛锦告诉记者，他看过很多科幻小说，但从未动笔写过。“写科幻小说其实不需要特别多的专业知识。科幻小说大致有两种：一种理论上是科学的，比如在流浪地球里，推动地球的行星发动机喷射等离子体加速，就有物理原型。这种科幻情节看起来很容易有代入感；还有一种科幻小说是纯粹的异想天开。”当然，电影毕竟是艺术化的产物，张沛锦坦言，他平日进行的科学研究和电影中讲述的内容是很不一样的，科研不确定性更大，电影则更加戏剧化。
记者了解到，借着《流浪地球》的热映，除了张沛锦的科普文章，由中国科大高年级本科生和研究生组成的石头科普工作室还推出了一系列文章，关注地球“流浪”后月球的命运，以及介绍“地球流浪”的终点比邻星的基本情况等。
金钱雨清 黄茜 新安晚报 安徽网 大皖客户端记者 陈牧
□延伸阅读
《流浪地球》藏着哪些知识？
看完电影《流浪地球》，不少观众会觉得摸不着头脑，到底什么是“引力弹弓”？“重聚变发动机”又是怎样工作的？南京航空航天大学理学院副教授李晋斌对此做了专门解读。
关于引力弹弓
——“引力弹弓”是飞行器加速常用的方法
《流浪地球》电影中，地球逃脱太阳引力的重要情节里，“引力弹弓”扮演了举足轻重“角色”。李晋斌告诉记者，“引力弹弓”是一种飞行器加速常用的方法，我们向地球以外的天体发射飞行器时，常会应用到其他行星或天体做“引力弹弓”，以此来节省燃料、时间和计划成本。比较经典的可能是美国的“卡西尼”号探测器了，它于1997年10月15日从地球发射前往目的地——土星，但只带了很少的燃料。它在 1998 年 4 月 26 日利用了金星的弹射，在1999 年 7 月 24 日利用了金星的第二次弹射，又于1999年8月18日利用了地球的弹射，后于2000年12月30日利用了木星的弹射，最终于2004年7月1日抵达土星。
“比如一只乒乓球，当它飞向一面静止的球拍时，在忽略重力、空气阻力、摩擦等因素的情况下，反弹速度是相同的。但如果这个球拍向着来球方向移动，那这个球与拍相撞后反弹速度就会变快，这就是‘引力弹弓’效应。”李晋斌说，《流浪地球》中的引力弹弓场景很可能实现不了，电影忽视了一个非常重要的先决条件，木星和地球的质量比值不够大。地球不可能利用木星的巨大引力实现引力弹弓的加速效果，地球一旦被木星引力捕获，结果必然是地球和木星相互牵扯，两者相互围绕旋转，旋转半径会越来越小，最后，地球和木星发生猛烈碰撞，形成一个新的星球。
关于重聚变发动机
——重聚变发动机助攻“流浪地球”理论上有可能在《流浪地球》里，还有一些引人注目的“大家伙”——比珠穆朗玛峰还高 2.2 千米的重聚变发动机。每台发动机能提供150亿吨推力，而这样的发动机在欧亚大陆和美洲大陆共有一万两千台，总共能提供 150 万亿吨的推力，如此大的动力方可在 5年左右将地球推进到逃逸太阳引力的最低速度，即16.7公里/秒。
李晋斌解读，重聚变，就是由重原子进行的核聚变。“我们常听说聚变的是轻核聚变即氢聚变反应变为氦放出巨大能量，这也是太阳产生能量的主要方式。人类能做到的还只是利用氢原子进行的不可控核聚变（氢弹），但氦并不是核聚变的终点，氦可以继续聚变生成碳，碳继续聚变生成硅。硅当然也不是核聚变的终点，大质量恒星后期的聚变反应就是“重聚变”。从“硅”开始大质量恒星“重聚变”过程是：硅-28→硫-32 → 氩-36→钙-40→钛-44 → 铬-48 → 铁-52（铁-56）。核聚变走到铁这一步，就不再释放能量，而是吸收能量，所以重聚变最后产生的废渣就是铁。
“重聚变”释放出的能量，比氢弹爆炸释放的能量要大很多很多。当然重聚变需要的温度也高得多、压强也要大得多才能实现。电影中利用岩石为主要燃料进行核聚变就是这个过程。我们地球上岩石的主要成分是“硅”。正是有了重聚变发动机，才能让“流浪地球”计划成功，因为岩石在地球上到处都是，提供了无穷无尽的燃料。至于如何实现可控“重聚变”，那就是科学家而非科幻小说家的任务了。据《扬子晚报》