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【珠江晚報】中科院地質與地球物理研究所研究員徐文耀做客珠海文化大講堂——在科幻片中學科學
2019-03-29 | 作者:转自:珠江晚報 | 【 】【打印】【關閉

來源:珠江晚報  发布日期:2019-3-13

  近日,500彩票官网老科学家科普演讲团副团长、500彩票研究员徐文耀做客珠海文化大讲堂,以《从流浪的地球说起……》为题,现场为大家解读宇宙的起源与生命的诞生,告诉大家天地大冲撞与地球磁场,与大家探讨在地球面临着环境恶化、资源耗竭的困难时,人类要如何守护地球。

  《侏羅紀公園》《獨立日》《星際穿越》......徐文耀用一部部熟悉的科幻電影拉開了講座的序幕。徐文耀表示,今年春節的一部中國科幻電影《流浪地球》,引起了中國電影界的震動。

  《流浪地球》講述了一個太陽能量即將耗盡的時代,在400年之間,包括地球在內的整個太陽系都將被太陽所吞沒。人類被迫執行流浪地球計劃,造了1萬台行星發動機,推動地球離開太陽系。講座現場,徐文耀以“爲何逃離太陽?”“如何才能逃離太陽?”“逃到哪裏去?”三個問題入手,與現場觀衆一起探索了宇宙的奧秘。

文/本報記者 廖明山 熊偉健
圖/ 葉秋明

人物介紹

  徐文耀,500彩票官网研究生院教授、博士生导师,国际地磁与高空物理联合会中国委员会副主席,曾任500彩票所长,曾获500彩票官网科技一等奖、国家海洋局科学技术进步特等奖等奖项。

 

  問題一:爲何逃離太陽?

  “400年之內,太陽就要爆炸,就要把地球給吞掉了。地球不跑,你還等什麽?”徐文耀以故事背景帶入,進入了講座的主題。徐文耀說道,大約在50億年以前,太陽所在的位置只有一片星雲,构成宇宙塵埃。這些宇宙塵埃互相碰撞,碰撞以後粘連在一起就逐漸變大,像滾雪球一樣,最后的太陽就构成了。但是,這時的太陽依然在變大,當太陽內部的壓力、溫度增加到一定值的時候,核聚變開始了。太陽內部氫很多,氫核聚變就變成氦,放出巨大的能量。

  再過50億年,太陽裏面的氫就將燃燒殆盡,太陽也到達了他的晚年,變成紅巨星。紅巨星很大,大到進入地球現在的軌道上,所以地球也會被它 “吃”進去。但在太陽晚年時,也會有回光返照,最後太陽能發生一次非常壯烈的爆炸,爆炸出來构成行星狀星雲,最後收縮回去,慢慢的變成一個白矮星,這就是太陽的一生。

  氫燃燒會變成氦,太陽最中心的部分就積累了氦,氦積累的越來越多,外面的壓力越來越大,溫度越來越高,等溫度上升到一定高度的時候,氦就會發生爆炸,叫做氦閃。在電影裏,就是把50億年壓縮到了400年,氦閃來了,地球沒了,要被燒光了。

  問題二:如何才能逃離太陽?

  電影裏的方法是建造一些行星發動機,把地球推開,在推開之前先讓地球停止自轉。方法是在赤道上,布置許多發動機,朝著與地球自轉方向相反的方向噴火,讓地球“刹車”,然後地球停止自轉,再讓其余發動機朝一個方向推動地球,讓它遠離太陽。

  “那麽多大的速度才能跑?第三宇宙速度。”徐文耀表示,要脫離太陽,跑到太陽系外面,需要16.7千米每秒的速度,這叫第三宇宙速度。地球人修了1萬台行星發動機朝後面噴火,叫做等離子體,朝上面噴火,速度就越來越快了。地球被這1萬個行星發動機推能推多快,是科學能算出來的。1萬個發動機,每台推力150億噸,150億噸乘1萬,那總的推力就出來了。有了推力,地球构成加速度,要慢慢達到16.7千米每秒的速度,過程需要2000年,而科幻電影又將這一過程壓縮到50年。

  地球脫離太陽,就要往新太陽跑。新太陽離地球有4光年的距離。這期間,地球要獲得速度就要靠燃料,光靠地球上燃料是不夠的,所以科學家想到在木星繞一圈,讓木星幫助加速,這就叫木星的引力彈弓效應。相當于在彈弓上彈了一下,使得地球的速度加快。“這可不是科幻,這個是真實的。我們發射衛星的時候,特別是要發射深空衛星,經常要在木星那繞一下,以便獲得木星的幫助,獲得加速度。”徐文耀強調道。

  問題三:逃到哪裏去?

  每一個恒星都是太陽,發光發熱的太陽。距離太遠則花費時間太長,所以科學家們就選擇了一個比鄰星。比鄰星是離地球最近的一個恒星,4.22光年。比鄰星只有現在太陽1/8的質量,所以它的宜居帶非常靠近。所以,未來地球距離新太陽的距離將是現在的1/20,它的位置就在南半球的星空,南十字星座,天文學上叫半人馬-阿爾法星。

  新太陽質量小,宜居帶近,形成它對地球的引力變小,圓周速度更快,周期變短。簡單計算,地球繞新太陽比鄰星轉一圈要12天,也就是12天過一年。“我們選擇的余地不多,離太陽10光年的範圍裏,只有8顆恒星,沒別的選擇。如果要選擇第二個,就要選擇天狼星了。天狼星離我們約8光年,遠一倍距離,現在我們用2000年,往天狼星上4000年都到不了。所以沒辦法,只好選它。”徐文耀說。

  同時,徐文耀還說道,如果地球逃離太陽,則面臨了一個問題,“痛失月球”。月球陪伴地球月40多億年,它是一次天地大沖撞中构成的,45億年以前,一個小行星撞到月球上,撞出來的岩漿碎片,最後彙聚成爲今天的月亮。由于有了月亮的存在,月亮對地球有吸引力,這個吸引力就引起了潮汐。月球的引力也使得地軸很穩定,在沒有月球之前,地球像個小夥子,焦躁不安。有了月球之後,地球的自轉軸穩定在23度半左右,非常穩定。“當我們的地球流浪在太空的時候,仰望太空,想起了陪伴我們40多億年的月球,不免难过。也許那個時候,地球沒有月球的陪伴會變得很孤獨,我們會後悔沒有帶著月亮一起走。”最後,徐文耀以“地月關系”的知識講解結束了這次的講座。

 

專家提示

  科幻不等于科學

  從電影入手,徐文耀深入淺出地講解收獲了在場觀衆熱烈的掌聲。但徐文耀在講座中強調,“電影的故事是假的,但知識是真的。”它可以讓培養人們科學興趣,增長科學知識,開拓科學視野,養成科學習慣。但科幻不等于科學,科幻片不等于科教片,它是有變形的、有誇張的、有虛構的部分存在。大家要學好科學,才能看懂科幻片。”徐文耀表示,“科幻片就像哈哈鏡裏面的科學,你們照哈哈鏡,裏面有個影子,有點像人,但是又不像人。別對科幻片裏面的每個細節去追究,如果有人這樣做了,那只能說明他沒把科幻片弄清楚。”

 
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