今年的春節(jié)賀歲檔，出現(xiàn)了一匹黑馬，就是被稱為中國科幻電影新紀(jì)元的《流浪地球》。

這部由劉慈欣小說《流浪地球》改編的同名電影，歷時4年與觀眾見面。

為了打造這部科幻電影，劇組做了大量的功課，整部電影對太空、航天、機械等有著豐富的表現(xiàn)。

很多人看完電影后表示，不相信這是中國拍的。很多人看完后依然意猶未盡。

《流浪地球》講述了這樣一個故事

《流浪地球》講了一個腦洞十分大的故事。

未來的某一天，人們發(fā)現(xiàn)太陽在急速老化，快要炸了，人類唯一生存的辦法就是逃離太陽系。

但是，最近的適合居住的星系是4.2光年外的比鄰星。

于是，大家想出一辦法，把地球上安裝上上萬個發(fā)動機。

把地球推走。

這就是行星發(fā)動機。

人類建造了1萬個行星發(fā)動機，遍布世界各地。

這樣就能把地球推離太陽系。

但是把地球搬家的步驟也很繁瑣，總體需要這樣五個步驟：

第一步，用地球發(fā)動機使地球停止轉(zhuǎn)動，使發(fā)動機噴口固定在地球運行的反方向；

第二步，全功率開動地球發(fā)動機，使地球加速到逃逸速度，飛出太陽系；

第三步，在外太空繼續(xù)加速，飛向比鄰星；

第四步，在中途使地球重新自轉(zhuǎn)，調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)動機方向，開始減速；

第五步，地球泊入比鄰星軌道，成為這顆恒星的衛(wèi)星。

當(dāng)這一萬個行星發(fā)動機全部啟動，地球就是如此壯觀的景象：

但是人類為了這個計劃，也付出了巨大的代價。

讓地球剎車，并推動地球前進，讓板塊變動，引發(fā)了滔天海嘯和地震；地球人口減半，只剩35億人口……城市陷入冰封。

幸存的35億人，被迫遷入地下城，因為地面已經(jīng)低溫將至零下84度了。

就在這種時刻，人類為了生存，艱難前行。

在這時，在地球還沒有飛出太陽系的時候，飛近了木星的時候，被木星引力吸引，地球逐漸接近木星并最后要撞擊木星的危險時刻。

在這危機關(guān)頭，人們?yōu)榱嗣撾x危險，上演了一段段潸然淚下的求生故事。

老師家長，你有帶著孩子看這部電影嗎？在看電影時，當(dāng)孩子提出了自己的不解之處，你該如何給孩子答復(fù)的呢？

其實，在這部電影中，涉及的科學(xué)知識非常多，設(shè)定詳實，且高度融入了劇情。

電影講述的故事中，明知靠近木星有危險，為什么地球還要走這條路？為什么接近了木星地球就會被“撕裂”？

帶著種種疑問和思考，讓我們一起了解這些電影情節(jié)里的科學(xué)解讀和科學(xué)背景，探尋這個電影故事中的科學(xué)奧秘！

故事背景是這樣的：太陽急速老化，不斷膨脹，太陽系已經(jīng)不適合人類生存，于是人類為自己選了一個新的家園——比鄰星（半人馬座三星）。

比鄰星同太陽一樣，都是恒星，但質(zhì)量只有太陽的八分之一

地球是個龐然大物，半徑6371公里，重達59萬億億噸。但人類造出了同樣龐大的行星發(fā)動機，足以在5年左右將地球推進到逃逸速度（脫離太陽引力的最低速度）。

行星發(fā)動機示意圖

但這個速度還遠遠不夠。比鄰星（半人馬座三星）距離地球4.3光年，如果按照逃逸速度航行，需要7.7萬年才能抵達，這實在是太漫長了！

即使行星發(fā)動機繼續(xù)加速，達到光速的百分之一仍然不可行。于是人類想到了借助木星的“引力彈弓”，令地球零消耗改變方向、提升速度，最后到達比鄰星。

那為什么行星發(fā)動機不能加速到百分之一光速呢？這是因為行星發(fā)動機的能量來自“重元素聚變”。

所謂重元素聚變并不是什么稀奇玩意兒。在宇宙深處有不少恒星“巨無霸”，內(nèi)部就在進行著重元素聚變。

重元素聚變的質(zhì)能轉(zhuǎn)換效率是相當(dāng)?shù)偷摹?/span>最樂觀估計，地球要達到逃逸速度，也必須燒掉7億億噸的石頭，相當(dāng)于把全球的地面挖掉40米做為燃料；要達到光速的百分之一，則必須削去地殼的一半。

如果無法靠自己的力量推動地球，那就借助精巧的軌道計算，利用天文尺度的力量——萬有引力。于是人類將目光投向木星，這就是電影前半段上演的。

航天中存在引力彈弓現(xiàn)象，利用它，可以令航天器零消耗低改變方向、提升速度，送達目標(biāo)軌道。

引力彈弓一般發(fā)生在一對重量相差懸殊的天體之間。這里我們用木星（紅色球）和地球（藍色球）舉個例子，如圖a和圖b所示。