设为首页收藏本站鄂州论坛

吴都古肆网-鄂州论坛-鄂州人自己的网上家园

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 1594|回复: 20

[讨论] 从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?

[复制链接]
发表于 2019-5-18 08:27:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?
温馨提示:
1、在鄂州论坛发表的文章仅代表作者本人的观点,与本网站立场无关。
2、本网不承担任何由内容提供商提供的信息所引起的争议和法律责任。
3、鄂州论坛的所有内容都不保证其准确性,有效性,时间性。阅读本站内容因误导等因素而造成的损失本站不承担连带责任。
4、注册会员通过任何手段和方法针对论坛进行破坏,本网有权对其行为作出处理。并保留进一步追究其责任的权利。
发表于 2019-5-18 08:28:37 | 显示全部楼层
我说一个bug吧,估计很多人都没想过,这个bug在流浪地球里有,在三体里也有:就是太阳系相对半人马α星的位置。
不管是三体还是流浪地球,默认都是走黄道面进出太阳系的,太阳的运行方向是跟黄道面近乎垂直的,或者说,太阳几乎是躺着向前走的(摘自wiki):
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-1.jpg 半人马α星的天球坐标是14h 29m 42.90s -62°40' 46.10" ,不看赤经只看赤纬的话,上图中蓝色的圈就是天球赤道,-62度是在天球南半球很靠南的位置,黄道面是那个黄圈,不管从哪个角度上出发,-62度都不在黄道面上,甚至可能错开很远。
这样的话,直接从黄道出发其实是不对的,根本到不了半人马α星,不走黄道面的话,使用木星引力加速的意义就不大了,如果位置合适的话,用木星转向倒是一个不错的选择。
同样的,三体里,三体人也不会从黄道面侵入太阳系,如果提前对准黄道面的话,实际上要绕很大的弯路。
再补充一点:到达半人马α以后,还需要调整方向,尽量对准三体星系的赤道面,至少不能偏离太大,否则的话,轨道也不会稳定。
当然了,这只是小说,毕竟太阳在银河系的运动太复杂了,小说没必要讲的太细。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2019-5-18 08:29:09 | 显示全部楼层
首先声明,本人十几年前就看大刘长大的,一直非常期待看到大刘小说变成电影的这一天,给作品挑些无伤大雅错丝毫不减我对大刘、对电影剧组的敬仰。
本人昨天在澳洲上映首日即赴影院观影,回家后发现网上有个枪版,连夜二刷,现在该资源已被下线。请阅读本文的朋友一定要先去影院支持再阅读!


1、@伊卡鲁斯二号 已经提到,小说原著中说太阳先氦闪、再变成红巨星这个描述是不对的,应该是先变成红巨星、再氦闪。而电影中主要强调太阳将会膨胀吞没地球,只在个别地方提到氦闪的事,犯错的程度轻一点。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-1.jpg 2、半人马α三星中,A、B都跟太阳的质量差不多,C的质量很小,是个红矮星。电影中的示意图里,恒星大小比例不对。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-2.jpg 3、“海平面上升300米”似乎是为了给后面水淹到上海几栋高楼顶部做铺垫。但是其实两极全部融化的话,海平面也只上升60米。如果因为地球停转导致海水分布发生变化,也许一部分地区水可以淹到300米,但是不会发生全球海平面升高300米的情况。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-3.jpg 4、地球停转时,水应该是往高纬度地区淹,海啸不应该先袭击我国南端。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-4.jpg 5、小说原著中强调了行星发动机开启时,发动机附近气温被加热至七八十度的情况;只有远离发动机的地方才是低温主导。电影中则简化为全部低温,包括发动机附近。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-5.jpg 6、如果北半球的发动机都沿地球停转前的地轴方向指向北,那北京地区的发动机喷流应该和地面呈40度角,这一幕里面的喷射角度似乎有点太大了。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-6.jpg 从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-7.jpg 7、岩石里面主要元素的核子结合能已经很高了,没有太多进一步聚变的价值。“重聚变”技术只能说是科幻设定。
(更正:经过计算,我认为烧石头是可行的,我收回前面这句话。具体请见:有没有大佬用通俗的语言解答一下流浪地球里面的推动地球的可能性?)
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-8.jpg 8、电影中,地球发动机是直着指向太阳的。小说中,地球是从圆形轨道,通过不断在近日点进行加速,逐步修正成越来越扁的椭圆轨道,来实现远日点抵达木星轨道的;按照小说的方案,发动机喷流应该是垂直或接近垂直于日地连线。小说中的方案所需的推力更小、更符合航天工程实践,
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-9.jpg 9、在吴京手画这个圆圈的过程中,画面中的木星上的气旋就发生了明显的变化,这显然是制作人员不了解木星上气旋运动的时标。在这样的一个瞬间内完全没必要画出气旋的运动。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-10.jpg 10、按照剧情,地球表面都已经结冰,应该以白色为主,不应该还有大片蓝色。而且地球自转都停了,哪来的台风?
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-11.jpg
11、木星又不能凭空变出更多的质量,随着距离接近产生的引力增强都是计划内的,凭什么“引力激增”?——正确的表述是“木星潮汐力增强,超过地壳承受能力”之类。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-12.jpg 12、木星和地球的晨昏线应该几乎完全平行,但是好像差得多了一点:
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-13.jpg 而且这个镜头时应该还有30多个小时才到木星旁边,画面中地球移动速度太快了。
13、地球不是直着冲向木星,地球大气层被木星吸积时,应该有一定的角动量,使其以一定角度(而非垂直)被吸积到木星上(虽然木星密度不够大很难形成完整吸积盘)。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-14.jpg 14、地球来木星附近是为了借助木星的引力进行加速,要做到加速的话,地球应该是往木星背日面切过去,而不是像这一幕里这样,在木星靠近太阳这一边横着切过来,这样只会减速。
而且刚才地球发动机尾迹还是指向太阳的,没一会儿就垂直于日地连线了?
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-15.jpg 15、菲律宾附近:“马上要过晨昏线了,过去以后,就是永夜。”——从这句来看,还是按照北半球朝着太阳、南半球背向太阳这样的设定来的。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-16.jpg 16、这个示意图对引力弹弓的诠释基本是对的,从木星的后面过来获得加速。但是我想要求在执行引力弹弓的过程中,发动机全数开机才能不掉进洛希极限,也是一种很坑爹的轨道设计了。更安全的做法是在足够安全的地方,把地球调整到引力弹弓所需的轨道上,然后全部关机等待自由落体,等出了木星引力范围再开机,这样就不会出现坏了几个发动机之后,原计划轨道就无法维持而全员牺牲的惨剧了。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-17.jpg 17、前一张图上,给木星贴的图是从极区俯瞰的(估计用的是Juno任务发回的图),而这一张上,用的是从黄道面侧视的图,而图上标记的地球预测轨迹几乎一样,这就错了。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-18.jpg 18、这里显示的地球轨道,延续了此前引力弹弓导致减速的错误
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-19.jpg 19、木星的刚体洛希极限大概只有7万公里左右,离木星是很近的。而这个场景中能看到两个较大的木星卫星(因为是很接近球形的),应该是四颗伽利略卫星之二,那么地球此时距离木星至少还有70万公里,安全的很——换言之,按照剧情,此处不应该画蛇添足放两个大木卫。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-20.jpg 20、我不太相信地球能在木星表面以这么大的规模扰动气体。应该以木星吸积地球大气为主,木星自己的气体不会被吸起来多少。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-21.jpg 21、300亿升标准状态下的氧气是 克,仅占地球大气氧气总量 克的百亿分之三,可以说很令人捉急了。这些氧气即使全部充分和氢气混合燃烧,产生的能量也只有 焦耳,而大伊万氢弹的总当量约为 焦耳,也就是说那个气体桥全炸了也就不到百分之一个大伊万氢弹的能量而已,可以说吴京肯定会白死了。
就算李一一情急之下估计错了,假设地球大气已经全部被木星吸积到气体桥里,并与氢气充分混合,并且爆炸能量100%可以作用于地球(实际上会低很多),那么就是  焦耳量级的能量。而地球质量在  千克量级,又是以和木星公转线速度同量级的速度冲过去的,这样给地球产生的速度增量 最多只有零点几毫米/秒,可以说啥用都没有。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-29.jpg 22、需要喷射到非常高,说明氢气、氧气混合并不均匀(当然,这是合理的),也进一步说明前面计算中假设“混合均匀、充分燃烧”不可能实现,因此实际上产生的推力只会更小。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-30.jpg 23、应该是温度更高的火焰更偏蓝白色。改造后的发动机的喷流应该具有更高的温度和射速,不应该反而是红色。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-31.jpg 24、空间站正在加速冲向木星,这个时候体感重力是向后的,泪滴产生后应该迅速向后掉落,而不是完全失重地飘在空中。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-32.jpg 25、空间站的燃料一共有30万吨,如果全都是液氢,要消耗2100亿升标准状态的氧气,是李一一所估计的地球大气被吸积氧气总量的7倍——可见李一一给出的估计实在是太少了
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-33.jpg 26、最后,(由于剧组的失误)人类成功利用木星的引力弹弓实现了地球的减速!
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-34.jpg 27、“三年后”,应该已经远离木星了,不知道背景里这颗行星是土星?天王、海王?不管怎样,行星和那颗卫星的光照面画反了。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-35.jpg 总之:
1、合理的轨道机动设计本可以避免这场灾难
2、如果真发生这样的灾难,点燃气体桥啥用都没有,吴京白死了
3、就算能救地球,但是本片轨道让地球不仅没有得到加速,还被减速了……
当然,天下没有完美的科幻,只要硬伤别太明显,都可以忍……


以上是电影里的物理、天文硬伤。其他一些穿帮镜头和值得注意的细节,参见我在这里的梳理:《流浪地球》里有哪些细思极恐的细节?
欢迎关注我的微信公众号“天文八卦学”(Astrobaguaology)。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2019-5-18 08:29:14 | 显示全部楼层
【包含轻微剧透】~
(1)推进器间距好像不大对。。。

电影里面的上帝视角的行星推进器是这样的:
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-1.jpg 看见这张图第一感觉是推进器好像有点少。大刘原文中的描述是10000+个,目测这么大范围内也就百个左右。
那么如果真的有10000+个的话,从上帝视角看起来应该是什么样子的呢?
试试
我在球面上均匀随机生成10000个点,是这样的(密集恐惧症慎点)。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-2.jpg 一看就比电影里密集好多。。。。。


又想起来,海里不能搞推进器,固定不住,那在陆地部分生成10000个随机点:
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-3.jpg 更密集了,2333333,连太平洋中间的夏威夷巴掌大地方都有推进器。这让我深刻怀疑岛上够不够建比太行山还大的推进器。


稍微算一下,球面有 立体角。
考虑球面上只有 30% 的区域是陆地,所以建立10000个站的话平均每两个站之间的距离是:

这个是个最保守的估计,考虑北极冰原以及沼泽地貌不适合建推进器以及原文中说海平面上升陆地面积减少,推进器之间的间距会更小。
所以实际的视觉效果应该是:
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-6.jpg 而不是:
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-7.jpg 233333333
---------------评论补充-----------------
评论区有说点画的有点大了,其实画图用点是比原图中的光柱底亮点小的(仔细看对比图)。
评论区不少人说海冻起来了可以建引擎了,不过开始建10000引擎的时候引擎还没开,地球还在地球轨道,这个时候温度没有降低,所以海水还在。最主要是小说里也说只有亚欧大陆和美洲大陆有引擎。
(2)洛希极限导致地球破碎

电影中提到地球要经过木星(Jupiter),用弹弓效应加速。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-8.jpg 就是快速掠过木星,使用引力相互作用获得动能,达到加速的目的。
结果经过木星的时候由于引力变化引发的地面灾害破坏了地面推进,导致偏离既定路线,轨道离木星太近,导致近木点(轨道上最接近木星的位置)离木星中心的位置超过洛希极限,地球会被撕裂。
而这个Roche Limit(洛希极限)讲的是卫星在行星引力场中运动过程中,由于卫星天体的不同部分在不同位置受到的合力不同(如下图),也就是潮汐作用。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-9.jpg 这会导致卫星的不同部分被拉伸和挤压,这个作用力力在大到一定程度的时候,有可能会撕裂卫星。
卫星离主天体的距离越近,被撕裂的可能性就会越大。而撕裂卫星天体最近的距离就叫做洛希极限(Loche Limit)。
在《流浪地球》这个场景中,地球是木星的小卫星。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-10.jpg Roche Limit 的描述详见(Roche limit - Wikipedia),可以总结成两个公式:
对于固体的卫星(比如地球,其实不严格,因为地幔以下不是严格刚体):

对于流体的卫星(比如气态行星),因为流体在轻微形变之后会加大潮汐矩,所以流体卫星会在更远的地方破碎:

这里的 分别是主行星和卫星的密度。
木星质量是地球的大约300倍,半径是地球的11倍, 地球的密度是5.514 g/cm 木星的密度是1.326 g/cm。
根据以上公式,木地的固态和流体Roche Limit分别是 0.78和1.5倍木星半径。
所以如果要木星的引力潮汐撕裂固态地球,地球的近木点需要在木星内部。
从这个角度看,即使真的是轨道近木点过近导致地球破碎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。
【有同学说木星是个气态行星,地球从气体内部穿过去过去就完了~~~    这里还是不行,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,还是坠毁木星比较合适。
(3)地球木星比例

还有个小问题,木星半径是地球半径的11倍左右,所以比例看起来应该是这个样子:
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-15.jpg 从截图的像素测:
从地球绕木星转的一段里目测截取地球和木星大致在同一视平面(尽量减小近大远小的视差影响)的一张然后测一下:
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-16.jpg 从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-17.jpg 30倍。
评论里有说是视角问题,近大远小,所以这里为了尽量避免近大远小,截图选取取大致木星地球在同一视平面的情况。
另:印象里电影中这一幕是飞船视角,飞船是地球的护航,应该离地球近点儿,这样的话视觉效果应该是地球比1/11木星更大
而这里应该是为了显示地球在木星面前非常渺小,有夸大木星的尺寸
(4)点燃木星大气产生激波推开地球

这个大概是我感觉最不可思议的部分。
氢气和地球上的氧气混合,然后化学点燃,产生激波,因为相比于核能,化学能的单位质量的能量释放率简直是可以忽略不计。
首先是地球氧气损失,由于木星引力潮汐导致的气体损失会聚集在轨道附近,而不是被输运到木星上:
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-18.jpg 只有少量氧气会被输运到木星,氢气爆燃极限的氢气浓度是95%,如果氢气浓度大于95%的话而是无法被点燃的。这个场景中,地球逸散出的部分氧气被300多倍地球质量的大氢气球(木星)稀释,这之后能点燃的可能性非常值得怀疑。
说到点燃,行星引擎加吴大哥费那么大劲点燃了木星。。。感谢 @卫宫光遁 提示,木星大气内部充满闪电,要是有充足氧化剂(氧气),自己就会炸。
即使是在合适的时机点燃了,点燃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(ref:http://space.com 木星磁场外推)(关于如何得到这样外推的磁场可以参考这个回答:磁场外推方法 ):
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2019-5-18 08:30:11 | 显示全部楼层
其实几乎就是bug组成的,因为这篇小说设定的what if太离奇。
但是科学上有bug不代表说不好看。
对于科幻作品来说,首先要有一个幻想的what if,发生了一个离奇的事件,作为作品的中心思想,然后再有一些科学的how to,就是用科学来解释发生了这些的原因,以及这些现象在现实中真的出现,可能发生的后果。比如火星救援中的what if是主角困在火星,星际穿越的what if是穿越黑洞。而在短篇的科幻小说中尤为明显,基本整个的故事都要围绕这一个what if去进行描写。
那么现在来说,很多人都在黑的一个点就是在设定上,如果发生了太阳氦闪的灾难,人类应该考虑更实际的飞船计划,而不是流浪地球计划,从而提出一些发动机无法产生足够推力、地球地壳无法承受等等bug。
他们其实被误导的一点就是,这个小说的what if不是太阳氦闪,而是what if地球变成一颗流浪行星。简单来说,大刘在想这篇小说的创意时,想的不是“如果太阳爆炸,地球文明如何存活”,而是“如果地球脱离了太阳引力,往宇宙飞去,人类文明离开了太阳会变成什么样呢?以此为噱头,应该会是一个好故事”
那么基础框架定了,需要什么理由让地球流浪呢?可能大刘也想过外星人恶作剧?人类阴谋?但这些都需要额外的设定,可能会把流浪地球的点本身盖过去,那么干脆就简单点让太阳爆炸吧,然后再想想办法如何限制地球飞船以外的计划,稍微一笔带过就行,嗯。。虽说有点扯淡,但是,啊,地球,我的流浪地球,太浪漫了,这些bug就不管了。
所以这个小说的名字叫流浪地球,而不是氦闪太阳。
其实这么一看,这一切并不是太阳的错,太阳是无辜的,而是地球一开始就决定要流浪,所以太阳,你就炸了吧。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2019-5-18 08:30:39 | 显示全部楼层
稍微偏题从工程角度说一点,那就是“流浪地球”计划的一整套系统的可靠性太特么低了!!!
现今大部分的重要工程系统,都保证至少是双重化配置,也就是保证是一半甚至一半以上的系统损毁了,整个系统都可以正常的运行。
具体对“流浪地球”机会来说,假设一万座发动机就足够的话,至少应该要保证有两万座以上的发动机,并且每一座发动机都要有至少两套的相互独立的点火和供能系统来保证发动机的正常运行。平时一万座发动机正常运行,同时有相当数量的发动机处于备用状态,可以在正常运行的发动机有损时,自动在极短时间内进入运行状态,剩下的小部分进行检修、保养,所有发动机不断的轮换、更替。
实际上,建造行星发动机这事情,只要地理空间、工程材料和后期维护等允许,压根就不用停下来,可以一直造下去,毕竟关系人类命运的工程,可靠性再高都是不为过的。仅仅部分发动机熄火这么点事情,就需要花这么多的时间和精力去维修,亏了个空间站,甚至差点就放弃地球了,这一套系统的负责人早就可以拉去枪毙了!
另外,重启发动机的“火石”这玩意竟然需要跑大老远的去运送!照例,这么重要的话,平时就应该在发动机旁边呀……备上一百个不算过分吧…反正看起来也不是多金贵的东西…因为仅仅是发动机停机,需要把“火石”丢进去这么简单的事情,就需要大把人耽误大把时间,跑老远去运送,并且造成这么严重的后果,这也太扯犊子了……
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2019-5-18 08:30:45 | 显示全部楼层
直觉上看,流浪地球的轨道是有问题的。这大概是一个小说中带来的bug。小说中的描述是类似霍曼转移的轨道,发动机在近日点点火拉升远日点高度。原文中也提到,由于地球发动机推力不够,需要绕太阳15圈才能达到逃逸速度。
这个说法其实是有根据的。我国2007年发射的嫦娥1号便采用了类似的策略。嫦娥一号是基于东方红三号卫星平台建造,入轨重量2350kg也与典型的东三平台通信卫星接近。而发射嫦娥一号的长征三号甲运载火箭GTO运力只有2.6吨。所以长三甲拼了命也只把嫦娥送到了200km x 51000km的超同步转移轨道轨道。此后嫦娥一号靠东三平台自带的490N远地点发动机自行变轨到周期为24h和48h的调相轨道,然后进入地月转移轨道。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-1.jpg 图源 clep.org.cn
这个调相轨道其实就与流浪地球那绕太阳运行的15圈类似。霍曼转移是希望加速这一动作在通过近地点的瞬间完成,否则就会产生额外的重力损失,同时引起其他轨道参数的变化。通过调相轨道将动力飞行过程分散到多个周期内,有利于节约能量和提高入轨精度。
但是轨道没问题不代表小说没问题。嫦娥一号重2350kg,在490N发动机的推动下也能获得0.2m/s^2的加速度....而流浪地球...用书中的数据,发动机不间断开动500年,加速到5‰光速计算,流浪地球的加速度在1x10^-4m/s^2的量级.....实际上加速度与使用离子推力器的黎明号探测器在同一量级...(我看到的数据是7m/s/d,也就是约8x10^-5m/s^2)
然后黎明号的轨道是这样的
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-2.jpg 图源 Wikipedia.org
可以看到,图中粗实线为黎明号的运行轨迹,其中淡青色的部分代表动力飞行段,而黑色的部分代表滑行段。可以看到,黎明号在绝大多数时间维持发动机开机,轨迹也与霍曼转移的圆锥曲线轨道不同,近似于等角螺线。
两个截然不同的轨道代表了两种不同的策略。对于嫦娥而言,她使用传统的化学火箭发动机,推力相对较大但燃料有限,主要矛盾是合理利用能量,减少浪费。而黎明使用的氙离子推进器推力微弱但是燃料充足,主要矛盾在于如何令发动机工作足够长的时间来将燃料转化为速度。对于流浪地球的聚变发动机,情况应该更接近黎明号。

另外刚刚看到有朋友提到比邻星与黄道面的夹角问题,想起来似乎刚好可以圆都有烧石头的发动机了为什么要贪木星引力弹弓那点速度的bug。引力弹弓既可以用来加速也可以用来减速,还能用来改变速度的方向。其中最著名的例子要数尤利塞斯和旅行者二号。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-3.jpg 画作:尤利塞斯与IUS上面级组合体从航天飞机上释放。图自Wikipedia.org。

尤利塞斯是探测太阳的探测器,发射后却没有直奔太阳,而是飞向了木星。通过预先设定好的轨道,尤利塞斯的速度在木星的引力场中偏折了近90度,轨道平面从黄道面变成了与黄道面接近垂直的79度倾角,成为了人类第一个探测太阳极区的探测器。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-4.jpg 尤利塞斯发射后的轨道。图源Wikipedia.org
尤利塞斯借用木星引力转向后仍然是太阳系内的人造行星,但是旅行者2号却是真正离开太阳向更宽广的银河飞去。为了探测海卫一,旅行者2号从海王星的北极飞过,偏折的速度使其离开了黄道面。
从物理角度讲,《流浪地球》有哪些地方很「bug」?-5.jpg 旅行者2号发射后的轨道。图源Wikipedia.org
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2019-5-18 08:31:43 | 显示全部楼层
流浪地球如果不是一部硬核科幻电影,而是奇幻/玄幻/漫画电影,那就不会有科学bug了,但是这样一来,还会这么火吗?所以大家还是很看重科学性的,是吧?
那么科研工作者来给本片找bug,为啥会被一些热心观众说是吹毛求疵呢? 比如有人可能会说,电影就是个娱乐,不要那么认真。
作为大刘作品十几年的读者和一枚基层科研搬砖工,我觉得需要认真地吐槽一下:
其实,科研工作者挑bug本身就是一种娱乐,挑bug需要学以致用的计算和讨论(包括各种开脑洞),据说还有助于复习天体物理基本概念,可能比看原片还开心呢。
不信可以看看 @Pjer 和 @刘博洋 两位的高票回答和评论。
《流浪地球》从物理上来说有哪些地方是很「bug」的?

《流浪地球》从物理上来说有哪些地方是很「bug」的?
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2019-5-18 08:32:05 | 显示全部楼层
《流浪地球》有一个核心设定:木星引力增强。这句话听着就很Bug。不过这里我想试着(定性)解释一下,不知道计算上能不能说得通。
首先看一看地球为什么要经过木星。在书中和电影里,地球经过了数次加速,推动远日点最终到达木星轨道,利用木星引力弹弓飞向比邻星(呃,时机这么巧吗?可以查一下按照电影和小说的设定,那时候的木星位置是否合适,本回答暂不考虑。)可以看出,行星发动机的推重比很小,而且流浪地球还是一个限时任务(要在太阳爆炸之前完成),有可能多绕太阳几圈时间就不够了,所以引力弹弓确实有可能是唯一方案。而且引力弹弓的双曲线的焦距是要根据所需的渐近线方向(需要大致指向半人马α方向)设定的,设定里好好摆一摆木星的位置可能就能把地球近木点逼到刚体洛希极限附近。
刚体洛希极限的条件:对于一个完全刚体、圆球形的卫星,假设其物质都是因为重力才合在一起的,且所环绕的行星亦是圆球形。(摘自wikipedia,BY-SA 3.0)
回到正题,木星引力为什么会增强?因为木星本身是流体。地球对木星的影响可能被低估了,木星的形变程度大于片中科学家的预想。过多的木星大气被吸向地球侧,增大了引力和潮汐效应。这些严重降低了地-木系的角动量,进而减少了地球轨道的焦距,使近木点距离c-a小于木星的洛希极限。
那么电影里的完整设定猜测如下:对于木星液氢层以及木星大气的流体力学计算低估了木星的形变程度,地-木系的角动量受潮汐效应减少导致近木点降低,且木星的洛希极限由于木星形变增大,使地球落入木星的洛希极限内。
(其实我很怀疑就算刘培强不死也不会有大事:地球能够承受住行星发动机的压强就说明地壳的电磁力足以扛过木星的潮汐力啊……)
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2019-5-18 08:32:54 | 显示全部楼层
直接看刘慈欣自己写的就知道了。
飞船派更实用、行星推动器推不动地球、太阳氦闪等BUG,刘慈欣都知道,但为了科幻美感,通通在科幻的严谨上做出妥协。
例如:之所以设定行星推进器推动地球流浪,是因为刘慈欣认为科幻美感高于飞船逃亡。
以下摘自《科幻世界增刊·30周年特别纪念》作者:刘慈欣
 在那届笔会上,阿来请来了《小说选刊》资深编辑冯敏讲授国内主流文学的现状,强调科幻小说应该在文学和科学幻想上取得某种平衡,其实,《流浪地球》就是这种平衡的结果。   
          对于小说中的人类逃亡,从科幻或科学角度讲,我是百分之百的飞船派,因为推进地球的能量绝大部分消耗在无用的荷载上,也就是构成行星的地壳内部的物质,这些物质最大的意义就是产生重力,但重力也可由飞船的旋转来模拟。但从文学角度看,这篇作品的美学核心是科学推动世界在宇宙中流浪这样一个意象,而飞船逃亡则产生一个完全不同的逃离世界的意象,其科幻美感远低于前者。   
       不过后来的一次经历差点儿使这篇小说流产,那是我因公外出,第一次坐飞机,从万米高空看大地时,仍然一点儿都觉察不出地球的曲率,行星的表面仍然是一个无际的水平面,推进这样的世界简直是痴人说梦!但回去后还是坚持把小说写出来,最初只有发表时的一半长,后来应编辑的要求加长了一倍。王晋康老师在笔会上看到该文时说这应该三十万字才够,可在当时是没有机会发表长篇的。   
     《流浪地球》还有许多方面不得不在科幻的严谨上做出妥协,比如氦闪,只是恒星步入晚年初期的一种活动,在漫长的时间里反复发生后,恒星才能进入红巨星状态。另外,当时没有经验,竟把地球发动机的具体参数全部详细列出,详细到可以很方便地直接计算地球得到的加速度,计算的结果是:发动机只能给地球零点(N多个零)几的加速度,别说航行,改变轨道都不可能。
_________
2019年2月12日 鉴于约有五个评论没意识到这段话是刘慈欣本人所言,故加粗作者,以示强调(叹气)。
回复 支持 反对

使用道具 举报

*滑动验证:
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

返回顶部