流浪地球知识点

《流浪地球》看懂需要恶补烧脑的天文物理知识

知识点1：地球为什么要跑路？

由于太阳没有足够的质量爆发成为超新星，替代的是，在约50 亿年后它将进入红巨星的阶段，氦核心为抵抗引力而收缩，同时变热；紧挨核心的氢包层因温度上升而加速聚变，结果产生的热量持续增加，传导到外层，使其向外膨胀。当核心的温度达到 1 亿K 时，氦聚变将开始进行并燃烧生成碳。

由于此时的氦核心已经相当于一个小型“白矮星”（电子简并态），热失控的氦聚变将导致氦闪，释放的巨大能量使太阳核心大幅度膨胀，解除了电子简并态，然后核心剩余的氦进行稳定的聚变。

从外部看，太阳将如新星般突然增亮5～10 个星等（相比于此前的“红巨星”阶段），接着体积大幅度缩小，变得比原先的红巨星暗淡得多（但仍将比现在的太阳亮），直到核心的碳逐步累积，再次进入核心收缩、外层膨胀阶段。这就是渐近巨星分支阶段。

地球的命运是不确定的，当太阳成为红巨星时，其半径大约会是现在的200 倍，表面可能将膨胀至地球现在的轨道——1AU（1.5×101m）。

以上废话概括为：大约50 亿年（地球年）后，太阳膨胀为红巨星，吞噬水星、金星，甚至

地球，然后内部坍缩爆炸成一颗白矮星，因此这个时候，地球不得不跑路，拜了个拜您（‘您’指太阳）内~

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知识点2：为什么海水会淹没东方明珠和上海世贸中心？

由于地球每分每秒都是自西向东进行自转，自转时想想有哪些地球上的东西是在动的？

从上往下，如数家珍：

1、有大气，地表上方的大气（大气层内的所有气体）是受地球自转而运动的，因此产生地

球的各种风带以及气旋（如台风，还记得2018 款的山竹吗？）；

2、有地表的江河湖泊，以及都要流到的大海大洋，受地球自转影响，地球各大洋有不同的

洋流；

3、有地下岩浆，有小伙伴疑问了，什么岩浆也会跟着地球自转流动？当然，不然你以为地

球磁场是怎么来的？

地球的自转除了使附属于地球的气体液体受之影响，还是产生地球四季和黑夜白昼的根本原因。电影中提到车辆马上要进入“极夜”了，之所以能在赤道附近产生极夜，就是因为地球

停止了自转而造成的。自然正常条件下，只有地球南北极才会出现极昼和极夜。

言归正传，那么海平面在电影中那么高可以把东方明珠都吞没？

原本由于受月球潮汐力和地球自转离心力影响的全球海水会聚集在赤道纬度导致海平面更

高一些。

由于逃离太阳，由于地球刹车停止自转了，逃离时也把月球丢弃了，离心力（对应向心力）

消失了，赤道纬度较高海平面的海水流向其他纬度的海岸线，加之，上海、杭州一侧都有逃离发动机（加速喷射等离子流），海水由于惯性在这些地方会聚集，还有就是因为地表这些

喷射发动机会产生高温，融化地球两极的冰川，这些因素共同导致上海这样的滨海城市一下

子被海水吞没。

加之地球远离太阳系宜居带，离太阳的直线距离越来越远，温度骤降（影片里显示零下七八十度），海水结冰，于是有了上海世贸中心和东方明珠被海水冰块淹没的场景。

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知识点3：为什么赤道上要安装“转向发动机”？

这个很好理解，因为电影中的情节是要避免太阳吞噬地球使地球逃离太阳系，那么逃离必然是使地球呈直线（理想状态）或曲线背离太阳逃离。

我们见过电视上火箭发射，都是将火箭树立在地上点火发射的，火箭上升过程中，火箭的头部（即整流罩一端）都是一直向着目的轨道的方向，末端（发动机喷射一端）都是向着远离

的方向。

您不会见过跟孙悟空金箍棒一样旋转着发射的火箭，如果见过（美洲某些国家发射的某些火箭），那么这个火箭离解体爆炸也不远了。或者您看到的根本就是过年小朋友放的呲花？

影片中的赤道附近的转向发动机，在逃离之初是起到一个给地球自然自转的一个刹车作用，

在到达目标星系后又提供一个恢复地球自转的启动作用（朝着刹车相反的方向喷射等离子

流）。之所以选在赤道附近，是因为对于自转的停止和启动，地球赤道离南北极轴的直线距

离最远，根据物理杠杆原理，在赤道发动机提供的力矩才最大。顺便科普一下，地球赤道自

转线速度为466 米/ 秒。

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知识点4：什么是“洛希极限”？

洛希极限是指当行星与卫星距离近到一定程度时，潮汐作用就会使天体本身解体分散。这个使卫星解体的距离的极限值是由法国天文学家洛希首先求得的，因此称为洛希极限。

当天体和第二个天体的距离为洛希极限时，天体自身的重力和第二个天体造成的潮汐力相等。

如果它们的距离少于洛希极限，天体就会倾向碎散，继而成为第二个天体的环。它以首个计算这个极限的人爱德华·洛希的名字命名。

当卫星到达这个位置后，高速运动产生的惯性离心力在卫星的向星面与背星面的差异已经不

可忽视！在计算令天体解体的洛希极限时必须考虑离心力产生的发散作用。

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知识点5：人类为什么没有制造大型的宇宙飞船逃离，而选择像蜗牛一样背着壳带着家园一

起跑呢？

1、人类由于技术瓶颈，最多只能造出如同上海那么大的飞船，生态系统太小无法长期航行；

2、最近的半人马座没有行星，飞船去了也没地方停；

3、最近有行星的恒星在850 光年以外，飞船飞过去要170000 年，路程太长；

4、只有像地球这样规模的生态系统才能维持生命不息持续几千年的航行。

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知识点6：什么是引力弹弓效应？

影片中地球逃离太阳系时，和木星擦肩而过，就是想利用木星作引力弹弓效应进行加速。

行星的引力助推作用能够改变飞行器相对于太阳的速度，但由于必须遵守能量守恒定律，所以它和行星间的相对速度并没有改变。在飞行器第一次从远距离接近行星时，产生的运动效果就像该飞行器被行星反弹开了。科学家们称这种情况为弹性碰撞，不过两者之间并没有发

生实体接触。

假设你是一个静止的观测者，那么你就会看到：行星以速度U 向左运动，飞行器以速度v 向右运动。由于两者的运动方向相反，所以当飞行器运行至行星右侧时，其轨道就会发生弯曲，进而以U+v 的相对速度（相对于行星表面）运行。当飞行器脱离环行星轨道时，其相

对于行星表面的速度仍然为U+v，但是此时的运动方向与原来相反——即向左运动。而由于行星本身正以速度U 向左运动，所以在观测者看来，飞行器正以2U+v 的速度向左运行——

其速度提升幅度为2U，即行星运行速度的两倍。

由于未考虑轨道的各种细节，所以这是一个过于简单化的模型。但是事实证明如果飞行器沿

双曲线轨道运行，则其无需启动引擎即可从相反方向离开行星，同时只要其脱离了该行星引

力的控制，那么它就可以获得2U 的速度增量。

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知识点7：月球去哪了？

原著中这么写道：“在回家的航程中，我们看到了起航的第一个信号：夜空中出现了一个巨

大的彗星，那是月球。人类带不走月球，就在月球上也安装了行星发动机，把它推离地球轨道，以免在地球加速时相撞。”

地球既然能被推动，那么月球那么小，推离也不是什么大问题了。

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知识点8：木星有那么大的引力吗？