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全球消息！为什么流浪，流浪到何方？

来源：科普中国

最近，一部电影和一部电视剧被大众津津乐道，它们是《流浪地球2》和《三体》。今天我们来聊聊这两部片子吧。氦闪是怎么回事？流浪地球需要哪些操作步骤？难度有多大？我们要去邻居家长住，而邻居家却说“我们这里住不得啊，我还想去你们家呢！”究竟谁更占理呢？氦闪

我们的太阳从分子云中诞生至今，已经46亿年了。在它的核心，无时无刻不在进行着核聚变反应。四个氢核（质子）合成一个氦核，释放出巨大的结合能。

这个能量就像热气球的那把火一样，稳稳地撑住了太阳的主体，阻止了太阳的收缩。但它又无法把太阳吹得更大，因为如果太阳膨胀的话，温度就会变低，氢核聚变就会减缓。


【资料图】

太阳就这样稳定地燃烧着，从诞生到现在，才刚损失了0.03%的质量。

图源：网络比起氢核来说，含两个质子和两个中子的氦核十分沉重，又无法被氢聚变的温度点燃，它作为核聚变废料无处可去，所以只能在太阳核心慢慢累积，形成一个密实的简并状态。

简并态物质非常古怪：在它的热压强突破简并压之前，温度的变化不会产生体积的变化。所以，当太阳核心的氢核枯竭的时候，太阳在引力的作用下向内收缩，这时，核心的氦就会经历一个奇特的过程：先是温度不够高，完全点不着氦，直到温度达到一亿度时，氦被点燃。但最初的氦聚变不能通过体积膨胀让聚变减速，而是让更多的氦核参与进来，形成一个热失控的核反应，一场失控的核爆炸。

这就是氦闪。在几秒的时间内，太阳核心的氦可以产生比平时高千亿倍的能量，顶得上整个银河系。

《流浪地球》的第一部和第二部都还没有拍到这个场面，不过原著中提到了。在冥王星轨道的距离上，它是一道眩目的闪光，造成了大家几秒钟的短暂失明，之后，太阳就急速膨胀成了一颗红巨星，吞没了内层行星的轨道。

体积暴胀的红巨星吞噬离它较近的轨道行星 图源：网络

其实，氦闪的能量爆发只是在太阳的核心，它产生的能量大部分会被太阳本身吸收，从外界是看不出来的。另外，氦闪应该发生在太阳沦为红巨星之后，而不是之前。

按照估算，太阳还可以继续平稳燃烧50亿年，不会像原著和电影里面那样很快出事的。不过，在这50亿年内，太阳会逐渐增大变亮，地球远在它变为红巨星之前就会蒸干海洋，不再宜居了。流浪地球

科幻嘛，我们要接受一些设定，所以太阳如果就是一门心思要氦闪，我们就必须启动流浪地球计划，赶在变成烤肉串之前尽快跑路。

整体来说，大刘在流浪地球中设定的步骤是很科学的：先让地球停止自转并赶走月球，再把地球沿着黄道面向外推出，并利用木星的引力弹弓作用飞离太阳系。地球停止自转是很有必要的，否则地球边转边逃，就像个放气的气球一样，团团打转飞不出去了。当然，如果把行星发动机布满地球，随着地球的自转轮流开机也是可以的，但那样的开销和系统管理风险就太大了。

大刘在原著中有个小bug，他说，地球停止自转之后，就再也没有了日出日落。这是不对的，其实应该是一年等于一天，地球每年日出一次、日落一次。

为什么要赶走月球呢？因为地球沿着黄道面往外飞，逃离时容易撞到月球。至少，带着一个拖后腿的小家伙跑，非常费时费力。

那么大家可能要问：为什么要沿着黄道面往外飞呢？假如从“俯视”太阳系的方向飞出去，不就省去很多麻烦了么？这是因为地球发动机能提供的动力还是太少了，需要借木星进行引力加速才能事半功倍。

《流浪地球》第一部，就是利用木星加速时出了点问题，差点坠入木星，就此展开了剧情。不过，原著中并没有这个问题，地球顺顺当当地从木星身边飞过去了。

有个问题：行星发动机真的可行吗？其实，不管让地球自转刹车还是把地球推出太阳系，都是个基本上不可能的任务。在地球的体量上，它并不是一个可以整体停转甚至推移的刚体，它的表面甚至都不允许有落差十几千米的高山。假如让地壳停转，地幔和地核都不会同意，软流层会立刻造反，产生褶皱和断裂，岩浆涌出地面，结果依然是全球大毁灭。

书中和剧中，让地球停止自转花了几十年，把地球推出太阳系也花了好几个公转周期，慢慢让地球偏心运行几次，使椭圆越来越椭，才终于启航出发的。虽然这样依然不够缓慢温柔，但大刘还是已经很照顾真实世界的感受了。比邻星

流浪地球的目标是南门二，也是《三体》里面的“三体”恒星原型。《流浪地球》中的南门二可以去，而《三体》里的三体生物却想逃离，究竟谁比较占理一些呢？我们来看看邻居家的情况吧。

南门二是一颗三合星系统，距离我们4.24~4.37光年。书中的三体人所居行星，被三颗恒星混乱而不可预测的运行抛来掷去，苦不堪言。

每次看到日落，都没有再次看到日出的把握，并且时刻生活在乱纪元的恐怖之中：有时，他们所居的行星会被甩到离三颗恒星极远的地方，文明在严寒中毁灭，或者三日凌空，大地被炙烤成焦土，甚至被三颗恒星的引力撕裂。

逃离这种朝不保夕的恐惧的唯一办法就是星际移民。终于有一天，他们收到了从地球发来的人类讯息，惊喜地发现原来宜居恒星就在身边，故事由此展开。

“三体”的混乱状态，从数学上的确如此。然而，如果几颗天体实力悬殊时，这个系统就不会那么乱了。

比如咱们太阳系，一颗太阳带着八颗大行星，就是个九体问题，但是在太阳的绝对领导下，小弟们之间的相处十分和谐美好，各个天体的位置都能相当可靠地预测出来。

实际上的南门二也是一个很稳定的系统。咱们以为的“三合星”可能是“远看一颗星，放大才能分辨出三颗”。

事实上的南门二，从地球上可以很容易分辨出两个光点，其中南门二A和南门二B挤在一起，看起来是一个光点，而比邻星和南门二A/B的目视距离则有2°，在这块天区上，可以并排摆放四个满月。

南门二A和B两颗恒星，各自的大小都和太阳差不多，但比邻星就小得多了，它只有0.12个太阳质量。

太阳与南门二的大小对比 图源：网络

所以，这个三合星系统实际上是两颗大恒星带着一颗小恒星运行：南门二A和B紧紧地贴在一起，以80年的周期互绕，而小不点儿比邻星则远远地围着A/B的共同质心，以大约50万年的周期转动。这个系统会长期稳定存在，根本不会出现“乱纪元”的现象。

因此，我们要加入拯救派，尽快告诉三体生物：主啊！你们已经被拯救了！你们的世界完全没问题！不要卖惨！不要觊觎我们的太阳系了！

关键词： 形成一个 三体生物

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