兔年新春的快乐都是刘慈欣给的。
电视剧有让原著党惊喜连连的《三体》；
贺岁档有把阿凡达秒成渣渣的《流浪地球2》。
大年初三，《流浪地球2》已破十亿票房！
小破球，堪称中国科幻影片的奇迹。
但是，对于很多非专业人士来说，《流浪地球2》里涉及的很多硬科幻没有那么容易理解。今天给大家送上一份科普指南，指南解答的问题包括《流浪地球2》中的科学生命计划、太阳吞没地球、行星发动机能否帮助人类逃离太阳系、太空电梯在未来会变成现实吗……等。
带上这份指南去观影，助力你看懂《流浪地球2》!
太空电梯在未来能变成现实吗?
电影中的太空电梯像一条宇宙级高速公路，主要作用是实现外太空和地球之间的物资运输。
太空电梯要连接地球和宇宙空间站，这是相当长的长度，对电梯的材料要求很高。像一般电梯一样用钢铁是不行的，因为钢铁密度大、自重太大，长度到达一定程度的时候由于自重，它自己就断了。
建造太空电梯需要一种比木头还轻，比钢铁还硬，还要有一定柔韧性的材料，碳纳米管是最合适的材料。
不过，以目前的科学技术，碳纳米管量产比较困难。科技在不断进步，诸多科学家也在坚持研究太空电梯相关问题。未来，人类在太空电梯建造方面一定会取得突破。
太阳真的会吞没地球吗?太阳为什么会变成红巨星?什么是氦闪?
电影的故事设定中，太阳急速老化:持续膨胀，并将在百年后吞没地球。这实际上指的是太阳氦闪，太阳是先变成红巨星才会发生氦闪。
氦闪是恒星在氦聚变阶段突然发生的，是爆炸式的氛聚变。当太阳核心的氢全部聚变成。氦时，一开始氦不能聚变，核心外一层原本不能聚变的氢开始聚变，把太阳外层向外掀，变成红巨星。
当核心温度达到一亿度，氦被点燃，在以秒计的时间里释放出平时千亿倍的能量，就会产生爆炸式的氦聚变，这就是氦闪。
氦闪所释放的能量非常大，在氦闪发生之后，太阳上的聚变反应会向更深层次迈进，在这个过程中，太阳会不断膨胀，体积会增大数千万倍。当太阳氦闪发生之时，地球会怎么样呢?
我们知道，太阳氦闪发生的瞬间所释放的能量相当于太阳在过去百万年之间所释放的能量总和，如此巨大的能量会瞬间摧毁地球的生态系统。
但现实中，按照恒星正常的寿命，太阳要在50亿年之后才会变为红巨星，所以不必杞人忧天。
“数字生命计划”可以让人类“永生”吗?从科学技术上能够实现吗?
电影中人类面临末日危机，一种声音呼吁启动“数字生命计划”以延续人类文明。现实中关于这一问题也有诸多研究。
2022年，国际科学团队端粒到端粒联盟(T2T)发表了第一个完整的、无间隙的人类基因组序列。所以，以当下的科学进展来看，我们已经可以实现对个人基因信息的存储。但这也仅限于对基因信息的存储，将记忆和部分意识上传至数字生命世界，从而实现“永生”，目前还难以实现。
因为以现在的科学研究，我们对意识和记忆的本质认识还远不清楚，能否存储它们更是尚属未知。例如，心理学中新兴的“具身认知”理论指出，人的生理体验与心理状态之间有着强烈的联系，生理体验“激活”心理感觉，反之亦然。由此可以看出，也许人的意识很可能不能离开身体。
不过，科学是永无止境的，随着科学家们越来越深入的研究，未来一切皆有可能。
如果真的制造出行星发动机，可以帮助人类逃离太阳系吗?需要“烧”多少“石头”才能飞呢?
如何让地球动起来?电影中提到的方法是“烧石头”，也就是重聚变技术。重聚变就是比氢重的元素的聚变。聚变首先要克服质子之间的排斥，越重的原子核质子越多，所以越难以聚变。
电影中首先假设人类掌握了重聚变技术，能够把岩石作为无穷无尽的燃料。然后在此基础上用重聚变产生的能量把大量的物质高速抛射出去，通过反冲作用让地球获得动量，这就是行星发动机。
目前人类只能勉强实现氢的聚变、重聚变，《流浪地球2》中的“烧石头”，也就是“硅聚变”还远远做不到。聚变反应的发生是很复杂的，需要极高的温度和极强的压力，还需要反应条件的环境，要做出电影中的行星发。动机还有很长的路要走。
上映三天票房破8亿、豆瓣开分8.3，《流浪地球2》继续保持了中国式科幻大片的热度。无论是千钧一发的太空电梯坠落还是震撼人心的太阳风暴、月球引爆，《流浪地球2》延续出色视觉效果的同时，又一次歌颂了人类面对危机时的勇气和信念。
《流浪地球》讲述太阳即将毁灭，人类启动“流浪地球”计划，推动地球离开太阳系寻找新家园的故事。《流浪地球2》则聚焦地球开始“流浪”之前，展现太阳危机初期，人类携起手来迎难而上、攻坚克难的经历。《流浪地球》是根据刘慈欣的同名小说改编，故事设定在2075年，讲述了太阳迅速老化，即将毁灭并吞噬地球。太阳系已经不适合人类生存，而面对绝境，人类将开启“流浪地球”计划，试图带着地球一起逃离太阳系，奔向4.2光年外的比邻星。
《流浪地球2》中的地理考点
了解太阳及太阳系
太阳系成员包括太阳、八颗行星及其卫星、众多的小行星、彗星、流星体和行星物质等。太阳是太阳系的中心天体，其质量约占太阳系总质量的99.86%以上。其他天体都在太阳的引力作用下，绕太阳公转。
太阳活动对地球的影响：
太阳活动指太阳释放能量不稳定性所导致的一些明显现象，如太阳黑子、耀斑、日珥和太阳风等。这些现象分别出现在太阳外部不同圈层。太阳黑子出现在光球层，耀斑和日珥出现于色球层，太阳风出现于日冕层。黑子和耀斑是太阳活动重要标志。
耀斑爆发☝
①对气候的影响：凡是太阳黑子活动的峰年和谷年，地球上出现异常气候的概率就明显增加。
②对地球电离层的影响：耀斑爆发时会发射强烈的电磁波，这些电磁波以光速传播到地球，会强烈干扰地球高层的电离层，导致短波通信、卫星通信、短波广播、航天航空等信号质量下降甚至中断。
③对地球磁场的影响：当太阳活动增强时，来自太阳的高能带电粒子流——太阳风会干扰地球磁场，产生使磁针剧烈震动而无法正确指示方向的磁暴现象。
④产生极光现象：在靠近地球的极区，晚上常常可以看见天空中闪耀着绚丽多彩、变化多端的光带，这就是极光。极光就是太阳发射出的高速带电粒子流到达地球后，在磁场的作用下，与地球两极地区高空大气分子相互作用产生的高能物理现象。观测表明，极光出现的强度和频繁程度与太阳活动的强弱有密切的关系。
思考：太阳真的会老化吗？太阳内部无时无刻在发生核聚变，并以电磁波的形式向外散发热量。现在，太阳已有45亿年的高龄，太阳真的会老化，他将在100亿年时毁灭。老化后的太阳将变为一颗巨大但暗淡的红巨星，爆炸之后还会膨胀，体积庞大到能把地球吞没。
地球的新家园真的存在吗？
“流浪计划”的目的地是4.2光年外的比邻星，他是真实存在的，他和太阳一样，也是一个能发光发热的恒星，1915年首次被发现。
太空电梯返回大气层为何燃烧
太空电梯轿厢返回大气层的时候，则通过摩擦生热燃烧冰盾的方式极大地节省返回成本。
并且太空电梯轿厢，越往上走大气密度越小，那么摩擦也就越小；而太空电梯轿厢降落，越往下空气密度也在增大，摩擦会越来越大。
因此，太空电梯轿厢上升的时候，表面并不会被烧得通红，但是在降落穿越大气层的那时候，会被烧成“火球”。
思考：太空电梯轿厢穿越大气层时气温和气压有何变化？
流浪地球遭遇了哪些灾难？
影片中遇到的灾难之一就是全球变冷与海平面上升。
图恒宇小队在水下执行任务时，看到了已经沉入海底的国家体育场鸟巢。
在某次行星级发动机的点火仪式上，我们看到了已经被洪水吞噬殆尽的上海，只有环球金融中心、金茂大厦、东方明珠等高耸的标志性建筑还在水面之上。
思考：①影响全球气候变冷的原因有哪些？②海平面上升会带来哪些影响呢？
影片中遇到的灾难之二就是寒冷的永夜。再加上此时地球正在逃离太阳系，地球不断远离太阳，这也是气温急剧下降的原因之一。
影片中遇到的灾难之三就是全球电力系统缺口大。影片中遇到的灾难之四就是月球残骸散落向地球袭来，燃起火球、掀起巨浪
未来食物折射资源与环境问题
在《流浪地球1》中，人类主要的蛋白质来源是蚯蚓。所以主角刘启和妹妹朵朵在地下城里会遇到新品“榴莲味蚯蚓干”，姥爷韩子昂给官员送礼时送的也是“陈年蚯蚓干”。
《流浪地球2》中，人们最爱的食物变成了蚊子饼，一个饼由50万蚊子做成，再次体现了未来食物的匮乏。
从行星发动机看大数据
《流浪地球2》里涉及到的重要概念便是有着超高效率的550系列人工智能系统。影片中的全球电网系统不仅利用了大数据运算，还可以利用大数据将地球的文明封存，借助数据中台的多源数据同步汇集能力，将海量的、类型丰富的地球文明数据进行汇集存储并备份。使文明得以保存。即使地球流浪，数据也会跟随，文明亦是。
加蓬建造地月基地
思考：为什么选择在非洲加蓬建造地月基地？
《流浪地球2》中的物理考点
太阳的变化
在电影《流浪地球》中，太阳亮度的增加是地球不得不背井离乡，远遁太空的原因，但现实世界中的太阳，真的会发生这样的变化吗？
在过去的40亿年里，太阳的整体亮度上升了大约20%。这种变化对于地球的生命演化产生了重要的影响，但是，在一个单一物种存续的时间（百万年到千万年）里，太阳的变化不会产生显著效应。如果太阳按照物理规律演化，那么在未来的10亿年里，太阳的能量输出将上升10%，这可能会引发地球上失控的温室效应。但这是非常长的时间尺度，在这之前人类自己引发的全球变暖就会造成严重的影响。
氦闪
在《流浪地球》的原著中，科学家观察到太阳核心的演化加速了，并且在地球逃离到木星附近时就已转变成为了一颗红巨星，完全吞噬了金星和水星。这是因为太阳核心的氢元素在聚变燃烧后会转化为暂时无法聚变的氦元素，沉积在太阳中心，形成一个致密的核。这种转变会使得太阳失去稳定性调节机制，能量产出不断增加，并且体积开始膨胀，变得更红。天文学上称处于这个阶段的恒星为“红巨星”。在这种演化的末期，红巨星中心积累了足够高的温度，最终会使得氦构成的核心开始聚变，失控的氦核心燃烧会在数秒的短暂时间内释放出巨大的能量，这被称作“氦闪”。
推进地球的动力：重聚变发动机
在小说和电影中均未交待所谓“重聚变发动机”的准确定义到底是什么，不过在原文中倒是对这种发动机有句简单的解释：“利用岩石中的氧、硅元素进行核聚变反应，获得高能高压的等离子流。”所以可以将这种发动机理解为一套巨型的核聚变离子脉冲推进系统。
引力弹弓
地球为了逃离太阳系，设定了一个飞往木星的冒险轨道，差点毁掉地球。这种冒险的原因是为了利用木星给地球加速。这种加速的方式俗称引力弹弓（gravitational slingshot）或者叫引力助推（gravity assist）。 引力弹弓一般发生在一对重量相差悬殊的天体之间。
“洛希极限”
在天体力学中，洛希极限又称洛希半径，最早由法国天文学家洛希提出，因此称为洛希极限。我们就拿地球接近木星作为特例简单说一下：地球的物质结合在一起的主要作用力是自身的重力，当地球靠近木星的时候，木星会对地球产生强烈的潮汐撕扯作用，当潮汐力超过地球自身物质的重力结合作用时，地球就会被撕裂。地球刚开始被撕裂时，离木星的距离就是洛希极限。
