《流浪地球2》中的知识，你看懂了吗

本文转自：中国科学报

《重新发现太阳系：国家地理终极探索指南》，[英]帕特里夏·丹尼尔斯、霍华德·施奈德著，蒋云、符磊、陈维、王科超译，江苏凤凰科学技术出版社2022年12月出版，定价：198元

■沙玲玲

春节档科幻题材电影《流浪地球2》持续热映，酷炫的特效画面让观众大呼过瘾，影片中展现的硬核科学知识也引发关注。

人类身处于以太阳为中心的太阳系，在影片的故事背景下，太阳将膨胀至吞没地球乃至整个太阳系这件事可能发生吗？太阳风暴是什么，它究竟有多么可怕？洛希极限又是什么，为什么说任何天体越过这个界限就会“毁灭”？影片最后为什么选择了半人马α星作为目的地……这些关于太阳系问题的答案不妨到《重新发现太阳系：国家地理终级探索指南》一书中去寻找。

本书是一本全面的太阳系探索指南，系统梳理了人类的太空探索历程，从裸眼观星到使用天文望远镜，再到发射空间探测器，揭示了人类如何一步步揭开太阳系的神秘面纱。

这是一场“重新发现”之旅。正如书中所讲，日心说在天文望远镜发明之后才被广泛接受，“第九行星”冥王星在阋神星被发现后被降级为矮行星，先前的理论被新的探索成果推翻，每个细节的发现都会重塑大众的认知。

这本书跟随科学家的探索足迹，从太阳出发，直至太阳系边界，依照空间顺序依次介绍了太阳、太阳系行星及卫星、小行星、彗星等天体，详细阐释了各天体的大气特征、表面形态、内部结构等形成原理，并呈现了人类对太阳系的认知过程。

以太阳为例。对于包括我们在内的所有地球生命来说，太阳的存在是独一无二的。太阳照耀着地球，送来光明和温暖，滋养万物。然而，太阳的一些活动也会对我们的日常生活造成干扰。强烈的太阳风暴，如耀斑或日冕物质抛射，所产生的大量高能带电粒子会在激波的驱动下冲击地球，可导致地球上的电力系统瘫痪或无线电通信、全球定位系统中断。磁暴期间产生的电流可以熔化变压器中的铜。太阳耀斑的爆发甚至可以将地球大气层的一部分吹入太空。

太阳是一颗相当普通的恒星，中等大小，这使得它既能够稳定燃烧100亿年，又不至于在燃烧殆尽后爆炸成为超新星。目前，太阳尚处于恒星的青壮年时期，还将燃烧50亿年左右。在生命的最后阶段，太阳将演化成一颗红巨星，最后抛掉外层气壳，而其核心则会坍缩成一颗白矮星。

达到红巨星阶段后，太阳会膨胀得很大。到那个时候，水星和金星将被这颗红巨星的外层大气吞没，而当太阳还处于主序星阶段时，地球就会因为太阳的不断升温而失去海洋。

即使地球侥幸逃脱了被太阳吞噬的命运，它可能也会受太阳的引力作用而产生潮汐隆起。作为地球的卫星，月球会率先受到影响。它将呈螺旋状坠向地球，直至潮汐力将它撕碎。起初，地球周围会形成一个由月球碎片组成的类似于土星那样的环，但最终这些碎片会从天空倾泻到地球表面。

但这并不重要。到那时，潮汐力将把地球拖入太阳的内部焚烧。当太阳坍缩成白矮星时，它的行星家族可能只剩下现在的那些外行星，以及它们的那些含水卫星了。遥远的奥尔特云，将从微弱的引力中被释放出来，飘向星际空间。

然而，如果一颗恒星恰好在此时经过太阳的残骸附近，这种干扰可能会更大——恒星会带走更多的物质。无论如何，气态巨行星将移向更远的地方。此外，至少对木星来说，它的冰质卫星将融化成液态卫星。

前面提到了土星环这样的结构，想要理解它的形成，就绕不开《流浪地球2》中反复提及的 “洛希极限”这一概念。

洛希极限是一颗行星周围无法形成卫星的极限距离。在洛希极限之内，行星的引力场会对轨道上的物体施以强大的拉力以至它们无法结合在一起。当轨道上的卫星冒险进入这一极限距离内，都会被潮汐力撕碎。任何已经在极限边界内运行的碎片都将受到极大的扰动而无法合并成一个更大的卫星。最初土星周围并没有行星环，由于围绕它运动的小天体突破了两者之间的洛希极限，导致土星强大的引力将小天体吸引过去，最终导致小天体被粉碎，大量碎片在土星的引力作用下逐渐形成了行星环。

假如现实中太阳吞噬地球的情况提前出现，按照目前的研究成果来看，前往“流浪地球计划”的目的地半人马座α星似乎是一个不错的方案。这个三星系统是离我们最近的邻居恒星，比邻星是半人马座α 三合星的第三颗恒星。

2016 年，欧洲南方天文台发现了比邻星的第一颗行星——比邻星b，这颗星球的大小和质量都和我们的地球很相似，是一颗类地行星，并且也在母星的宜居带内稳定运行。科学家推测这颗行星上可能有大气层和液态水，大概率有生命存在，并且不排除它们已经进化到文明阶段的可能性。

目前，各国的太空探索技术飞速发展，人类对太阳系的认识不断被刷新。中国在空间科学和探测方面已经实现了“嫦娥”探月、“祝融”探火、“羲和”逐日，向着太阳系不断进发。

本书通过前沿的探测数据，呈现了太阳系研究的杰出成果，同时还追踪了各大探测任务的探究进程，比如旅行者号空间探测器未来的方向、“毅力”号火星车的进一步目标等，集中呈现了它们的最新进展。

本书由美国国家地理出品，书中配有美国国家航空航天局等权威机构的大量天文影像，包含科学实拍图和艺术想象图，不仅还原了遍布环形山的月球、沟壑纵横的火星、宏伟壮观的土星环、明亮耀眼的彗星等太阳系奇景，还展现了各种更新迭代的空间探测器，给读者带来极致的视觉体验。