《流浪地球》里的科学

发布时间:2020年6月23日更新时间:2023年9月27日作者:未知文章ID:43860浏览:

【原文】
    《流浪地球》里的科学
    今年热映的电影《流浪地球》根据刘慈欣同名科幻小说改编,凭借气势磅礴的特效场面与动人的父子情,深受观众喜爱,票房已突破45亿。今天,我们就电影中涉及到的一些科学知识来聊一聊。
    太阳什么时候会灭亡?
    太阳诞生于约50亿年前的一次星云坍缩,太阳系的其他行星紧跟其后。太阳提供的能量来自于其中心氢气的聚核反应,如同大量氢弹在太阳内部不断爆炸,按.照.现.有.的.数.据.估算,这种聚核反应总共将持续约100亿年,所以,太阳还可以再燃烧50亿年左右。
    不过人类学家曾经估算过,因为周围环境的各种变化,人类在地球上还可以存在的时间大约是200万年。而物理学家霍金曾经更为悲观,因为人类使用能源的没有效率,预言几百年后就需要考虑离开地球。
    人类是否能够让地球停止转动?
    “流浪地球”计划的第一步是让地球停止转动,我们就先来看一下这个停止转动是否可以实现。
    地球的转动能量可以很容易从网络上搜索的,是2.24*10^29焦耳,这个能量是非常巨大的。
    让我们做一个简单的对比:一颗原子弹释放出来的能量差不多相当于100万吨TNT等量,或者相当于4.2*10^15焦耳,而历史上实验过的释放能量最强的“大伊万”氢弹,释放的能量差不多是5000万吨TNT当量,或者就是2.1*10^17焦耳。地球的转动能量大约相当于1万亿个“大伊万”氢弹同时爆炸。
    不过或许在不远的未来,人类能够熟练掌握了。重核聚变能力的话,产生能量的能力将极大提高。按照电影所说,每个行星发动机通过重核聚变能够产生150万吨的推力。通过简单计算,我们可以推论,这样一台发动机如果能够在赤道上持续不断的发产生反推力,那么也需要21857天(大约60年)的时间才能够让地球停止转动。
    一旦地球停止转动,将会发生什么?
    最直接的一个效应就是,没有了转动,目前地球上几乎所有的大路都会被海洋所淹没,这一点在电影当中有所提及。原因很简单,在地球转动的时候,因为离心力的缘故,作为液态的海洋会朝向赤道附近聚集,所以一旦地球停止转动,这些水会向两极流动,从而造成大陆被淹没。在电影当中,人类移居到了地下生活。
    那么人类有可能还在地球表面生存吗?根据美国公司的动画模拟,最终几乎所有的大陆都会被淹没,只剩下赤道附近的一圈超级大陆凸显出来。值得指出的是,即使这赤道附近的唯一大陆,也是充满了很多危险。在转动的时候,同样是因为离心力的作用,地球的赤道地壳会显得更为突出一点,然而在没有转动的时候,赤道附近缺少离心力,所以很可能会导致板块坍缩,从而引发一系列的全球地震或者海啸。
    而且因为没有了转动,所以地球将会有固定的一面朝向太阳,另外一面将一直处于黑夜当中,就仿佛我们在南极或者北极所经历的极昼或者极夜那样。尽管有地球大气的存在,但是远离太阳的一面,还是会因为长期得不到太阳的照射,从而温度变的很低,不太适合生命的存在。
    “流浪地球”,这个大胆而美丽的想象值得我们向往。作为中国第一部科幻大片,《流浪地球》带给我们很多欣喜,而科学发展之路,路漫漫其修远兮,还需大家的共同努力。
    (选自2019年2月13日《北京日报》,有改动)

【问题】
    16.阅读文章,说说一旦地球停止转动,人类将会难以生存的原因(4分)
    17.分析下面句子中加点短语的表达作用(4分)
    按.照.现.有.的.数.据.估算,这种聚核反应总共将持续约100亿年,所以,太阳还可以再燃烧50亿年左右。
    18.从说明方法的角度,简要分析文中画线句的表达作用。(4分)
    地球的转动能量大约相当于1万亿个“大伊万”氢弹同时爆炸。

【参考答案】
    16.(1)地球上几乎所有的大陆都会被海洋淹没;
    (2)引发一系列全球地震或海啸;
    (3)长期得不到太阳照射,温度会变得很低,不太适合生命的存在。
    17.“按照现有的数据”表明资料来源,表限制,指“聚核反应总共将持续约100亿年”是依据现有的数据来做出的估算,未来如有新的数据可能会得出其他的结果,用这个词体现说明文语言的准确性。
    18示例一:本句运用了列数字的说明方法,列举了地球的转动能量的具体数据,准确地说明了地球的转动能量之巨大。示例二:本句运用了作比较的说明方法,将地球的转动能量与1万亿个“大伊万”氢弹同时爆炸时的能量进行比较,突出强调了地球的转动能量之巨大。

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