木星是地球的多少倍
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2023年2月23日发(作者：中国胸痛中心总部)茅元元：《流浪地球》中的物理学原理
茅元元说：刘慈欣的原著我读过，吴京的演技真的很好，郭凡导演确实很棒。
其次有些⼈喷的真的很奇葩，还热核聚变、弹⼸效应。
1、重聚变发动机（重原⼦聚变发动机）
电影中最惹⼈注⽬的，就是这些重聚变发动机，⾼度达11公⾥，⽐珠峰朗玛峰还⾼2.2公⾥。每台发动机能提供150亿吨
的推⼒，⽽这样的发动机在欧亚⼤陆和美洲⼤陆总共有⼀万两千台（⼩说设定），总共能提供150万亿吨的推⼒。
重聚变，顾名思义，就是由重原⼦进⾏的核聚变。⽬前⼈类能做到的，还只是利⽤氢原⼦进⾏的不可控核聚变（氢
弹）。⽽⼩说和电影中利岩⽯为主要燃料进⾏核聚变，则需要更⼤的温度的压强才能实现。我们地球上岩⽯的主要成分
是“硅”。根据天⽂学的研究，⼤质量恒星后期的聚变反应就是“重聚变”。从“硅”开始⼤质量恒星“重聚变”过程是：硅–28→
硫–32→氩–36→钙–40→钛–44→铬–48→铁–52→镍–56。在这个聚变过程中，释放出⼤量的能量，⽐氢弹爆炸释
放的能量多太多了。
核聚变⾛到铁这⼀步，就不再释放能量，⽽是吸收能量。所以重聚变最后产⽣的废渣就是铁。
正是有了重聚变发动机，才能让“流浪地球”计划成功，因为岩⽯在地球上到处都是，提供了⽆穷⽆尽的燃料。
然后，光有重聚变发动机还是不⾏的，必须还要应⽤到下⾯这项技术。
2、⽆⼯质推进
我们⽬前的⽕箭技术都是⼯质推进。也就是⽕箭燃料在燃烧室内经过燃烧后向后喷出，让⽕箭获得⼀个反⽅向的推⼒。
但是，我们不得不承认，这种⽅式的效率是⾮常低的，需要燃烧相当多的燃料，⽽且燃料本⾝的重量也要消耗⽕箭发射
的能量。
我们从⾼中物理学中学到：
m1v1=m2v2
通俗的讲，就是⽕箭喷出物质速度越快，⽕箭获得的推⼒就越⼤，同时消耗的燃料就越少。那么⽆⼯质发动机喷出的是
什么呢？是电磁场加速后的等离⼦体，这种物质的喷射速度最⾼能达到500公⾥每秒，在未来甚⾄更⾼，最⾼上限是30
万公⾥每秒。⽬前液体⽕箭喷射燃料的速度也不过4.5公⾥每秒。也就是说，同等条件下，⽆⼯质推进是⽬前⽕箭发动
机的100倍效率。
因此在⽆⼯质推进的⾼效率之下，才能让地球节省了这些岩⽯燃料。否则，按照常规推进模式，把半个地球当燃料烧
了，也不够这⼀万两千台发动机把地球推动逃离太阳系。
3、霍曼转移轨道
在电影和⼩说《流浪地球》中，地球逃出太阳系，并不是跟扔标枪⼀样⼀下⼦飞出去，⽽是采取了转圈扔铁饼的⽅式。
先把地球绕太阳的公转的轨道由圆形改为椭圆形，这⾥就牵扯到了霍曼转移轨道的概念。
霍曼转移轨道（Hohmanntransferorbit）是⼀种变换太空船轨道的⽅法，途中只需两次引擎推进，相对地节省燃料。此
种轨道操纵名称来⾃德国物理学家⽡尔特·霍曼。
霍曼转移轨道不是最省时间的⽅法，但却是最省燃料的⽅法。⽽把地球轨道从圆形变成椭圆形，⽬的是为了获得⼀个冲
向⽊星的路径和速度，以便利⽤⽊星的引⼒加速，最终逃出太阳系。
当然，像地球这么⼤的星体，仅进⾏⼀次椭圆轨道绕⽇是远远不够的，在原著中，地球总共进⾏了15次椭圆形公转，每
次的椭圆形都⽐以前更扁⼀些，其⽬的还是为了节省燃料。
4、⽊星引⼒
4、⽊星引⼒
⼈类历史上有过利⽤⽊星引⼒的先例，七⼗年代发射的旅⾏者⼀号和⼆号探测器，就是利⽤了⽊星的引⼒，最终达到了
离开太阳系的逃逸速度。在原著中，质量是地球318倍的⽊星，⽤引⼒将地球朝着⾃⼰拉扯过去，在这过程中地球获得
了⼀个很⼤的逃逸速度。但是⼈们担⼼地球最终会和⽊星相撞。不过，请放⼼，在科研⼈员的精确计算之下，地球最终
和⽊星擦肩⽽过，以更快的速度逃向太空深处。
5、氦闪
最最关键的知识点来了，氦闪。这种现象发⽣在0.8个到2.25个太阳质量的恒星⾝上。当恒星内部氢元素燃烧殆尽，导
致氦元素在恒星的核⼼⼤量积累，密度增加。在外部压⼒的作⽤下，氦元素以简并态的⽅式存在着。当核⼼内部温度达
到⼀亿K到两亿K时，氦聚变开始了，由于简并态传导的速度很快，⼏秒钟之内核聚变就在整个氦核⼼中发⽣，并使恒
星产⽣千亿倍于正常恒星的能量。然后恒星核⼼⾥的氦绝⼤部分在这⼏秒内聚变为碳元素。氦闪结束后，恒星内部引⼒
收缩和核聚变压⼒重新得到了平衡，内核收缩，外壳膨胀，恒星膨胀为红巨星，变的更不过诸位请放⼼，太阳⽴即变为
红巨星，只是《流浪地球》中⼀个假设。现实中的太阳按照恒星正常的寿命，50亿年之后才会变为红巨星。那时候⼈类
⼤概已经移民到其他恒星系星球。所以⼤家不必杞⼈忧天，该吃的吃，该喝的喝，该玩的玩。珍惜当下，建设国家。
说到这我才反应过来你们这些瞎喷的，读过原著没，看过电影没，看懂了没？这电影和原著唯⼀的不同点就是那个叫韩
朵朵的⼥孩。