首先是逃逸速度,物理学的第一、第二、第三宇宙速度到底是什么意思?第一,宇宙速度是地面上的航天器刚好能围绕地球做圆周运动的速度。第二,宇宙速度是航天器能脱离地球的抓力,成为太阳的一颗行星的速度。第三,宇宙速度是指行星脱离太阳的抓力飞向茫茫宇宙所需要的最小速度。流浪地球的逃逸速度指的是地球逃离太阳系所需要的速度,而飞航天气脱离太阳所需的速度。因此它的计算方式与第二宇宙速度的方法类同。二恒星演化所有恒星都是由坍塌的气体和尘埃云产生,也就是星云。在数百万年的生命长河中,这些圆恒星逐渐进入平衡状态,成为主序星阶段。恒星内部每时每刻都进行核聚变,慢慢地,随着核心的多数氢原子变成氦。像太阳这样的小质量恒星开始沿着核心周围的球鞘融合氢,这个过程使恒星逐渐增大。当恒星耗尽其核心的氢燃料,核反应不再继续,核心由于自身重力开始坍缩,恒星也就到达了红巨星阶段,也走到了它生命的晚年时期。一旦像太阳这样的恒星耗尽了它的核燃料,它的核心就会坍缩成致密的白矮星,外层被抛射为行星状,星云内核逐渐冷却下来,直至成为一颗黑暗星。如果是特大恒星,质量大约为太阳质量 10 倍或更多倍的恒星内部会持续发生核反应,其核心会出现一个由铁元素构成的更重的内核。随着铁元素的不断积累,腾星已经没有任何元素发生核聚变了,最终发生超星星爆发。与此同时,他们的惰性铁星会坍缩成一个密度极高的中子星或黑洞。
三、重元素聚变,流浪地球里的等离子体发动机真的能推动地球吗?能量从哪里来?电影里给我们的答案就是重元素聚变。首先我们要了解核聚变。核聚变也被称为人类的终极能源,是指两个较轻的原子核并为一个较重的原子核同时释放出巨大能量的过程,核聚变中的一个重要概念叫做比结合能,核子结合成原子核实会释放能量,平均每一个核子释放的能量就叫做比结合能。图中比结合能最高的位置对应的元素是 56 天,质量数更低的元素在聚变的过程中就会释放能量,释放的能量公式就是爱因斯坦最著名的智能方程 e 等于 MC 的平方。以氢的铜位速刀为例,一升海水中的刀具便能释放出的能量就相当于 300 升汽油。如果单纯用海水里的刀来计算,全球的海水就可以供人类使用几亿甚至几十亿年,而刀具便仅仅消耗的是一升海水里不到 2/ 10000 的重水。可以想象,元素的聚变释放的能量将是难以估量的。如果重元素聚变真的可以实现,那么流浪地球不再是梦。