《流浪地球》背后的科学原理(二)

流浪地球》背后的科学原理(二)

《流浪地球》背后的科学原理(二)

前文已介绍了人类是如何获得能源的,有了能源的人类能够脱离太阳生存吗?

人类如何在没有太阳的情况下生存?

由于影片中的人类已经掌握了终极能源的获取方式~可控核聚变反应。这几乎是无穷无尽的能源,有了这些能源,呼吸、食物等都非常好解决。氧气可以通过电离水获取,食物可以人工合成。当然,最可持续性的生存方式是在地底建立一个生物圈

这种微型生物圈技术就是模拟一个完整的地球生态系统,使物质能够循环利用。在有核聚变提供无穷无尽能源的前提下,物质的利用就能循环起来。这样的技术已基本成熟。美国和中国均进行了长达数月的实验。

《流浪地球》背后的科学原理(二)

图:美国的生物圈二号

由于有地球大气的支持,地下生物圈的容错能力比这种小型的全封闭的生物圈更加强大。地下生活的人类可以利用灯光照明来生产农作物,利用有机废物喂养蠕虫提供蛋白质和植物生长所需的肥料,农作物还能提供氧气供生物呼吸。

也就是说,没有了太阳,人类可以利用核聚变反应堆造一个“太阳”。只要有了无穷无尽的能源和相应的技术,人类几乎无所不能。

地球开始流浪,大气层会被破坏吗?

大气层是地球生物赖以生存的环境,没有了大气,所有的生物都难逃一死。

地球的大气层与太空并没有一个明确的分界线,在离地球2000千米的地方都有稀疏的气体分子。

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图:大气层结构

地球装了数万台行星发动机,这些大火箭会把大气全部吹走吗?答案是不会。

大气层的密度随海拔增加而减小。这使得大气总量的99%都在海拔25~30千米以内,80%在13千米以内,50%在5.6千米以内。而行星发动机的高达达到了11千米,所以,地球大气层只会损失一小部分。

地球停止自转会产生什么灾难性影响?

由于位于赤道的转向发动机的启动,地球的自转被停止。带来的最直接后果是狂风、海啸和地震。

由于地球停止自转,大气、海洋和地球板块在惯性的作用下,依然会移动。这就像踩下刹车后,乘坐在车内的人会向前冲一样。这就导致了全球性的大风、海啸和地震。但是可以通过缓慢的减速尽量降低惯性带来的灾难。 

地球停止自转还会带来地球磁场的减弱。地球的中心主要是铁和其他金属的熔融状态,它们会在对流和地球自转的作用下,发生有规律的流动。流动形成了“发电机效应”,从而产生了磁场。

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图:地球内部的发电机效应,蓝色箭头表示熔岩的流动

《流浪地球》背后的科学原理(二)

图:地球磁场偏转太阳风和宇宙射线

磁场的减弱会导致来自银河系的宇宙射线和太阳风作用的加强。这会对地表的生物产生灾难性的后果。当然,流浪的地球表面已经没有了生物。

还没完,剩下的内容见下一篇。

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