《流浪地球 2》电影里有哪些物理学工程学天文学知识？

二八一霉

太空电梯在未来能变成现实吗?

电影中的太空电梯像一条宇宙级高速公路，主要作用是实现外太空和地球之间的物资运输。
太空电梯要连接地球和宇宙空间站，这是相当长的长度，对电梯的材料要求很高。像一般电梯一样用钢铁是不行的，因为钢铁密度大、自重太大，长度到达一定程度的时候由于自重，它自己就断了。

建造太空电梯需要一种比木头还轻，比钢铁还硬，还要有一定柔韧性的材料，碳纳米管是最合适的材料。

不过，以目前的科学技术，碳纳米管量产比较困难。科技在不断进步，诸多科学家也在坚持研究太空电梯相关问题。未来，人类在太空电梯建造方面一定会取得突破。


太阳真的会吞没地球吗?太阳为什么会变成红巨星?什么是氦闪?

电影的故事设定中，太阳急速老化:持续膨胀，并将在百年后吞没地球。这实际上指的是太阳氦闪，太阳是先变成红巨星才会发生氦闪。

氦闪是恒星在氦聚变阶段突然发生的，是爆炸式的氛聚变。当太阳核心的氢全部聚变成。氦时，一开始氦不能聚变，核心外一层原本不能聚变的氢开始聚变，把太阳外层向外掀，变成红巨星。

当核心温度达到一亿度，氦被点燃，在以秒计的时间里释放出平时千亿倍的能量，就会产生爆炸式的氦聚变，这就是氦闪。

氦闪所释放的能量非常大，在氦闪发生之后，太阳上的聚变反应会向更深层次迈进，在这个过程中，太阳会不断膨胀，体积会增大数千万倍。当太阳氦闪发生之时，地球会怎么样呢?

我们知道，太阳氦闪发生的瞬间所释放的能量相当于太阳在过去百万年之间所释放的能量总和，如此巨大的能量会瞬间摧毁地球的生态系统。

但现实中，按照恒星正常的寿命，太阳要在50亿年之后才会变为红巨星，所以不必杞人忧天。


“数字生命计划”可以让人类“永生”吗?从科学技术上能够实现吗?

电影中人类面临末日危机，一种声音呼吁启动“数字生命计划”以延续人类文明。现实中关于这一问题也有诸多研究。

2022年，国际科学团队端粒到端粒联盟(T2T)发表了第一个完整的、无间隙的人类基因组序列。所以，以当下的科学进展来看，我们已经可以实现对个人基因信息的存储。但这也仅限于对基因信息的存储，将记忆和部分意识上传至数字生命世界，从而实现“永生”，目前还难以实现。

因为以现在的科学研究，我们对意识和记忆的本质认识还远不清楚，能否存储它们更是尚属未知。例如，心理学中新兴的“具身认知”理论指出，人的生理体验与心理状态之间有着强烈的联系，生理体验“激活”心理感觉，反之亦然。由此可以看出，也许人的意识很可能不能离开身体。

不过，科学是永无止境的，随着科学家们越来越深入的研究，未来一切皆有可能。

如果真的制造出行星发动机，可以帮助人类逃离太阳系吗?需要“烧”多少“石头”才能飞呢?

如何让地球动起来?电影中提到的方法是“烧石头”，也就是重聚变技术。重聚变就是比氢重的元素的聚变。聚变首先要克服质子之间的排斥，越重的原子核质子越多，所以越难以聚变。

电影中首先假设人类掌握了重聚变技术，能够把岩石作为无穷无尽的燃料。然后在此基础上用重聚变产生的能量把大量的物质高速抛射出去，通过反冲作用让地球获得动量，这就是行星发动机。

目前人类只能勉强实现氢的聚变、重聚变，《流浪地球2》中的“烧石头”，也就是“硅聚变”还远远做不到。聚变反应的发生是很复杂的，需要极高的温度和极强的压力，还需要反应条件的环境，要做出电影中的行星发。动机还有很长的路要走。