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《流浪地球》中點燃木星真的能把地球推出軌道嗎?

在《流浪地球》電影版中,人類為了避免地球撞上木星,通過點燃木星中的氫氣來產生爆炸衝擊波,從而把地球推出木星軌道,這種做法在理論上是可行的。不過,就地球上那點氧氣,引爆整個木星是不可能的,只能引燃木星的局部。

木星是太陽系中最大的氣態巨行星,在它那厚達5000公里(地球半徑約6371公里)的大氣層中,大約89%(體積分數)為氫氣,10%為氦氣,另外還包含多種氣體。由於木星的半徑大約為7萬公里,照此來算,木星大氣中的氫氣體積約為330萬億立方千米(330億億億升)。

如果要引燃木星,需要有大量的氧化劑與氫氣發生化學反應。氧氣是一種典型的氧化劑,根據氫氣和氧氣的反應配比可知,2體積的氫氣消耗1體積的氧氣,所以燃燒掉木星大氣中的所有氫氣需要165萬億立方千米的氧氣。

雖然地球大氣層中的氧氣能夠與氫氣反應,但地球大氣層中所包含的氧氣總量十分有限,不可能讓木星上的所有氫氣都燃燒起來。廣義的地球大氣層厚度可達上千公里,但99%的氣體都集中在距離地表30公里的範圍之內,總體積約為154億立方千米。可見,即便地球大氣都是由氧氣組成的,也完全不夠點燃整個木星。

在地球大氣層中,氧氣含量大約為21%(體積分數)。隨著大氣高度的增加,氧氣的濃度也會隨之降低。如果以最大化的角度來計算,地球大氣中的氧氣體積約為32億立方千米(32萬億億升),這意味著整個地球大氣中的氧氣只能消耗大約64億立方千米的氫氣,這隻佔到木星氫氣總量的萬分之五,所以遠不足以把整個木星點燃。

另外,每立方米的氫氣在氧氣中完全燃燒之後會釋放出大約13000千焦的能量,所以64億立方千米的氫氣在氧氣中完全燃燒之後所會釋放出的能量約為80億億億焦耳(8×10^25 J)。考慮到地球的質量約為6億億億千克,所以這些化學能最多只能把地球的速度改變5.2米/秒,這點速度變化很難讓地球擺脫木星巨大的引力束縛。

而影片中所給出的氧氣體積僅為300億升,即0.03立方千米,所以木星大氣中的氫氣與氧氣混合後發生爆炸所產生的衝擊波根本無法把地球推出木星的軌道,地球最終還是會掉入木星之中,所以領航員空間站上的人工智慧MOSS計算出的零幾率倒是正確的。

當然,科幻電影所能做到的是可以自圓其說,如果深究具體數據就會有些問題。與其出現這樣的紕漏,倒不如影片中就不要給出具體的數據,只要在理論上過得去就行了。


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