电影《不要抬头》中有哪些槽点？ 第1页

来个纯天文科普：《不要抬头》中小李子的预测是很不靠谱的。

在电影中，小李子他们发现了一颗彗星，并在一天内计算出它的轨迹后，发现它撞上地球的概率是极大的，还算出了具体的撞击时间。

那真实世界里，天文学家真的这么牛么？

举几个例子吧。（以下会把彗星和小行星放在一起说^[1]）

2004 BX159

代号2004 BX159的一颗直径1200米的小行星，在2004年被智利天文台发现，经过共8次观测（3天的观测弧），被认为是一颗穿越火星轨道运行的小行星，近地点被确定为1.5±3天文单位（AU），并被列入NASA的地球撞击风险监测系统“哨兵系统”，标记为一颗可能撞击地球的天体。十年后，莫纳克亚天文台的大量观测数据档案表明，它是小行星带上的一颗普通天体，撞击概率为0，不会对地球构成任何危险。^[2]

(392741) 2012 SQ31

还是2004年，8月11日，天文学家观测到后来编号为(392741) 2012 SQ31的天体，天文学家从较少的观测数据得出它是一颗半主轴为46AU的海外天体（即海王星外天体Trans-Neptunian object，指太阳系中所在位置或运行轨道超出海王星轨道范围的天体）。2012年，它最终被重新发现，后来的观测表明，它位于小行星带，也就是是在火星和木星轨道之间。

2005 ED224

2005年3月13日，观测到一颗直径54米的小行星，当时估计离地球只有0.056±0.006AU（838±90万公里）的距离，它的轨道周期为2.6±0.3年^[3]。通过计算可知会在三年后，也就是2018年3月11日接近地球。但自2005年以来，天文学家就一直没有再观测到它。下一次接近地球的时间是2023年03月^[4]，但最近没有任务观测报告显示它会回来。

目前撞击概率大于0.2%，也就是1/500的天体罗列一部分如下：

表中2010RF12是撞击地球概率最大的小行星（4.8%），但它的直径只有约7米。而且大部分天体的观测弧只有一天到几天，数据不确定性极大。

唯一以年计观测弧的物体是29075 (1950 DA)和贝努（101955）。

删除，删除，再删除

自2002年以来，已有超过2866颗小行星从“哨兵系统”高风险清单中被删除^[5]，其中包括：毁神星（99942 Apophis），（410777）2009 FD，2006 QV89，2017 XO2，1994 WR12，2007 VK184，2013 BP73，2008 CK70，2013 TV135，2011 BT15，367943 Duende和2011 AG5。这些都是当年媒体（那时候自媒体还不像现在这样发达）最喜欢炒的天文界明星，因为有流量。

截至2021年底，共有超过2.7万颗近地天体被标记，其中约有1291颗近地小行被被列入“哨兵系统”的高风险清单中，而这里面只有18个天体足够大（直径大于140米）到存在潜在危险，其余99%的天体的直径不到140米（大部分和车里雅宾斯克陨石差不多大）。

事实上，我们永远不会有100%准确的碰撞率。地球的轨道速度约为29.8公里/秒，约7分钟就能走过相当于自己直径的距离。如果想确定某个天体是否会撞击地球，轨迹的计算需要达到这个精确度才行。而目前人类的轨道计算总会有错误，很难对远处的小物体进行准确的位置和速度测量，更不要提木星这种大天体对其的复杂扰动，这一切都是概率罢了。（连国足都有理论出线的概率呢）

观测步骤

上面提到了一个词叫：“观测弧”。初中几何老师告诉我们，理论上，三次观测足以确定轨道。但是，观测的时间间距越短，观测出的弧线就越短，结果就越失真，在复杂的天文条件下，越不以足以准确地确定撞地球的概率。

一般通常的预测过程分为三步：

1. 发现小行星，初步评估其轨道（通常基于不到2周的短观测弧）；
2. 跟进观测，以精确轨道值；
3. 计算轨道是否、何时与地球相交。

但很多情况下，天文学家在几天内得到一个很短的观测弧后，就马上失去了这个天体（找不到了）。只能通过之前各大天文台的存档资料（可能是出于其他目的拍摄的，顺带可能会拍到它）来寻找其踪迹，增加“观测弧”，从而提高轨道的准确性，并计算出真正撞击地球的轨迹。

而翻资料需要大量的时间，动辄以月、甚至以年、十年计。

而对于像电影中那种足以毁灭地球的彗星来说，它的尺寸将是公里级的，亮度也会足够明亮，我们可能会在几年前就观测并知道它会撞击地球，而不会只有几个月。这主要是考虑美国总统的中期选举和任期限制。

电影为了效果，才安排了小李子徒手计算然后电脑模拟，这都是为了收看的效果，小金人儿可不喜欢纯科学。

一更

有人私信问我，如果观测精度足够高，观测次数足够多，是否能更准确的预测其未来的轨迹呢？

并不能，因为：

1. 我们是在广义相对论的光辉指引下建立引力模型的，但是它是一种高度非线性的理论。非线性就意味着求得的可能并不是现实宇宙中的精确解（微扰法求近似值）。（用PPN(参数化后牛顿方法)也是类似的）
2. 轨道路径附近的众多大质量天体的影响往往被简化了，有时足以在较大尺度上改变轨道
3. 像彗星这样有尾巴的天体，它们在接近太阳时会抛下一定的质量。具体排放了多少取决于形状、距离、材质等很多因素，像朝向这样的偶然性因素根本无法考虑周全，所以这会较大的影响对其轨道的预估
4. 亚尔科夫斯基效应和它的二阶YORP效应都很难估计光压等对其轨道的扰动影响

基本上就是个概率问题。

参考

1. ^ 彗星和小行星还是有很大不同的，预测难度是彗星很大一些
2. ^ https://wikimili.com/en/2004_BX159
3. ^ https://in-space.ru/asteroid/?n=2005-ED224
4. ^ https://wikimili.com/en/2005_ED224
5. ^ https://wikimili.com/en/Sentry_(monitoring_system)

明明是讽刺漂亮国的电影却让另一边的人破防了