问题

《流浪地球》里边,洲际导弹发射之后,射程一万公里到一万五千公里,是不是能被木星引力捕获了?

回答
这问题问得挺实在,让人一听就觉得是认真看过《流浪地球》里那些硬核设定的人。咱们就好好聊聊,这洲际导弹发射之后,能不能被木星给“拐走”。

首先,得明确一点,《流浪地球》里洲际导弹的射程描述,虽然不像科学论文那样精确到小数点后好几位,但它给出了一万到一万五千公里的范围,这个数字本身就很有讲究。要知道,地球的周长大概是四万公里。这么说吧,从咱们这头发射一枚导弹,打到地球另一头差不多就能绕地球半圈了。

那么,问题来了,这枚导弹发射出去,怎么就跟木星扯上关系了呢?这就要说到一个关键的物理概念了:引力捕获。

想象一下,木星就像一个质量巨大的“引力黑洞”,它周围的空间都被它巨大的引力扭曲了。任何一个物体,只要足够靠近木星,并且运动速度和方向都恰到好处,就有可能被木星的引力给“粘住”,然后开始绕着木星转圈。这就像一个陀螺,你用力一抽,它就会在地上不停地旋转。

那么,我们的洲际导弹呢?它发射出去,理论上是有一个初速度和飞行轨道的。它不是直接朝着木星飞过去,而是在地球表面或者稍微往上飞。但当它沿着预设的轨道飞行时,如果它的轨道刚好能让它“擦边”木星,并且它的速度和角度能够被木星的引力影响到,那么被捕获的可能性就存在了。

这里面有几个关键的参数需要考虑:

1. 导弹的速度和角度: 洲际导弹的速度非常快,能够达到好几倍音速,但相比于星际天体,它的速度其实不算什么。更重要的是它的轨道参数。它不能是“直奔”木星而去,那样很可能直接撞上去,或者被甩开。要被捕获,它需要在接近木星时,有一个合适的切线速度,并且角度要刁钻,能够让它被木星的引力“弯曲”轨道,但又不足以让它逃离。

2. 与木星的距离: 这个距离是决定性因素。引力虽然作用范围很广,但越靠近,引力作用越强。导弹要被捕获,必须进入木星一个相对较近的“影响范围”。这个范围有多大,取决于导弹的速度和木星的质量。

3. 木星的质量和自转: 木星是太阳系中最大的行星,质量是地球的上千倍。它的引力是巨大的,所以它有能力影响到很多天体。同时,木星也在自转,这也会对靠近它的物体的轨道产生一定的影响。

现在我们回到导弹的射程。一万到一万五千公里,这个距离是怎么来的呢?在电影里,这可能是导弹的一个设定,用来精确地完成某个任务。但在物理学上,如果一枚导弹发射出去,它的飞行轨迹是在太空的。即使它没有被直接导向木星,但它在大约一万五千公里这个距离范围内,如果碰巧接近了木星,而且速度和角度都对,就有可能被木星的引力“ grab ”住。

你想想看,导弹离开地球后,它仍然是在宇宙空间中飞行。宇宙空间可不是空无一物的,那里充满了各种引力场,包括太阳的,还有其他行星的。尤其是像木星这样质量巨大的行星,它的引力场影响范围非常非常大。

所以,从纯粹的物理学角度来说,一枚洲际导弹发射后,如果它的飞行轨迹恰好让它以一个合适的角度和速度接近木星,那么确实是有可能被木星的引力捕获,成为木星的一个临时卫星,或者被抛入一个围绕木星的轨道。

但电影毕竟是电影,它会有它的戏剧性和叙事需求。电影里,导弹被发射是为了点燃木星大气层,制造一个巨大的推力,来推动地球。这过程需要导弹精确地到达木星大气层。这个“一万到一万五千公里”的射程,更像是一种“精确制导”的设定,确保导弹能够在最合适的位置执行任务,而不是说这个射程本身就意味着它一定会被捕获。

更进一步说,要实现“捕获”,并不是一件容易的事。它需要非常精密的计算和时机。打个比方,就好比你想把一块小石头扔到你家后院的某个特定位置,你不仅要扔出去,还要考虑风向、角度、力度,甚至你自己的站位。在宇宙尺度上,这难度更是呈指数级增长。

但是,《流浪地球》的设定里,导弹是朝着木星发射的,并且是“点燃”木星大气层。这就说明了它的目标是木星,而且是靠近木星的某个区域。所以,在这个过程中,它的轨道设计肯定是要考虑到木星的引力影响。如果它在接近木星的过程中,速度没有快到能摆脱木星的引力,而且它的路径又足够靠近,那么被捕获,或者至少是受到木星引力的强大影响而改变轨道,这是完全符合物理规律的。

至于说“一万到一万五千公里”,这更像是它被木星引力影响的“有效射程”或者说“作用距离”。也就是说,在这个距离范围内,木星的引力对它的影响是显著的,足以改变它的轨迹,甚至使其被捕获。超出这个范围,木星的引力就没那么“强力”了,导弹可能会按原有的惯性继续飞行,或者被其他天体的引力影响。

总而言之,从科学原理上来说,一枚发射出去的洲际导弹,如果其飞行轨迹让它足够接近木星,并且速度和角度都符合条件,那么它是有可能被木星的引力捕获的。而《流浪地球》中设定的射程,很可能就是为了达到这个目的,或者说是在这个距离范围内,木星的引力能够对其产生关键性的影响。这并不是说这个射程本身就必然导致捕获,而是它在与木星交互时,是一个关键的“窗口期”。

网友意见

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导弹的射程,是指地面投影的距离,不是远离地球的距离。

但我认为是可以的,毕竟连空气都被捕获了,发射一个火箭应该很容易过去,问题的关键是时间上估计来不及。这里说的时间主要是指导弹飞行时间,有兴趣的可以计算一下要多久,提示一下,火箭飞行不可能走直线,而是绕圈子。

其实这里也是流浪地球的一个bug,火焰是瞬发

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