
周一 · 知古通今|周二 · 牧夫专栏
周三 · 视频天象|周四 · 观测指南
周五 · 深空探测|周六 · 茶余星话|周日 · 太空探索
翻译:刘海牧
校对:尹天任
审阅:缪征一
美编:李鸣晨
后台:李子琦
原文链接:

来源: Olley/
身为一名天体物理学家,我的整个世界一直围绕着宇宙的奇迹,以及宇宙的奥秘。这还意味着,当我去看那些探索相关主题的科幻书籍,或者去看那些探索相关主题的科幻影片时,我会成为一个相当挑剔的观众。
可是呢,就在我于近期看完了安迪·威尔在2021年创作的科幻小说《挽救计划》(Hail Mary)的改编电影预映场后,走在了大街之上,此时我的眼里闪耀着激动的泪花。其中电影制作方既还原了原著故事具备的神韵,还十分精准地呈现出了故事核心所承载着的科学严谨性。
该故事以瑞恩·高斯林(Ryan)所饰演的莱兰·格雷斯为核心展开,他从那种不醒之态苏醒过来,不但记忆丧失不见,而且连其自身为何身处一艘距离地球有着11.9光年之远的宇宙飞船之上都全然不知,伴随记忆碎片一片一片地进行拼凑,真实情况显现出来,那便是太阳正朝着灭亡方向行进,而他,是人类最终的有望所在。
这部影片里,究竟涵盖了怎样的、称得上具有存在意义的科学事实呢,又有着哪些,能够被界定为充满幻想色彩的科幻构想呢?这部电影,从今日开始,在澳大利亚以及新西兰的影院之中,正式展开了上映的相关活动。
一颗垂死的太阳

在《挽救计划》里,太阳正朝着枯竭的方向发展,致使这种情况出现的罪魁祸首,是一种外星生物,它已经扩散到银河系中我们所处的区域。
首先,生物究竟可不可以从一个恒星系统延伸到另一个恒星系统呢?在部分科学家眼中,答案是确定的。这在理论方面被称作“胚种论”,()
虽说当下我们尚无确实的证据去证实它,然而这个理论也绝不是毫无根据的空想。我们十分明白,恒星系统之间的物质能够跨越遥远的距离来进行传递,毕竟,我们已经亲眼目睹了至少三个“星际访客”闯入并且飞越了我们的太阳系。
倘若生命体具备在严峻的太空环境里存活的本事,并且待在这些岩石天体上栖息,那么生命真的存在着以这般途径传播开来的可能性,然而,这种生命形态极大的概率仅仅是一些初步的简易生物。
至于这部电影的核心主角,也就是那个被称作“噬星体”的存在,它的运作机制,以及它的行为模式,那完全是属于充满奇妙意味的科幻作品所构建的世界,这个范畴之内的了。
宇宙之巨
想跨越星际去旅行的人类,听起来,简直就像是个不可能把它完成的挑战。
仅在咱们的银河系里,就有着超过4000亿颗恒星,然而其中仅仅大概100颗处于地球方圆20光年的范畴之中。
《挽救筹划》把眼光对准了当中一个称作“天仓五”(Tau Ceti)的星系,它与我们相距11.9光年。
话说要是我们乘坐那历史上速度最快的载人航天器,也就是阿波罗10号指令舱物理学家及故事,朝着这颗恒星飞去钓鱼网,速度超过每小时39900公里,那得足足花上32万年。可在一个有着“太阳即将毁灭”情节的故事当中,我们根本没办法等那么久。那么,《挽救计划》究竟是怎样去解决这个难题的呢?
狭义相对论正式登场。
阿尔伯特·爱因斯坦于1905年提出的狭义相对论,是现代历史中极富颠覆性的理论之一,它揭示了质量与能量在本质层面上的等价性,其最为广为人知的便是那个著名公式“E = mc²”。
由爱因斯坦经数学推导而得出的结论,另有后来经我们观测证实的真理是,存在这样一种情况,即一个物体,其移动速度越是趋近于光速,那么在它自身参考系当中,所经历的时间,其流逝就会越发缓慢。
这称作“洛伦兹变换”(),它能够使我们算出在另一个参考系里(像是以接近光速飞行之际)所历经的时间,跟我们自身参考系之间的差别。
电影没在这儿生硬地进行物理课知识普及,而是巧妙地借助视觉线索,这视觉线索包含格雷斯在白板上推导出来的那些严谨数学公式,以此直观地呈现这种时间的变化。

格雷斯推算出来的结果是物理学家及故事,因为飞船以特别高的速度飞行,在时间膨胀效应的作用之下,他实际上仅仅昏迷了四年。从科学方面来看,这个设定简直精确得没有任何可挑剔之处。
我们必须聊聊那些外星人。
于拯救地球的任务行进途中,格雷斯碰到了另一个同样在奋力拯救其家园的生命体,此生命体为“76号”,也就是“Rocky”。
我们中那些身为天文学家的人,坚信外星生命必然存在于宇宙的某一角落 ,此信念不因“麦田怪圈”或不明飞行物(UFO)产生,而是基于单纯的统计概率。
银河系之内,仅据我们估算,起码存在1000亿颗行星。既然生命于地球上得以诞生,进而演化,且能繁衍生息,那么天文学家们便拥有充足理由去坚信,相同的情形亦会于其他星系里呈现。
我们这般拥有如此十足的信心,在极大程度上是源自于我们对于已知生命“基本构成”的认识。地球上全部的生命皆是碳基的。然而要是我们针对生命的构成而去进一步地拆解,就会发觉到一个要点:即氨基酸。正是这些有机化合物成为我们DNA的奠基之石。
令人最为兴奋的是,这些物质我们已然在太空中发现了。科学家们借助对小行星样本以及坠落陨石的分析,证实了:诸多地球生命所需的氨基酸,于太阳系的其他天体上同样是存在着的。
寻找我们之外的“外星地球”
给观众带来最直观震撼的电影,莫过于让我们亲眼目睹了其他星球或许会有的样子。
创作这部小说时,安迪·威尔(Andy Weir)所处的科学界达成了这样的共识,在“天仓五”(Tau Ceti)周围,极有可能存在着外星世界,在我们新朋友——“76号”的母星“波江座40A”(40 A)周围,同样极有可能存在着外星世界。
然而,近些年来科学取得了进步,这样一来,最新数据显示出,至少就身为天文学家的我们而言,先前探测到的行星信号,极有可能统统都属于“虚假信号”。
所以,起码就现在来看,“76号”的故乡是不存在的——然而千万个别的异世界可是实实在在存在着哩。截至2026年3月嗄,天文学家已然确定了6,100颗系外行星。这些诞生于太阳系外周、围绕着遥远恒星运转的世界,既有类似地球那般的岩石行星,又有体积巨大的气态巨行星。
于这场拯救恒星的冒险里头,有一处探寻之地,是格雷斯和“76号”必須去探索的,它是环绕“天仓五”运行的一颗理论上存在的行星。在这儿,能看到令人赞叹的翠绿与火红相互交织,还能看到大气层中气团混合而成的独特涡旋。
这不禁让人联想起我们太阳系中的气态巨行星——木星。
《挽救计划》可不是一部仅仅有着绝美视觉效果的史诗级冒险电影而已,那更是一个深刻的启示,它在提醒我们,家园是多么珍贵呀,并且科学对于人类文明的存续那是何等至关重要啊。
