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《流浪地球》中,地球搬到比邻星,人类能适应乱纪元吗?

在《流浪地球》中,由于太阳氦闪,导致地球将会变得无法宜居。为此,人类启动了雄心勃勃的计划,把地球推离太阳系。从长远角度来看,地球需要一颗稳定的恒星来提供能量,以此维持宜居的环境。

由于4.2光年外的比邻星是离太阳最近的恒星,并且它是一颗红矮星,质量约为太阳的十分之一,这意味着它的寿命非常漫长,可达上千亿年。因为质量越小的恒星核聚变反应速率越慢,消耗氢燃料的速率越慢,所以进行氢核聚变的时间也会更长。

如果把地球搬到比邻星的轨道中,让地球环绕比邻星公转,成为比邻星的行星,这样地球就能在很长时间内保持宜居,持续时间要比在太阳系中长得多。只是比邻星要比太阳冷了许多,其表面温度只有2770 ℃(太阳为5500 ℃),所以地球需要非常靠近比邻星才能获得足够的热量来保持温暖。

据估计,比邻星的宜居带距离比邻星大约0.041天文单位,即615万公里。如果地球运行在这个轨道上,地球环绕比邻星一周所需的时间仅为8.75个地球日,轨道速度可达51公里/秒。在这种轨道中长期运动,地球将会被比邻星潮汐锁定,最终只有一侧会一直对着比邻星,另一侧则会陷入永夜。

考虑到比邻星所属的恒星系统拥有三颗恒星——南门二,这是一个典型的三合星系统,三颗恒星的轨道将会是混沌的,不可预测的,没有精确的解析解。那么,环绕比邻星运动的地球会经历《三体》中那样的乱纪元吗?

事实上,南门二并非是一个混沌的三合星系统。这个三合星系统不存在三体问题,其中三颗恒星的轨道都是可以预测的。

在南门二中,南门二A和B的质量较大,与太阳相当。这两颗恒星相隔大约11天文单位,它们互相围绕之间的共同质心运动,由此组成双星系统。比邻星远离这个双星系统,它在数千天文单位之外环绕该双星系统运行。因此,这个三合星系统是非常稳定的,不存在乱纪元的情况。

宇宙中的三合星系统都是类似于南门二这样稳定,其他例子还包括北极星、北落师门。这些三合星系统都是双星+单星的模式,各颗恒星的运动轨迹都能准确预测。

迁移到比邻星中的人类所面临的问题不是三体问题,而是比邻星本身的问题。虽然比邻星是暗淡的红矮星,但它其实十分活跃,经常会向太空中爆发出极为强烈的超级耀斑。这些高能辐射足以摧毁地球的大气层,因为地球为了宜居,需要足够靠近比邻星。在比邻星的超级耀斑摧残之下,地球很快就会变得不宜居。

另外,比邻星的宜居带中已经有一颗略大于地球的行星。如果再强行塞入地球,这两颗行星的轨道可能会变得不稳定。

相比之下,离太阳稍微更远的南门二A和B更像太阳,把地球迁入其中更为合适。只是这两颗恒星的寿命相比比邻星短了一些,但也有数十亿年,这足够人类稳定生存很长一段时间。

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