Nature » 天文（一）——流浪地球
2020-01-25 :: 5026 Words流浪地球
2019.2
最近，电影《流浪地球》大火，我也因此看了很多天文方面的帖子，特把这些帖子归纳如下。
天体物理
https://www.zhihu.com/question/40030083
太阳在变成红巨星之前（逐渐变热，外围膨胀到地球轨道），人类有什么办法回避，并生存下来？
https://en.wikipedia.org/wiki/Dyson_sphere
https://en.wikipedia.org/wiki/Kardashev_scale
https://www.atnf.csiro.au/outreach/education/senior/astrophysics/stellarevolution_hrintro.html
The Hertzsprung-Russell Diagram
氦4 → 铍8 → 碳12 → 氧16 → 氖20 → 镁24 → 硅28 → 硫32 → 氩36 → 钙40 → 钛44 → 铬48 → 铁52 → 镍56
其中从氦-4到硅-28的反应过程统称氦聚变，从硅-28开始至镍-56统称硅燃烧过程。当镍-56再加入一个α粒子（氦原子）产生锌-60时，消耗的能量大于释放的能量，也就是说反应将吸收热量，这使得反应不可稳定地自我维持。
但镍-56的半衰期非常短仅为6天，比如当镍-56从超新星爆炸中脱离时，会在几周内迅速衰变成钴-56（半衰期 77 天），进而衰变成更稳定的铁-56。
当恒星质量比太阳大得多时，聚变将让它走向红超巨星。在它发展到沃尔夫-拉叶星或超新星爆发之前，在重力压缩下其核心温度已经达到300keV左右。如此高的温度下，硅等元素将吸收伽马射线光子并喷射出大量质子、中子及阿尔法粒子，这就是所谓的“光致蜕变”。
https://www.zhihu.com/question/568664075
为什么恒星只能聚变到铁，就聚变不下去了？
https://mp.weixin.qq.com/s/ZIHqRmKHLUXm_cj-U7HYFw
出格者弗雷德·霍伊尔
https://mp.weixin.qq.com/s/V2RHcey7BaS3vQdkcdFaMw
宇宙膨胀到底有多快？科学家也困惑了
https://mp.weixin.qq.com/s/Pnn0J2gxOR1y9xpn2WtpZg
宇宙膨胀，我们会跟着一起膨胀吗？
https://mp.weixin.qq.com/s/ucW-yFzdyArhjz7lZpzNjg
宇宙在膨胀，人们是怎么发现的？
https://www.zhihu.com/question/586129512
为什么宇宙可以“超光速膨胀”？
https://mp.weixin.qq.com/s/tqUNYZk8I1Yf-u3DEIxNxA
一篇读懂超新星——宇宙中最酷的星
https://mp.weixin.qq.com/s/UsNxfDC94RKOkGfu4HQMGQ
任时光匆匆流去，我只在乎宇宙的过去
https://www.zhihu.com/answer/598468527
为什么有人说人类有可能是宇宙中的第一个文明？
https://zhuanlan.zhihu.com/p/30124129
引力波的能量之谜：“爱因斯坦奇迹年”和五份手稿
https://mp.weixin.qq.com/s/_8gFrsboMMda-tS9Tyra1A
40千克的镜子被量子力学“踢了一脚”，科学家首次发现宏观物体量子波动
https://mp.weixin.qq.com/s/9RpeIYJXyFzh31WYC_1lbw
宇宙可以用方程描述吗？
https://mp.weixin.qq.com/s/epPBEXZVZoiobDuUMISPFA
地球是个球体，那宇宙是个啥？
https://mp.weixin.qq.com/s/W4v3tK1qm843aEHNJINQ3g
宇宙养成日记（前传）：亚原子物理的早期历史
https://mp.weixin.qq.com/s/iNr-Ou6iBAeccFlAC_3Wlg
宇宙的10个关键瞬间
https://mp.weixin.qq.com/s/P085EcjDO7XhBpx1mAmrdg
20岁就得出诺奖级别的成果，却惨遭导师手撕论文、学界猛烈抨击，含冤50年后终获诺奖被认可（Subrahmanyan Chandrasekhar）
https://mp.weixin.qq.com/s/svBmf2HAPmaoyCy4Uzpjjw
曾被老师评价”无法成为学者”，后来，她揭开了太阳的秘密（Cecilia Payne-Gaposchkin）
https://mp.weixin.qq.com/s/I5eyZejWyL7Vdjh1cBByBw
揭开宇宙中最黑暗的秘密
https://mp.weixin.qq.com/s/XqHSyuQEIztQHA2viJfb8A
一个新的宇宙学争议
https://mp.weixin.qq.com/s/JINYS8oBpfocQawnUyqcyg
看，宇宙线在银河系内留下的串串足迹
https://mp.weixin.qq.com/s/iSE8FaL9WhJNWgizBVZXXA
这项实验，或可解开超高能宇宙线起源的“世纪之谜”
https://mp.weixin.qq.com/s/dxNJfyAP8yk-VABrkEViFQ
C从哪里来？
https://mp.weixin.qq.com/s/e45baetKzU87svraHnS0NQ
是哪颗星星最先点的灯？
https://mp.weixin.qq.com/s/0wirImIdqgAFMIqrptNKwQ
一个尚未解开的宇宙谜团（GZK极限）
https://mp.weixin.qq.com/s/n5rYB_hiren0cxA_OymWtg
“大变暗”谜题揭晓！
https://mp.weixin.qq.com/s/UvzS2Hsza-ZJocVwgKYOmQ
新型超新星确认！
https://mp.weixin.qq.com/s/SataTBoQq11lAdiBR6x4Dw
当太阳死亡时，生命也将终结
https://www.zhihu.com/question/43718718
恒星演化的一般进程是怎样的？
https://www.zhihu.com/question/580797606
恒星爆炸时，为什么反弹力量比跌落力量更大？
流浪地球
https://mp.weixin.qq.com/s/O8tAEBMmZ29N1fr7BGW_UQ
一文读懂电影《流浪地球》没有交代清楚的烧脑科学知识
https://www.zhihu.com/question/311007231
《流浪地球》从物理上来说有哪些地方是很“bug”的？
https://mp.weixin.qq.com/s/S_zfa_vv1wBPXU2klopMvA
理科生终于哭了！《流浪地球》竟隐藏了这么多高考考点，是魔鬼吗？
https://mp.weixin.qq.com/s/kt2uw6GGn1HJoJ9q2XWlLQ
氧气太少、爆炸不给力，吴京白死了（及《流浪地球》其他20多处硬伤）
胶东军分区，1943年成立了鲁南第八兵工厂，他们从造地雷、手榴弹开始，摸索着生产、维修武器，在抗战期间发挥了不小的作用。战争年代极不稳定，这家兵工厂也跟着部队不断搬迁，之后十年里先后搬过十个地方。
当年曾在兵工厂造地雷的民兵，恐怕万万想不到，这家简陋的作坊日后会成为一家，能够制造各种钢铁巨兽的巨头企业。1953年，兵工厂搬到徐州，然后在这个自古以来的兵家必争之地安稳下来，没有再次搬迁。随着战争结束，这家工厂向民用转型，生产农业机械、起重机等。1958年，薄一波副总理前来视察，提议将厂名改为“徐州重型机械厂”。
https://www.zhihu.com/question/581822066
徐工集团为什么可以免费赞助《流浪地球 2》？
本轮-均轮的概念是由阿波罗尼奥斯提出的，由希帕克斯继承使用，并被托勒密发表在《天文学大成》这本书中。托勒密认为天体沿着本轮做匀速圆周运动，这些本轮的中心又沿着各自的更大的均轮做以地球为中心的匀速圆周运动。
托勒密这个不反映宇宙实际结构的数学图景，却较为完满的解释了当时观测到的行星运动情况，并取得了航海上的实用价值，从而被人们广为信奉。
从数学家的角度看，托勒密完爆哥白尼。
椭圆轨迹可以分解为：
- 以\(\frac{a+b}{2}\)为半径、\(\omega\)为角速度的匀速圆周运动(均轮)。
- 以\(\frac{a-b}{2}\)为半径、\(-\omega\)为角速度的反向的匀速圆周运动(本轮)。
https://www.zhihu.com/question/364789623
任何椭圆都可以用均轮和本轮构成么？
https://blog.csdn.net/weixin_42943114/article/details/85335057
本轮、均轮背后的傅里叶分解原理
https://mp.weixin.qq.com/s/O8Zp7ok0JpPuFkofnQ7UaQ
《流浪地球》幕后概念设计大揭秘！！！概念设计艺术指导，故事板总监专访来了！
https://mp.weixin.qq.com/s/kFKphYDOKGDtCH7YnM_uiQ
《流浪地球》不科学？刘慈欣的答案在这里
https://mp.weixin.qq.com/s/aeO0LYuHHDqz1Inf5ONBgQ
没钱没人没经验，《流浪地球》的拍摄究竟有多艰难？
https://www.zhihu.com/question/313987126
越南网友是如何评价《流浪地球》的？
https://www.zhihu.com/question/580040243
为什么《流浪地球 2》中，地球上全部的核武器能够炸碎月球？诱发月球核聚变又是怎么回事？
天文软件
Space Engine是一款免费太空模拟程序，由俄罗斯天文学家和程序员Vladimir Romanyuk开发。有了它，你可以随意穿梭于浩瀚星尘之间，也可以驾驶一艘宇宙飞船，登陆到程序中的任何天体，尽情享受美丽的异星风情与震撼的天文奇观。
官网：
http://spaceengine.org/
Stellarium是一款免费开源的软件，它使用OpenGL图形接口对星空进行实时渲染。软件可以真实地表现通过肉眼、双筒望远镜和小型天文望远镜所看到的天空。
官网：
http://stellarium.org/
Universe Sandbox是一款模拟天体运行的天文模拟软件，类似物理沙盘游戏，玩家可以自行创造天体系统，通过软件计算模拟天体运行，演化等。它是一款收费软件。
官网：
http://universesandbox.com/
原始图片地址（超大，size 21M）：
https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Azcolvin429#/media/File:Earth’s_Location_in_the_Universe.jpg
轨道学
最有名的当然是三体问题了。
我们首先看一下二体问题。
二体问题的解比较简单：
1.两个星球撞在一起。当然了，考虑到星球的速度和引力未必同方向，这个碰撞轨迹一般是抛物线，而非直线。例如，最近比较火的科幻片《流浪地球》中，地球被木星引力俘获后的轨迹就是抛物线。
2.两者围绕共同质心，作椭圆运动。这里又有两种情况：
1）两个星球的质量差异悬殊，则共同质心位于大质量星球内部。例如太阳和地球，可以理解为地球围着太阳转。
2）两个星球质量接近，则共同质心位于两者之间。例如大刘的《三体》中的半人马座α星，这个三体系统中的Alpha Centauri A和Alpha Centauri B，就是互相环绕，形成了一个双星系统。
3.两者擦肩而过，从此没有交集。这个轨迹对应数学上的双曲线。
再看三体问题。
首先，三体问题有稳定解。
上图是地球和月亮之间的引力场图，以及5个拉格朗日点。
最早发现的稳定解就是所谓的拉格朗日点。L1、L2、L3是欧拉发现的，L4、L5是拉格朗日发现的。
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