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科学破译《阿凡达》:卫星或成人类未来家园

来源:北青网
2010年01月12日07:17
2010年1月12日 / 第379期
大众电影
  科幻巨作《阿凡达》热映,该片制片人却说,詹姆斯-卡梅隆创作的不是科幻片,而是一部科学“纪录片”——漂浮的哈利路亚山脉,正暗喻着人类未来的家园:卫星……

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  北京时间1月11日消息,据美国广播公司(ABC)报道,科幻巨作《阿凡达》目前正在全球热映,该片制片人常常说,导演兼编剧詹姆斯-卡梅隆创作的不是科幻片,而是科学事实。从潘多拉星球上的活动躺椅,我们似乎看到了一丝端倪。飘浮在半空中的山脉和像拉斯维加斯大道夜景一样闪光的生物群落,似乎没有任何的现实依据。其实并非如此。诚然,卡梅隆喜欢将好莱坞的“公平共享”精神带到宇宙,赋予片中场景以奇幻色彩,然而,这位好莱坞大导演最奇异的一些想象往往具有一定的科学可能性,以下是最能体现这一点的几个典型例证。

  飘浮的哈利路亚山脉

  在《阿凡达》中,哈利路亚山脉像浮标一样飘浮在空中,虽然影片从始至终未给出明确的答案,原因却贯穿于故事当中。这一奇特现象同超导体有关。一旦在磁场出现,超导体就能飘浮,而《阿凡达》中的外星世界潘多拉,本身就是一个巨大的超导体。从一开始,影片就告诉观众,人类要去潘多拉星球去寻找稀有矿藏Unobtanium。Unobtanium其实就是终极超导体。

  在卡梅隆描绘的世界里,Unobtanium具有导电性,而且室温对它的这种特性丝毫没有影响。当前最好的超导体只能在室温低于零下200华氏度的条件下工作。Unobtanium仅存在于潘多拉星球上,这种稀有矿藏的发现给地球上的技术带来彻底变革,而人类未来的经济发展则完全依赖于它。不过,在潘多拉星球,满载Unobtanium的整座山飘浮于这个奇幻世界的巨大磁场内。为了让观众全面了解《阿凡达》背后的科学,卡梅隆和他的团队准备了长达380页的官方百科全书“Pandorapedia”,解释这种山川形成的构造地质学。

  激发卡梅隆想象的自然现象

  事实上,这些山川一直向上飘荡。之所以发生这种情况,是因为潘多拉星球不是行星,而是一个土星大小的气态巨行星(虚构的行星“波吕斐摩斯”)的卫星。气态巨行星的卫星不断受到引力的压力而变形。例如,木星的卫星木卫一受到木星及其他大卫星引力的剧烈影响,以致于具有“地面潮汐”(ground tide)——地面就像地球上的海潮一样起伏。科学家称,在木星的第二颗卫星木卫二上,这些潮汐力不断加热卫星内部,最终令其外壳部分融化,在冰层下产生液态水海洋。

  在《阿凡达》的潘多拉星球上,潮汐压力令地面裂开,使哈利路亚山脉这样的群山在空中飘荡。随《阿凡达》同时推出的一本书《阿凡达:潘多拉生物与社会历史秘密报告》解释了更大的地理进程:“这种能量驱动大陆以快于地球上的速度漂移,鉴于压力增加,构造板块大面积裂开。”

  发光植物体

  正是卡梅隆对深海的无比痴迷,使得影史最成功的影片之一——《泰坦尼克号》——的问世。《阿凡达》的创作同样体现了卡梅隆的这种情怀。阳光只能透过海水表层,这使得海草等植物仅能生活在浅海或大洋表层。不过,生物具有谜一般的特征——生物发光(bioluminescence),即生物体可以自己造光。萤火虫或许是最明显的例证,但深海生物发光鱼则告诉我们一个截然不同的故事:大自然的光一旦被夺去,它亦能自己发光。在潘多拉星球,夜晚时长是地球白天时长的数倍,卡梅隆以此表明一种态度,即完整的生物发光生态系统或能存在。

  正是基于这一点,卡梅隆决定让潘多拉星球成为卫星而非行星。包括地球在内的行星往往会“锁定”它们的行星,一面永远朝向行星,另一面则永远朝向浩瀚的太空。也就是说,卫星上的一天,相当于其绕行星轨道一圈的时间。通过观察月球所处的不同阶段,其实可以实时了解月球的时间。如果在地球上看到满月,那么说明面向地球的月球一侧恰逢正午。看到新月,则说明朝向地球的月球一侧恰逢午夜。也就是说,月球上的一天大约相当于地球的27天,这意味着月球的夜晚比地球更漫长。

  卫星——人类未来的家园

  卫星上会有生命吗?可能有吧。事实上,卡梅隆之所以将潘多拉星球作为一颗卫星,或许是他听说了最新的科学发现。天文学家依旧在所谓的“可居住区”(Goldilocks Zone)寻找像地球一样的行星——质量小、岩质。在这个区域,行星距其恒星远近适度,因为过近对维持生命至关重要的水会蒸发,而过远水又会结成冰。然而,寻找质量小的行星难度太大。相反,科学家在恒星周围的适居区发现了像土星一样的气态巨行星。

  这些行星不适宜居住,但它们的卫星或许可以。这使得卫星成为科学家寻找外星生命的理想地点。美国哈佛-史密森天体物理学研究中心的天文学家利萨-卡顿内格(Lisa Kaltenegger)在接受采访时表示:“在太阳系中,所有气态巨行星都有岩质和冰质卫星。这增大了像木星一样的系外行星也拥有卫星的可能性。其中一些或许大小与地球相仿,可以留住大气层。”

  问题是,气态巨行星会释放巨量辐射物。以木星的卫星木卫一为例,这颗星球上每天的辐射量是致死剂量的4000倍。不过,在《阿凡达》一片,卡梅隆再次运用科学知识解决了科学本身面临的问题——潘多拉星球超导性产生的强烈磁场令辐射物远离这颗星球。影片中有一个镜头相信给许多观众留下深刻印象,那就是壮观的极光在头顶起舞。

  事实上,这是纯粹的科学,没有丝毫掺假和敷衍。《阿凡达:潘多拉生物与社会历史秘密报告》对此解释说,潘多拉星球及其行星磁场的相互作用“引起两个天体上电子活动骤增,出现大规模极光暴和其他电磁现象。”这种磁场可能还引起了影片高潮处岩石形成圆弧状的奇特现象

  

责任编辑:彭扬
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