《末日预言》

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About the Film

古今中外，数不清的文人墨客歌颂过夜空中璀璨的银河，它是星辰的河流、天堂的流光……然而，这些都是从大地仰望银河的感受，如果换成天文学家的视角，那景象就完全不同了。地球和银河系相比，比芝麻还要渺小。如果人类真有“灭顶之灾”，那多半是来自太阳系外浩渺的宇宙空间。本期介绍的科幻电影《末日预言》讲的便是这样一个故事：黑海海底突然裂开，海水全部漏到地壳之下，如纽约这般的大都市已完全崩塌，加拿大北极区域的地壳像碎玻璃一样开裂！这么多的超级地质变动，是因为地球面临双重引力异常。一方面，太阳系运行轨道发生了变化，它与银河系平面交会；另一方面，一个强大的黑洞进入了太阳系，吞噬着一个个天体。此时能挽救人类的，只有远古时期外星人留下的一套防御装备。作家鲁伯特·克兰在灾难发生前预言了这一切，但他却在关键时刻死于非命。他的编辑埃里克和考古学家卡尔文拿着克兰留下的线索，寻找破解危局的钥匙，将人类从灭亡之祸中拯救了出来。

Real Story

太阳系安全吗

地球围着太阳转，而太阳带着“一家子”，也在围绕着银河系中心旋转。这意味着太阳系要穿越银河系，有的地方安全，有的就不那么安全了。

河外星系有上百亿，银河系与之相比算是大块头。银河系内部千差万别，有的地方集中了很多恒星，引力波动就大。电影里把地球灾难的原因解释成太阳系平面与银河系平面相吻合，说的就是这样一种灾难。

太阳系的周期

我们知道，银河系的形状像一张中间稍凸的铁饼，太阳系就在铁饼靠近中心的位置上。不过，由于银河系里天体众多，影响分散，所以太阳系并非沿着一个绝对平面绕银河系中心旋转，其运行轨道以该平面为基点上下起伏。每隔6400万年，太阳系运行轨道就完成一次起伏，而每次起伏的波动幅度大约有几十光年。

不过，和电影里讲的不同，这种周期性轨道变化的影响不在于引力，而在于宇宙射线。每当太阳系飞到银河系平面稍靠上方或者下方的时候，周围的星体就会变得稀疏，星际磁场减弱，从而会有更多的宇宙射线穿过太阳系，其强度会比太阳系靠近银河系平面时高5倍！

宇宙射线增加这么多，足以对地球生物造成影响。古生物学家通过化石发现，当太阳系周围宇宙射线强度达到最大时，地球上物种减少得最快。这种变化很缓慢，长达上百万年，没有电影里那么“立竿见影”。

与黑洞交会

电影中的黑洞闯入太阳系时，强大的引力将土星、木星吸得解体，把它们裹挟着一路扑向地球。那么，我们的太阳系有没有可能迎来黑洞到访呢？事实上，据天文学家估计，银河系里大约有数百万到上千万个黑洞。不过，黑洞要对地球产生实际损害，必须进入太阳系周围3光年范围内，而这种巧合平均20亿年才发生一次。或者说，太阳在它有生之年，会有四五次机会与黑洞近距离接触，而这也只是擦肩而过，太阳和黑洞各自沿原来的轨道运行，彼此小有干扰而已。黑洞像电影里那样与太阳系轨道交叉，直扑而来的概率更小。

History and Future

看不清的银河

“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。正因为地球处在银河盘中恒星密集的区域，人类反而不能一眼就把银河系分辨出来。当哥白尼建立日心学说时，虽然他能用肉眼看到银河，但并不知道它是什么，更不知道它和太阳有什么关系。伽利略发明天文望远镜后，开始用它观测银河，发现这条“河”由无数天体组成，但仍然不知道我们太阳系和它有什么关系。当时，天文学家还不能确定恒星的远近。

18世纪后期，赫歇尔开始统计恒星分布数量，发现天空中已知的恒星似乎组成一个扁平系统。20世纪初，天文学家才最终认定，太阳周围的恒星组成了一个庞大系统，并把它命名为银河系。20世纪20年代，哈勃才发现某些模糊的星云，其实是银河系外面同样的天体系统，我们今天认识的宇宙图景才确定下来。

所以，人类真正知道“银河系”的存在，到今天还不足100年。由于人类不能跳到银河外面观察它，只能通过各种观测结果推导，所以银河系的大小、形状究竟是什么样，天文学家一直争论到今天也没有定论。而银河系对太阳系、地球到底有什么影响，天文学家更是远远没有搞清楚。在我们欣赏着电影营造的星际灾难，感受地球命悬一线的紧张气氛之余，不妨从这些电影背景知识中去体会宇宙的浩瀚和宏大。未知的领域如此之广，你是否从中感受到学习与探究的使命感了呢？

False Tale

“失算”的黑洞

如果一个黑洞侵入太阳系，它不会在进入之后才显形。黑洞虽然不发出任何东西，但星际物质被它吸引后，不是直接“掉”到黑洞里，而是在黑洞周围高速旋转，最后“转”进黑洞。这些物质在旋转时会互相摩擦撞击，从而发出各种强烈射线。当黑洞进入太阳系3光年范围内时，它周围物质发出的射线就相当于一次太阳耀斑的强度，可以被地球上的人类观测到。黑洞进入1光年范围内，发出的射线强度可以损害臭氧层。所以，即使有黑洞侵入太阳系，也不会像电影里描述的那样突如其来。

另外，黑洞吞噬恒星时，恒星的物质会围绕着黑洞形成一个耀眼的光盘，看上去就像恒星甩出一条长长的尾巴。这个现象要持续数百万到上千万年，黑洞才能把这颗恒星的物质吸干净。电影里展示的黑洞一瞬间吞噬恒星的场景，只是视觉效果和情节需要，并不符合事实。