Q1

电影《流浪地球》里设想的“太空电梯”,在现实中可能吗?

夏吕春祥(中国科学院山西煤炭化学研究所研究员):《流浪地球》中的天梯,大约是从地球表面到高地球轨道,约3.5万公里。当年有人算过一笔账:这种天梯只有碳纳米管才能胜任。目前我们能做到最强的碳纳米管强度为100G帕,大部分在70G帕左右,而碳材料的理论极限是184G帕。碳纳米管最大的问题是,全球最长的也仅能做到半米长;而纤维却可以无限延伸,通过持续纺丝和处理实现连续长度。基于这一点,我自己做过一些设想和计算:如果拿一束(一束含12000根)T1100级碳纤维,将高地球轨道与地球连接起来,所需重量大约为15吨,这在工业上是可行的。进一步计算,如果做成直径1毫米的丝条或丝棍,则大约需要50吨。用50吨的碳纤维就能“织”到高地球轨道。从理论上讲,这是有可能实现的,我们从理论开始,慢慢接近现实。

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碳纳米管 ▲

Q2

宇宙里存在第二个太阳吗?

汪景琇(中国科学院院士、太阳物理学家):太阳可能并不独特,它也许是许多个类地的恒星系统、行星系统之中非常普通的一个。我们正好生活在地球上,生活在太阳系里,我们知道太阳孕育了灿烂的生命,那么很可能其他类太阳恒星也孕育了灿烂的生命。只是我们还没有交流起来,我们还不完全了解。另外,我们也不能保证其他恒星的生命、行星系统的生命一定跟太阳系统的一样,生命是个复杂的现象,探索宇宙中的生命也是天文学很重要的责任。

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Q3

地球上为什么会有各种各样的石头?

刘嘉麒(中国科学院院士、火山地质与第四纪地质学家):石头其实是一种常见的物质,我们周围的自然界,大部分由岩石和矿物构成。那么,石头是怎么形成的呢?如果你们上了中学,可能会学到化石的相关知识。自然界如此复杂,石头也各种各样,其他物质更是多种多样,但究其本质,它们都是由元素或核素组成的。看似复杂的自然界与物质,细究之下,其构成其实很简单。

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目前,整个自然界由90多种元素构成。元素周期表上虽然已经有118个元素,但从93号元素往后,大多半衰期很短,在自然界中并不存在。因此,能够在自然界稳定存在的元素,实际上只有92种。这些元素通过不同方式结合——核子组成原子,原子组成分子,分子再聚集成物质。不同的核素与分子结合,就形成了不同的物质,也造就了丰富多彩的自然界。石头正是自然界的一部分,不同物质形成不同的石头。

例如,碳酸钙与二氧化碳化合,会形成碳酸盐类岩石;若岩浆从地球深部喷发出来,缓慢冷却则形成花岗岩(属于硅酸盐类);如果岩浆喷出到地表快速冷却,就会形成像峨眉山那样的玄武岩。它们的物质成分有所不同,形成环境也有差异,因此最终形成的岩石千变万化。整个世界正是这样丰富而多彩,蕴含着无穷的奥秘。

来源 /《科学故事会》2026年6月刊

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编辑:林玲玲

审定:邹 贞

审定:陈 玲

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