“太阳即将毁灭，人类在地球表面建造了上万座行星发动机，以逃离太阳系，寻找新的家园……”
这是科幻作品《流浪地球》的故事设定。
由刘慈欣同名小说改编的科幻电影《流浪地球》正在热映，虽然遭遇豆瓣水军差评风波，依然阻挡不了人人相传的好口碑。
刘慈欣带我们想象了未来可能发生的故事，如果回到现实，按照目前人类的科技水平来看，地球真的能离开太阳吗？
地球大部分能量都来自太阳
目前地球上人类可开采的大部分能量（一次能源），无论是以矿石燃料储存，还是动植物的方式储存；无论是风能、水能，还是来自浩瀚的海洋能……最终的来源几乎都是太阳。
制图：NewsClass
矿石燃料是由千百万年前的动植物演变而来的；
动植物的能量最终来源于食物链底端的植物光合作用储存的太阳能；
风的起因是太阳对大气加热造成的冷热不均；
水力的势能要靠太阳的加热，使处于低处的水体蒸发上升，再以降水形式被“搬运”到较高位置，从而形成势能……
无论人类利用这其中哪一种能源，归根结底都是在利用太阳能。
如果没有了太阳，地球上的能量很快便会短缺。
怎么办？寻找第二个“太阳”！
根据《流浪地球》的设定，人类计划把地球送往4光年之外的半人马座，那里有第二个“太阳”——比邻星。
哈勃眼中的半人马座比邻星。来源：NASA
但是整个流浪之旅需要2500年时间，也就是说，在离开太阳的2500年中，除了要给行星发动机供能之外，还要保证人类生存有足够的能量。
人造太阳能——可控核聚变
太阳不断发出光和热，是由于太阳内部进行着核聚变反应。
根据爱因斯坦的质能转换关系式E=mc，原子核发生聚变时，有一部分质量会转化为能量释放出来。
目前太阳质量的大约四分之三是氢，四个氢核聚变成一个氦核，每秒有超过400万吨物质在太阳核心转化成能量，产生中微子和太阳辐射。
如果人类能掌握这种核聚变技术，能否在地球上人造太阳能？
不是没有可能的。
在《流浪地球》中，“烧石头”的行星发动机，用的就是核聚变所产生的能量。
在我们的常识中，石头当然不可以被作为燃料使用。
但是可以通过重元素核聚变，将石头中所包含的重元素进行核聚变反应，为行星发动机以及人类生存提供能量。
地球上并不缺石头，理论上，只要在铁元素之前（不包含铁元素）的任何元素都可以进行核聚变。
但这只是理论上，科幻也只是遐想。
以人类目前的科技水平来看，距离实现可控重元素核聚变还十分遥远，毕竟我们连最简单的可控氘核聚变技术还没有掌握。
搞定了能源，就能离开太阳吗？
如果未来人类掌握了可控核聚变技术，解决了能源问题，就真的可以离开太阳了吗？
实现离开太阳的永续生存并非只需要能源，这只是一个重要环节。
而缺少了另一个关键环节的话，人类一样无法持续生存，那就是一个足够大的生态系统！
我们目前生存的地球生物圈，是一个依赖太阳的有机整体生态系统。
来自太阳的能量不但维持了地表温度，保证了光合作用的进行和生物圈能量循环，还直接驱动了大气环流和洋流，促成了地表的物质循环，为生物提供了营养物质、阳光、空气、水、适宜的温度，和一定的生存空间等生存的基本条件。
如果离开太阳，人类能否在地球上建造一个同样适宜人类生存的生态环境？
我们先假设什么都不做，地球会怎样——
随着地球远离太阳，地球上的温度会逐渐降低，光线越来越暗，江河湖泊及海洋全都被冰封。光合作用消失，动植物灭绝。
地球在穿过小行星带时，小行星的撞击会使地质活动更加活跃，地震和火山喷发此起彼伏。
即便地球侥幸没有被小行星击碎，大气层也会被小行星的冲击波冲散殆尽。
大气层中残留的氮气和氧气等会变为固态，仅剩下微不足道的一些氢气和氦气，地表就完全暴露在太空中了……
那么如何对地球动手脚呢？
1、给地球加一个防护罩
这个防护罩不是用来抵抗天体的撞击，而是防止大气层被极端寒冷所冻结。
最好的防护罩材料是被固化的氢气，氢气是宇宙中分子量最小的物质，任何其他气体都无法穿过它逃走。
但是气态的氢气太活跃，地球的引力无法有效的束缚住它，只要建立了一个氢气构成的壳体包住地球，地球就可以和外太空完全隔绝，地球的热量也就不会流失到冰冷的外太空。
2、制造大量人造光源
在地球上空制造大量人造光源，以保证植物光合作用，产生氧气。
尤其是森林和海洋上空，地球上70%的氧气由海洋藻类产生，这些低级藻类对地球的影响远超过陆地上的植物，它们一旦灭绝，地球上的大生态系统就会彻底被破坏。
3、建造大量地下城
地表将不再适宜居住，需要建造大量地下城。
但是如果地球遭到天体撞击，引发地震和火山喷发等强烈地质灾害，便会危及地下城的安全，无法想象多么坚固的地下城才足以抵挡……
总而言之，就目前人类的科技水平而言，地球没有了太阳将会是难以想象的灾难。
写这篇文章，并不是为了反驳《流浪地球》，科幻作品的伟大之处恰恰在于它是基于科学原理之上的大胆想象。
历史学家曾总结，人类之所以能够超越地球上其他物种建立文明，最主要是因为他们能够在自己的大脑中创造出现实中不存在的东西——这正是人类想象力的光辉。
---------------------------------
出品：NewsClass、浙江省科协
新闻已旧，真知恒久，欢迎关注公众号
参考资料：
电影评论《看完<流浪地球>，太阳何时吞并地球？》
科普世界《<流浪地球>中的烧石头是什么技术？石头也能燃烧吗？能量有多大》
热门跟贴