流浪地球月球坍缩原理

流浪地球故事的大背景是太阳氦闪将提前到400年内发生。
天体物理相关内容
太阳氦闪
我们知道太阳的发光发热实际上是由于氢元素的核聚变。太阳3/4的质量由氢构成，两个氢原子聚变成一个氦原子，损失一定质量的同时，释放出巨大的能量，如果从恒星演化的过程上看，太阳目前处在主序带上的年龄大约是45（46）亿年，俗称壮年期。这个阶段是氢到氦的聚变，在等约50亿年后，太阳步入老年期，氦核心因引力收缩而变热，而温度上升时氢的核聚变加速，温度进一步上升，形成正反馈；当核心温度达到1亿K时，氦原子聚变将开始发生。氦燃烧生成碳，温度更高，热失控的氦聚变将导致氦闪，释放出的巨大能量，使太阳核心大幅度膨胀，这就是太阳氦闪。老年前的太阳在极高温度下氦燃烧的过程，原著写道，天体物理学家发现太阳内部氢转化为氦的速度突然加快，发射了上万个探测器穿过太阳，建立了完整的数学模型后计算表明，太阳的演化已向主外星序外偏移。氦元素的聚变将在很短的时间内传遍整个太阳内部，由此产生一次叫氦闪的剧烈爆炸，太阳将变成一颗巨大但暗淡的红巨星，地球将在太阳内部运行。事实上在这之前的氦闪爆发中，地球就已被气化了。当然现实里估计人类都灭绝了，也等不到太阳氦闪的那一天。
刘慈欣并没有改变太阳进化的方向，只是假设这个过程将在400年内发生。
除了太阳氦闪，《流浪地球》里还有许多与核聚变相关的东西。比如，书里设定行星发动机采用岩石作为燃料用。采用重元素核聚变，简称烧石头。离开木星后，地球发动机将不停加速500年，而亚洲大陆上一半的山脉用作燃料消耗掉，还有作为《流浪地球2》核心故事的点爆月计划，本质上是人工触发的一次月球核聚变，通过相控阵的方式在月球表面的一小块区域布置核d，让核d爆炸的能量聚焦在一个点上，去触发月球核聚变的链式反应。
相控阵
现实中相控阵通常是指天线阵列通过适当的相位关系，让来自不同发射端的电磁波在期望方向上叠加形成波束，同时抑制非期望方向上的辐射。
再做个不恰当的类比，双缝干涉实验，一束光在双缝后，有的地方形成了波峰，有的地方形成了波谷，这是相位的叠加和抵消。同理，我们可以通过精确的列阵控制和波形调制让多个电磁波在同一点叠加，因此在月球表面布置核d需要位置精确。
听起来通过相控阵触发月球核聚变是有了一些可能性了。现实里的确存在通过核裂变的方式来触发核聚变的实验，但核爆产生的热量能否通过相控阵的方式聚焦，这个就不能细想，是科幻作品的幻想所在了。
月球坍缩
还可以注意一下，里提到通过月球核聚变是希望引起月球坍缩的。
让月球核爆其实是相当于点燃月球，成为了一颗像太阳一样，通过聚变发光发热的天体。这样一颗火球如果撞向地球，结果也应该是全部玩完的。
因此里的假设是月球聚变发光，失去能量，内部的引力加强造成坍缩。
天体物理中的坍缩，是指恒星在某些条件下引力非常大，大到战胜维持物质形态的斥力达到能够破坏原子结构的程度，原子解体变成电子、中子、质子，电子和质子又结合成中子。
如果引力不够，破坏中子结构会形成中子星，这是一些恒星演化的归宿。
如果引力大到能够破坏中子结构，中子再继续坍缩，这样做就等于构成月球的物质不复存在了，自然就不会和地球相撞了。
但这个设定也不能太细想，因为坍缩的尽头引力无限增大，大到灯光也无法逃离的时候，那形成的是什么呢？是一个黑洞了。当然同时也基本上忽略了离地球如此近的月球核爆会对地球造成什么影响，感觉并不会比月球炸成碎片后撞击地球的影响小。
潮汐
里月球冲向地球，以及地球停止自转，引起灾难的主要途径是潮汐异常引发的大洪水。
潮汐现象是地月引力主导作用的结果，月球与海水之间的引力大小受距离的影响，月球表面各点离月球的远近不同，正对月球的地方收到的引力大，海水向外膨胀，而背对月球的地方引力小，离心力变态，海水在离心力的作用下也向外膨胀，也会出现涨潮，所以一天之内地球有两次涨潮，海边生活的同学估计知道这个吧。
当地球自转停止，并且月球不断靠近的时候，海水被大量吸引到面对月球的这一面，因此我们看到的里的巨大的洪水和被洪水淹没的北京城；再等到地球发动机点燃，地球开始加速的时候，又会再一次改变潮汐的方向，所以出现了《流浪地球1》离广大的华北地区和上海重新露出海面，也是可能的。
洛希极限
洛希极限这个词在里被反复提及，实际上是指围绕行星的卫星所受到行星引力和卫星自身物质引力相等的时候的那个极限距离。
当两者的距离比洛希极限要小的时候，在卫星上受到行星产生的引力要大于卫星自身的引力了，简单来说就是卫星无法维持住自身的物质将被行星的吸引撕裂，也就是月球将解体。
里还假设地月距离突破洛希极限后，地球也同时会被引力撕裂。
地球发动机
里的地球发动机分为两种，一种是用于停止地球自转的赤道发动机，另一种是提供推力的。
这里和原著有所不同，原著里的地球发动机只能建造在亚洲和美洲两块超大型的陆地上，因为其他的大陆根本无法承载地球发动机所产生的巨大推力，陆地会破碎，所以并没有环赤道的发动机。没有赤道发动机，想要停下地球自转其实也很简单，只要控制发动机喷出的方向与地球自转方向相反就可以了，不需要建设环赤道一圈的发动机。
信息技术相关部分
根服务器
最后一个悬念放在了重启互联网，确切的说，是对在北京的根服务器重启上。
与我职业相关就多说两句，所谓互联网，本质上是一系列公认的协议，大家都按照这个规则来发布或者接收信息，所以是不需要集中部署的。但在众多的网络协议中有一个是例外，那就是DNS协议。简单来说，这个协议就是负责把域名翻译成对应的IP地址，这个过程被称为DNS解析。
DNS系统的确是需要一个根的。所有域名的信息必须能够追溯到统一的源头，即来自根服务器的授权。DNS系统为树状结构，根服务器授权了几台服务器com域的解析权利，com域的服务器再授权给国内百度公司的几台服务器Baiducom域的解析权利，那么百度就可以控制当用户访问>

NTP时间同步服务器 主要偏重于NTP时间同步功能

北斗时间同步服务器 主要偏重于北斗卫星时间来源

GPS时间服务器跟北斗时间同步服务器一样也偏重于时间来源是GPS卫星。

目前计算机网络中各主机和服务器等网络设备的时间基本处于无序的状态。随着计算机网络应用的不断涌现，计算机的时间同步问题成为愈来愈重要的事情。以Unix系统为例，时间的准确性几乎影响到所有的文件 *** 作。 如果一台机器时间不准确，例如在从时间超前的机器上建立一个文件，用ls查看一下，以当前时间减去所显示的文件修改时间会得一个负值，这一问题对于网络文件服务器是一场灾难，文件的可靠性将不复存在。为避免产生本机错误，可从网络上获取时间，这个命令就是rdate，这样系统时钟便可与公共源同步了。但是一旦这一公共时间源出现差错就将产生多米诺效应，与其同步的所有机器的时间因此全都错误。

另外当涉及到网络上的安全设备时，同步问题就更为重要了。这些设备所生成的日志必须要反映出准确的时间。尤其是在处理繁忙数据的时候，如果时间不同步，几乎不可能将来自不同源的日志关联起来。 一旦日志文件不相关连，安全相关工具就会毫无用处。不同步的网络意味着企业不得不花费大量时间手动跟踪安全事件。现在让我们来看看如何才能同步网络，并使得安全日志能呈现出准确地时间。

Internet的发展使得电子货币，网上购物，网上证券、金融交易成为可能，顾客可以坐在家里用个人电脑进行上述活动。要保证这些活动的正常进行就要有统一的时间。不能设想用户3点钟汇出一笔钱银行2点50分收到。个人电脑的时钟准确度很低，只有10-4、10-5，一天下来有可能差十几秒。

现在许多在线教学系统的许多功能都使用了时间记录，比如上网时间记录，递交作业时间和考试时间等等。通常在线教学系统记录的用户数据均以网站服务器时间为准。笔者以前就曾出现过因为应用服务器时间还在23点55分，而数据库服务器已跨过24点，导致正在进行的整个批处理日切或数据归档等重要处理失败或根本无法进行的情况，其实应用和数据库服务器时间也只是相差了几分钟而已。为了避免出现这种情况，系统管理员要经常关注服务器的时间，发现时间差距较大时可以手工调整，但由系统管理员手工调整既不准确、并且随着服务器数量的增加也会出现遗忘，因此有必要让系统自动完成同步多个服务器的时间。

上述问题的解决方法，就是需要一个能调整时钟抖动率，建立一个即时缓和、调整时间变化，并用一群受托服务器提供准确、稳定时间的时间管理协议，这就是网络时间协议（NTP）。如果你的局域网可以访问互联网，那么不必安装一台专门的NTP服务器，只需安装NTP的客户端软件到互联网上的公共NTP服务器自动修正时间即可，但是这样时间能同步但不精准还可能因为网络不稳定从而导致时间同步失败的结果，最佳方案则是在网络里安装一台属于自己的NTP服务器硬件设备，将各个计算机时间同步且统一起来，成本也不高即便高相对于大数据服务器来说孰轻孰重，作为网络工程师你更清楚。

总结：

随着网络规模、网上应用不断扩大，网络设备与服务器数量不断增加。网络管理员在查看众多网络设备日志时，往往发现时间不一，即使手工设置时间，也会出现因时区或夏令时等因素造成时间误差；有些二层交换机重启后，时钟会还原到初始值，需要重新设置时间。对于核心网络设备和重要应用服务器而言，它们之间有时需要协同工作，因此时间的准确可靠性显得尤为重要。

NTP服务的配置及使用都非常简单，并且占用的网络资料非常小。NTP时间服务器目前广泛应用于网络安全、在线教学、数据库备份等领域。企业采取措施同步网络和设备的时间非常重要，但确保安全设备所产生的日志能提供精确的时间更应当得到关注。

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