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Aug. 13 2019

《為什麼不?小朋友的1111個大哉問》為什麼大部分拍的科幻電影太空情景都錯誤百出?

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  • 《為什麼不?小朋友的1111個大哉問》

《為什麼不?小朋友的1111個大哉問》為什麼大部分拍的科幻電影太空情景都錯誤百出?

《為什麼不?小朋友的1111個大哉問》為什麼大部分拍的科幻電影太空情景都錯誤百出?

太空站!遙遠行星!小行星!軌道對接程序!沒有人會說外太空很無聊,至少那些曾登上繞地軌道或踏進月球低重力場的太空人絕不會如此認為。問題就在於,電影製作者常把任務中繁瑣無趣的部分刪掉,而且他們又愛改寫物理定律,來給太空往返的平淡例行公事內容加油添醋。電影的魔力真的讓外太空更有魔幻色彩嗎?我們先比較一下太空任務的真相以及好萊塢那喧鬧、絢麗、步調緊湊的「終極邊疆」版本,然後你再想想這問題的答案。

電影裡的太空很吵,真實的太空很寂靜。

轟隆隆隆隆!科幻電影裡的太空船擁有轟轟作響的火箭引擎,呼吼著飛越宇宙,同時發射驚天動地的雷射炮把小行星與敵人全轟掉,咻!咻!咻!且慢,倘若導演用的是完全符合物理學的劇本,那所有太空電影都得變成默片。我們在地球上能聽到聲音,那是因為聲音需要透過空氣、水、或甚至是你腳下土地這類介質才能傳播。事實上,聲音就是一種通過某種物質來傳播的波,或說是這些物質所發生的振動。地球重力將大氣層牢牢吸在你身邊,但外太空卻是一片真空,也就是說那裡沒有空氣來傳遞聲音。太空人能在太空站裡交談,因為太空站裡灌有空氣(來傳播聲音,同時還能維持所有人活命,一舉兩得)。兩名進行太空漫步的太空人也可以透過太空衣的無線電來對談,因為無線電波不像聲波那樣需要空氣來傳遞。但如果這兩人關掉無線電,直接大聲跟對方講話,就算他們相隔沒幾步,他們還是只能靠讀唇語來溝通。

電影裡的太空船飛起來像戰鬥機,真實的太空船飛起來像太空船。

科幻電影裡的星戰飛行員以傾角做出大轉彎,拉升進入讓人頭暈目眩的劇烈翻轉,再以螺旋軌跡繞過小行星。真實的太空船從來不會做出這類大膽花招,因為它們不僅極耗燃料,且很可能讓整艘太空船像搖晃的陀螺一樣失去穩定。飛機會因與周遭大氣摩擦而減速,但穿梭真空宇宙裡的太空船則不會;既然沒有空氣來對抗艦體的移動,也沒有東西來與機翼和船舵等飛行操作裝置起反作用力,所以太空船只能在精確時機發動推進器來改變方向與速度(這是例行的方向校正操作,有個聽起來很厲害的名字叫「delta V」)。一旦太空船執行過delta V,除非它再度轉向,或是往反方向發射制動火箭來減速,又或是飛進了某顆行星或恆星的重力場內,不然它就會永永遠遠朝著新方向前進。

電影裡距離很遠的兩艘太空船能進行即時通訊,真實世界裡這種通訊得花幾小時、幾天、甚至幾年!

在深太空裡,沒有所謂「即時訊息」這回事。無線電波與任何一種型態的電磁輻射一樣,都以光速傳播,這種速度用來在離地球不遠處進行通訊綽綽有餘,月球上太空人對地球上的任務中心說話再聽見答覆只需要3秒鐘。但若是太空人登陸火星,他們發出的無線電訊號要花超過20分鐘才能抵達地球;這也是為什麼行星探測器與探測車都設計成機器人的原因,因為這樣它們才不需要地球上控制者一直發送指令,而能自己做決定。想像一下,如果你得遙控一輛車行動,但這輛車要等20分鐘才會對你下的指令有反應,那是多惱人的事!更何況你還得接著再等20分鐘,才會知道這輛車到底反應了沒!

科幻電影:太空人在無重力環境下緩慢行動。
真實世界:太空人在無重力環境下以正常速度行動。

科幻電影:小行星帶是撞毀無數太空船的亂石陣。
真實世界:太陽系小行星帶位於火星與木星軌道中間,此地小行星之間的平均距離大約是96萬6000公里。

電影裡的太空船飛很快,真實世界裡的太空船也飛很快,但沒有快到那種程度。

《星際大戰》電影裡,勇敢的星艦船員會「進入光速飛行」。你都還沒看完一部《星際大戰》電影,他們已經從一顆星系旅行到另外一個遙遠星系。到了真實世界,任何東西都不可能達到光速,除了各種型態的能量以外。(物理學家愛因斯坦說,我們需要用掉全宇宙所有能量,才能讓某個不是能量的東西達到光速。)而且呢,就連每秒29萬9792公里的光速在星際旅行的時候都不那麼實用,因為以這個速度前進,我們仍要花四年多的時間才能抵達離我們最近的恆星「比鄰星」,而橫越銀河系則需要至少10萬年。除此之外,大部分電影都忽略高速移動造成的副作用「時間旅行」:你移動速度愈快,你的時間就過得愈慢(和其他以較慢速度移動的人比起來)。如果《星際大戰》電影裡的太空旅行也如實呈現這個叫做「時間膨脹」的怪異現象,女主角蕾伊駕駛「千歲鷹」經歷三小時星際旅行之後,只會發現她的朋友在這三小時之間已經老了十歲,且第一軍團很可能在數年前早已獲勝。

科幻電影:星艦、小行星和太空站爆炸時都會燃燒成一團火球。
真實世界:爆炸需要空氣,更精確來說是需要氧氣。因為太空裡沒有空氣,爆炸火焰只要一把最初助燃的空氣燒光就會立刻熄滅。

《為什麼不?小朋友的1111個大哉問》

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