《星際效應》中的米勒星球有多老了?科學家:20萬歲!

2015-06-11 14:07

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整顆受海水覆蓋的米勒星球,令人恐懼又心碎。(圖/取自Youtube)

整顆受海水覆蓋的米勒星球,令人恐懼又心碎。(圖/取自Youtube)

電影《星際效應》中,米勒的星球是庫柏和他的隊員首先探訪的行星,在這顆星球上,極端減速的時間、滔天巨浪和超強潮汐重力令人深刻,也激發許多影迷的好奇心:米勒的星球為什麼會有如此巨大的海浪?米勒的星球如此靠近「巨人」黑洞,為什麼不會被它吞噬?

電影上映半年後,《星際效應:電影幕後的科學事實、推測與想像》終於出了中譯本,索恩將片中艱澀的天文物理知識以淺顯易懂的文字娓娓道來,寫成普羅大眾都容易親近的幕後設定集。以下節錄部份書中內容:

「米勒的星球」過往歷史

推想米勒的星球的過往和未來,是一件很有趣的事。你可以盡量回想自己學過的物理學,或從網路與其他來源尋找資料,並嘗試運用這些知識。(這可不容易!)以下列出一些你可以投入思考的題目。

米勒的星球有多老了?讓我們做個極端的假設,倘若它是在所屬星系還非常年輕時(約一百二十億年前),就在它現有的軌道上生成,而「巨人」是一直以來都以這麼快的速度在自旋,那麼這顆行星的年紀就大約為一百二十億歲除以六萬(這個星球上的時間減速倍率):二十萬歲。

和地球上大多數的地質作用相較之下,這實在是年輕到不行。米勒的星球有沒有可能就是這麼年輕,卻擁有現在這個模樣?

這顆行星有沒有可能這麼迅速就發展出海洋和富含氧氣的大氣?

如果不可能,那它是怎麼在其他地方生成,然後被帶到這條如此靠近「巨人」的軌道上?

米勒的星球能夠持續搖擺多久,直到內部的摩擦將所有搖擺能量全部轉換為熱?還有,它在過去有可能已經搖擺了多久?如果是遠比二十萬年還短,那麼,或許有其他原因讓它持續在搖擺。什麼情況有可能辦到這一點?

另外,當摩擦力將搖擺能量轉換為熱,星球的內部會變得多熱?熱得足以觸發火山和熔岩流嗎?木星的衛星「木衛一」就是一個很精彩的例子。木衛一,木星的四大衛星之一,其繞行軌道距離木星表面最近,而且它不擺動。

但木衛一的運行軌道呈橢圓形,和木星的距離時近時遠,因此會感受到木星的潮汐重力變強後減弱,然後又變強的作用,這和米勒的星球會感受到「巨人」潮汐重力振盪的情況相仿。它讓木衛一的溫度提高到足以生成龐大火山和熔岩流的程度( 圖17.8)。

圖17.8 木衛一,「伽利略號」太空船 拍攝。從照片中可見眾多火山 和熔岩流。小圖:五十公里高 的火山煙流。
圖17.8 木衛一,「伽利略號」太空船 拍攝。從照片中可見眾多火山 和熔岩流。小圖:五十公里高 的火山煙流。

從「米勒的星球」觀察到的「巨人」模樣

在《星際效應》片中,當「漫遊者號」載著庫柏和它的隊員接近米勒的星球時,我們看到「巨人」的身影就位於上方的天際,跨越十度角(從地球上看月球所見尺寸的二十倍!),周圍還環繞著燦爛的吸積盤;參見圖17.9。

儘管這景象已經令人瞠目,其實「巨人」的角大小(angularsize)已經大幅縮減了,遠比從米勒的星球這裡所見的真正尺寸還小。

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