《你的名。》受到彗星碎片撞击地面的熏陶是否合理?

发布日期:2018-06-05 来源:财富国际在线 阅读:
《你的名。》受到彗星碎片撞击地面的熏陶是否合理? Macro kuo 2小时前 124 根据女主绕湖而行以及彗星碎片撞击地面的瞬间的镜头感觉那个碎片直径至少也要5到10米,而这么大的碎片撞击地球应该不会像影片中这么小吧。 毕竟一公里的外来天体撞击地球就可以灭世了。
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其他回答

在不考虑隐藏设定和彗星人为设置的可能性的情况下,《你的名字。》里彗星碎片撞击地面的影响是不合理的。理由如下:HfM财富国际

从《你的名字。》里迪亚马特彗星(Timat)的科学性说开去(主要内容参考和摘译:「君の名は。」のティアマト彗星を再考する - ZoaZoa日記HfM财富国际

错误的彗星轨道HfM财富国际

就像笔者在如何看待新海诚《你的名字》成为第一个票房破百亿的非吉卜力的动画电影? - Macro kuo 的回答 - 百晓知道里所说的,彗星在《你的名字。》里可以说是起到了非常重要的作用。作品中登场的彗星的名字叫做迪亚马特,回转周期是1200年。这种周期的天体属于长周期彗星或非周期彗星,其往复周回运动所带来的核质量的减少可以说是十分小,所以可以算是比较巨大的彗星。HfM财富国际

从这种周期来看,该彗星的起源大概就应该是比冥王星更遥远的太阳系外缘,也就是所谓的“奥尔特云(Oort cloud)”了。它应该是以椭圆轨道(或者抛物线轨道)在绕太阳周围运行。然而,片中最初新闻的解说图里彗星虽然被描绘成了在绕太阳周围运行,却在之后在电视里几次出现的彗星轨道解说图里被描写成了在绕地球周围运行。如果地球的重力(质量)没有在这1200年里急速增大的话,电视里的这个图就应该是不正确也是不现实的了。HfM财富国际

例如日本著名的科幻作家、原と学会会长的山本弘就在推特上指出了《你的名字。》里这个天文学描写上的失误(红色是新闻中的错误轨道,蓝色是第一次片中新闻里的理论上正确轨道):HfM财富国际

当然,由于就算是有这种错误的轨道描写也不会对故事有什么大的影响,那么在这部作品里彗星轨道的正确性也许就并不是什么需要过于在意的要素了。在《你的名字。》接近200亿日元的本土票房和92个公开国家的影响下,有无数的年轻人受其感动,某种程度上甚至将这部作品当作了“人生的指南针”。在我国,12月2日公开的该片以20倍于日本国内规模的7000院线上映,光两天内就突破了2亿人民币票房。然而,正因为是有如此强大影响力的优秀作品,不论这种失误是出在科学考证上亦或是作画上,也是不该被容忍的。正确而科学的刻画方式也是动画制作者和发行者们的应尽责任。但愿等光盘版的该片发行时这一错误能够得到修正。HfM财富国际

关于迪亚马特彗星的分裂HfM财富国际

在《你的名字。》里,迪亚马特彗星上演了天体运动中十分罕见的现象——分裂。这点我们也能从实际剧中的电视播映里被报道中“世纪难见的天体秀”的解说看出来。由于是动画,对于它的运动我们也只能去参考片中的影像,但是就片中所刻画的形象来看,这颗迪亚马特彗星看起来是无比巨大的。HfM财富国际

自然的,看上去很大的原因只会是以下之中的一个:“彗星的核本身就很大”或是“彗星相当接近地球”。例如,1997年的海尔博普彗星(Comet Hale-Bopp)壮观景象就曾经给我们留下了深刻的印象。它看着大就是因为前一个原因:彗星核很大所以看着很大。研究结果表明,海尔博普彗星的核直径竟然接近50公里,而且更令人惊异的是,其核是由两个以上的部分组合而成的,并且这几个部分是在以核为中心进行自转。HfM财富国际

于是,借鉴海尔波普的例子,我们也就不难想象迪亚马特彗星坠地事件的原因可能会是:核本身很大,并且有复数个部分在其内部自转,其中一部分因为周围天体的重力影响而飞出了彗星本体。也就是说,落在糸守町的,就是环绕在迪亚马特彗星最大的核周围的小核。然而,经过仔细计算考证,如果顺着这种说明就会出现一个问题:片中刻画的从分离彗星本体到其落在糸守町的时间太短了。HfM财富国际

作品中从祭典的黄昏确认彗星分裂后,至少在数小时内彗星分离的核就坠入了糸守町。电视播映里的解说也提到“由于是突然发生的事件,无法预测彗星落下的地点”。HfM财富国际

就算是人类观测史上最为接近地球的百武彗星(Comet Hyakutake),地球到彗星的距离也有0.1AU(约1500万km)。当我们把接近地球轨道的彗星本体的速度大致算作可以摆脱太阳引力的束缚的第三宇宙速度17km/s(时速61200km)(实际上彗星越接近太阳速度就会越快),从分裂到落下就大概需要246小时(也就是大概10天)。10天对于糸守规模大小的小町来说做避难准备也是绰绰有余的,根本没有爆破变电所的必要。HfM财富国际

如果从分裂到坠入地球是6个小时的话,该天体明显就属于近地天体了。若是这么大的彗星如此靠近地球的话,那么人类也就不会有那闲工夫在电视上称其为“华丽天体秀”,而是会在国际上去考虑万一彗星分裂了的对策。而如果分裂到坠入是3个小时的话,迪亚马特彗星到地球的距离就只有18360km。而在这么近的距离范围内,小天体是会受到地球重力而崩坏的,这是因为它低于了洛希极限(Roche limit:指卫星运行轨道与主星之间的理论临界距离)的最小距离19134km。若是这样的话,彗星本体就会发生崩坏,不用说糸守町,就连来自彗星核的巨大破片也会在地球各地落下,演变为天体观测史上最大的事件。(类似布鲁斯威利主演的电影《绝世天劫》(Armageddon)剧情)而片中也说道“没有超过洛希极限”,所以我们就大概可以推定从彗星分裂到撞击糸守町应该有至少6-9小时的时间。当然上面这些推理都是建立在电影文本上的推断。然而,事实上在新海诚在他执笔的小说版《你的名字。》里,是对撞击了糸守町的彗星碎片有具体描述的:HfM财富国际

大小:直径40m
密度:等同于岩块撞击速度:秒速30km
撞击时刻:20时42分
产生陨石坑直径:约1km

除这些关于彗星本体的数据外,我们还能在书中找到“距撞击地点5km远的地方也在撞击后一秒发生了4.8级的地震”、“15秒后有爆风吹过”等的描述。HfM财富国际

从撞击时刻往回倒推,我们就能发现撞击时间应该大约是在分裂后的2小时。那么用上述撞击速度去计算时,我们大概就能推出彗星本体距离地球大概有216000km。虽然这一距离远远超过了洛希极限的19134km,但是由于它还是比地月距离的384400km要近,那么在这个意义上彗星也就还是属于近地天体了。如果该彗星组成成分是硅酸盐的岩块的话,那么密度就大概是3g/cm³ 了。撞击角度从片头冲击云海和东京泷仰望的视角来看,核和尾形成的轨道大概有70°。可是当我们把这些数据录入到Impact Earth! 这个普渡大学模拟天体撞击地球的网站里时,却发现在这一条件下是无法形成陨石坑的。结果显示,这个条件下的彗星碎片会在地球上空6万米处分裂成更为细小的破片,只是像流星那样飘散殆尽。这个结果就接近1908年陨石在俄罗斯上空大气层内发生爆炸的通古斯大爆炸(Тунгусский взрыв)了。而这一规模的天体坠落地表大概是每687年就会有一次。HfM财富国际

结果同时显示,该彗星碎片突入大气层时的能量大约有焦耳,这一能量大约等同于宫崎骏在《起风了》里描绘的日本1923年发生的关东大地震。由于彗星是坠入湖中并不是与地面撞击,我们也就无法知道从距离上空的碎片分离处5km的地方能够观测到多大程度的晃动。而从撞击产生的冲击波里,我们还是能充分预想出地面是会发生晃动的。但是,由于书中数据的“4.8级震感”的震级(magnitude)并非晃动的尺度单位(晃动的尺度是震度或者伽/gal),这一数值实际上并没有表示任何有意义的量级。那么我们就无法得知5km远的地方究竟发生了什么程度的晃动。而我们从数据可以得知的,就是5km远的地方在大约在26秒后会有秒速131m的爆风吹过。HfM财富国际

如果普渡大学的模拟器的数据可靠正确,那么直径40m的彗星碎片是不可能单独冲击糸守町的。就算会落在糸守,也只是分裂出的大量小碎片中未能燃烧殆尽的几块穿透居民房或是体育馆的屋顶,或者砸在某个倒霉蛋身上的那种程度。那么我们究竟该怎么理解这个设定下的撞击呢?HfM财富国际

以小说版的条件为准,由于精确的数据是不容易出现理解误差的,所以也就无法更改,那么值得我们做文章的也就只有“密度”这个属性了。如果不是硅酸盐主体的岩石,而是以铁为主的岩块又会是怎样呢?此时,我们以8g/cm³ 来代入计算,就会得到以下数据:HfM财富国际

生成陨石坑直径:1.7km
生成陨石坑深度:363m
距离撞击地点5km的爆风:15秒后秒速206m
撞击能量:焦耳(也还是跟关东大地震差不多)
据撞击地点5km的麦加利地震烈度(Mercalli intensity scale):5
撞击频度:每1500年一次

我们高兴地发现,这次可以形成陨石坑了。虽然数值上有或多或少的出入,但是大体上也还是符合了电影和小说版的被害状况。彗星周期也是和片中的1200年一次十分接近。也就是说,我们只能将这块彗星碎片看成是“铁”,或者与铁相同密度的别的物质,才能说得通。HfM财富国际

明确了彗星可能的成分,那么我们又会发现一个大的问题:从太阳系的起源来看,彗星核里能有这么大量的铁是无法自圆其说的。虽然铁在宇宙整体来看并不是多么稀有的元素,然而在太阳系等形成的过程中,铁只会存在于更接近于太阳的地方。而正是这些铁使得所谓地球型行星(水星、金星、地球、火星)及介于火星和木星轨道之间的小行星体构成的小行星带(asteroid belt)得以形成。而比木星更远的行星的主要成分则是氢气、水、甲烷、氨气等气体,其他元素或者化合物在量上就属于非常少量的存在了。HfM财富国际

据研究表明,大多数彗星都是起源于比木星型行星更远的地方,也就是所谓的太阳系外缘柯伊伯带(Edgeworth-Kuiper Belt)。该区域的多数天体主要成分都是冰。事实上在极近距离捕捉到坦普尔一号彗星(Tempel 1)的ESA(欧洲宇宙机构)的彗星探查器rosetta号的观测就发现,彗星核的形态就是像“冻住的泥团”一样的存在。所谓冻住,就是有水结成的冰存在于其中。而未被太阳的引力所聚集的尘土大概就分散地混在了其中了。所以彗星核中存在直径40m大的铁块般的物质的这个设定在现在的天文学语境下是难以成立的(事实上就算是硅酸盐的巨大岩块本身也是无法出现在彗星核里的)。然而如果没有40m直径的铁块落下,《你的名字。》的故事就无法成立了。也就是说,从科学视点上来说,某种意义上“电视解说的彗星轨道错误”就不再仅仅是“人为的”问题,而可以说是相当根本的矛盾点。HfM财富国际


迪亚马特彗星是人工天体?HfM财富国际

下面为了使得故事中对彗星坠落的数据和描述变得自洽,让我们展开想象的翅膀,来思考这个问题。HfM财富国际

“彗星的核里有直径40m的铁块”在当前的天文学认识下的太阳系里,是属于几乎不可能的现象。然而,如果这块彗星碎片是人工物质又会如何呢?就算是大自然里无法发生的事,若有人有意将包含了铁(或者有着与铁相同密度的物质)块的人工天体设置在了太阳系里又会如何呢?HfM财富国际

在电视剧《星际迷航》(Star Trek)里登场的宇宙舰队中存在一个“最高指导原则” (Prime Directive)的设定。其内容就是“禁止从属于宇宙舰队的宇宙船和其乘务员介入到任何社会的正常发展当中”。也就是说原理上,在到凭该文明自己的能力开发出翘曲空间的星际航行手段为止,舰队都只是止步于对其他文明观测、观察的阶段,并不会跟这个文明有直接的交流。无独有偶,这种“不介入”的设定也能够在类似《哆啦A梦》(时光巡逻队)等的日本动漫作品中里找到。那么,就让我们假定在《你的名字。》的世界里也有这么一种上位的存在。HfM财富国际

无论是现在的地球还是《你的名字。》里的地球,当然还没有开发出翘曲空间这种星际航行手段,那么故事中的宇宙舰队也就还是处于观察、观测阶段的文明。然而宇宙舰队的构成成员(例如文明学者等)就有可能提案说道“只是眺望着也没什么意思,不如来对其进行一个文明、文化的实验”。当然,他们绝对不会将会极端进化当地文明的物体送至地球。那么“制造一个看起来像自然现象的(从地球规模看起来是)小规模的灾害,来观察地球居民对于该灾害会怎样变化”就是一个很好的主意了。当然这对地球来说只不过是一种干涉“星球内政”的做法。于是,他们就以1200年为周期设置了一个会在地球同一地点坠落下有着铁的密度的人工天体。这对于舰队里类似“地球的原住民能否在1200年这个周期内将这个灾害‘传承’下去”、“对于灾害能够采取多大程度的对策”、“灾厄和文明进步的关系”等民俗学式观察、考察就是很有意义的。然而,如果只是这样的话,当灾厄的传承被中断了的时候,就会总有同样的灾害反复上演,产生伦理上的问题了。HfM财富国际

宇宙舰队的巫女设定HfM财富国际

于是,为了避免这种伦理问题,就要用上巫女的设定了。宇宙舰队的文明学者在实施最初的彗星碎片的坠落之前,就将“身心对换和超越时空的能力”给予了落下地点附近的地球女性萨满式存在。并将这种能力小心地设定为只能在沉睡中发动,且无法被发现是明确的预知能力。而从宇宙舰队那获得这种特别能力的萨满末裔就是宫水家的女性了。HfM财富国际

为了更加保险,宇宙舰队也向巫女的细胞里注入了带有时间跳跃能量的微生物,并使其共生于体内。这种微生物就好像线粒体(mitochondrion)式的存在,只会母系遗传,所以就能确保不论是和谁结婚,总是会代代传承到宫水家的巫女身上,并为了“身心对换和超越时空的能力”在世代交替的过程中不会减弱消失而补充能量。它也会给男性萨满带来同样的能力,不过这种能力是被设定为在接触到巫女所持的时间跳跃微生物的时候才会起作用。在《你的名字。》作品中,这些微生物就是“三叶粘在组纽上的细胞断片”、“由三叶的唾液(自然会含有口腔表皮细胞)制作的口嚼酒”。泷正是通过接触到三叶所持的这些时间跳跃微生物,才会作起对换的梦,才能超越时空和三叶相会。HfM财富国际

宇宙舰队的文明学者同时也许还会观察:地球将会如何接受其未成熟科学体系所无法理解的宇宙舰队的科学体系,并怎样将其融入文化,又会有怎样的故事展开下去。HfM财富国际

也就是说,《你的名字。》其实是一部“有关宇宙舰队观察地球的实验电影”。虽然这只是笔者的妄想,但是这么一整理该片中的设定和其中蕴含的矛盾,我们理解这个故事的思路就会变得豁然开朗。《你的名字。》相关:HfM财富国际

如何评价电影《你的名字。》 ? - Macro kuo 的回答 - 百晓知道《你的名字》是否过誉了? - Macro kuo 的回答 - 百晓知道 HfM财富国际

如何看待《你的名字》结局? - Macro kuo 的回答 - 百晓知道 HfM财富国际

如何看待新海诚《你的名字》成为第一个票房破百亿的非吉卜力的动画电影? - Macro kuo 的回答 - 百晓知道
Macro kuo 1小时前 0条评论
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更新:原高票答案已被建议修改。其实原答主要是注明了翻译转载,这样有趣的回答大家都会欢迎的。大家也可以戳下方链接看原高票答案的原文HfM财富国际

——————————分割线———————————HfM财富国际

反对原高票答案,《君名》中彗星撞击是合理的,用pancake模型计算可知原高票答案有误。另外,原高票答主全文翻译摘抄自日本网友ZoaZoa的博客「君の名は。」の科学 後編 - ZoaZoa日記
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「君の名は。」のティアマト彗星を再考する - ZoaZoa日記HfM财富国际

因此昨天14点我在该回答评论里善意提醒答主,标明全文出处,该答主回复我文末加了,但实际却只加了一句似是而非的“Earth Impact参考:xxx”,并将我们的评论对话删除,还请这位答主尽快说明是翻译自ZoaZoa博客。HfM财富国际



回到正题,有充分证据说明撞击碎块不可能密度接近于铁,否则会产生不符合电影画面的类似核爆的火球。符合电影描述的撞击应该是密度较小但直径较大的碎块造成的,因此ZoaZoa网友的逻辑也是不成立的。HfM财富国际


下图为某核试验空爆产生的火球,陨石撞击速度很大时也会产生火球,但《君名》电影中撞击并没有产生火球!HfM财富国际


先看小说描述(渣翻),其中有一个误区,碎块直径并不是实际情况,而是新闻报道推断的。HfM财富国际

“而彗星核心在地球附近炸裂,也是没人预想到的。而且被冰覆盖的内部,潜藏着直径约四十米的岩块。……形成直径达一千米的陨石坑。一秒之后五千米以外的地方发生了4.8级别的摇晃,十五秒后暴风肆掠,对整个町落造成了极大的打击。最终牺牲者超过五百人,接近町落人口的三分之一。糸守町,也成为人类史上受陨石伤害最严重的舞台。HfM财富国际

陨石坑与本来的糸守湖邻接形成,内部灌水最后形成瓢箪形的新糸守湖。……HfM财富国际

——对于这已经广为知晓的事实,我当然也不可能不知道。”HfM财富国际


注意,小说这段是以男主第一人称叙述新闻报道,而不是上帝视角的设定集!不是上帝视角的设定集!不是上帝视角的设定集!新闻报道的陨石坑直径、震感等破坏情况,肯定是准确的,但直径40m岩块是怎么来的?撞击后碎块至多只有残骸,因此直径40m是估计的,类似新闻联播上的专家认定。那么问题来了,直径40m能取信吗?对通古斯大爆炸,在基本已知破坏情况下,几十年来专家对撞击陨石的直径估计从60m到20m都有,这是因为陨石撞击是非常复杂的过程,多年来不断有新模型被提出,因此对陨石大小速度的估计都有变化。而ZoaZoa使用的impact earth! 网站,所用模型比较新,只能认为《君名》中日本专家的模型不同,或者水平不行吧【微笑。HfM财富国际

因此,我们要找的是符合破坏情况,但直径不一定为40m的碎块。HfM财富国际


但是,使用impact earth! 的模型(主要是Chyba等人1993年使用的pancake模型),密度达到8 g/cm3的碎块是不可能得到这样的破坏情况的!陨石坑大小等可以大致符合,但会产生类似核爆的火球,与电影小说描述均不符合,而且在产生火球情况下绝对不是在学校避难就可以幸存的!下面为使用impact earth! 计算的结果。HfM财富国际


直径40m,速度30km/s铁块破坏情况是:HfM财富国际

碎块在23300m高处分裂HfM财富国际

最终陨石坑直径1.7km(小说为1km)HfM财富国际

撞击地点5km外麦加利地震烈度6-7级(小说为4.8级)HfM财富国际

爆风15.2s后抵达5km外,风速206m/s(小说只提及15s后抵达)HfM财富国际

产生直径716m,目视32.6倍于太阳大小的火球(重要,这种火球类似核爆,而电影里为普通爆炸,小说里未提及火球)HfM财富国际

碎片末速度高,为18.6km/s(大于12-15km/s即产生火球)。HfM财富国际


关键在于密度太大,由pancake模型计算可知其末速度太高,具体见下文。HfM财富国际

随便拟一个密度较低的数据,当然直径就不能用《君名》小说里专家估计的40m了,比如使用密度2.7g/cm3,直径70m左右,速度30km/s的岩块能得到类似陨石坑,而且碎块最终速度较小,不会产生火球。HfM财富国际

破坏情况是:HfM财富国际

碎块在66400m高处分裂HfM财富国际

最终陨石坑直径1.18kmHfM财富国际

撞击地点5km外烈度4-5级HfM财富国际

爆风15.2s后抵达,风速97.2m/sHfM财富国际

不产生火球(重要)HfM财富国际

碎片末速度为6.78km/s。HfM财富国际


题外话,另一位答主 @Coulson Raymond 提到的撞击神社的石头太小以及穿过云层太快问题。实际上无论是铁块还是岩块,都会在大气上界就分裂了,最终抵达地面的是一些碎片,比原碎块小很多,撞神社的只是其中一个碎片……同时速度也减小,但铁块由于密度大,碎片末速度也有18.6km/s,应该一秒内就会穿过20km云层,而岩块碎片末速度小得多,倒是可能两三秒才穿过云层。不过我认为这里更可能是用了慢镜头。。。HfM财富国际


撞击流程如下图:HfM财富国际


上图a情况为密度直径都较小的情况,也就是ZoaZoa网友原本提到的直径40m,密度3g/cm3的碎块情况。根据pancake模型可算出其分裂的高度Za,以及airburst的高度Zb,airburst后能量大大耗散,碎片会变成更小碎片,甚至经历更多pancake分裂,难以计算。HfM财富国际

b情况则是密度直径较大的情况,能保证到地面前不发生airburst,也就是impact earth! 网站上产生陨石坑的情况。HfM财富国际


pancake模型是个简化的模型,《君名》里新闻报道专家的估算应该是用了其他简化模型,不过就Chyba等人93年的计算来看pancake是相当准的。下面用pancake模型大概算了下关于是否airburst和是否产生火球的判定。HfM财富国际


(不知道百晓知道怎么编辑公式,我把word截图发上来了_(:з」∠)_)
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综上,要保证电影描述中的情况,产生一定大小的陨石坑而不产生火球,需要密度较小但直径较大的碎块。因此日本网友ZoaZoa推断碎块密度接近铁是有问题的。更有可能的是比较大的典型彗星碎块,比如上面我随便举的一个例子。HfM财富国际


退一万步来说,用铁块做人工彗星有着巨大的穿帮风险,人类可能掌握了计算出碎块密度的能力,甚至可能直接找到碎片而发现彗星是铁做的,高智慧的外星观察者会犯这么低级的错误吗。。。HfM财富国际


题外话,ZoaZoa还犯了些小错误。首先,第三宇宙速度是在地球上发射脱离太阳系的速度,可以加成地球本身公转速度29km/s,所以比较小,真正接近地球轨道的彗星速度都远超过17km/s。其次,如果彗星速度17km/s,坠入时间是3小时,到地球距离应该是3*3600*17=183600km吧。。。最后,洛希极限是与环绕天体的密度的三分之一次方成反比的,这个19134km的洛希极限应该只是某种典型密度的洛希极限吧。。。HfM财富国际




最后,我个人认为,彗星这样会周期回归的意象,赋予了《君名》一种沉重的宿命感。把彗星阴谋论为外星观察者的实验之类,实在是降格。三次撞击都在糸守町,当然也可以解读为外星观察者的实验,可是,极小概率的巧合不是更让故事有命中注定的沉重感吗。我希望尊重导演的安排,不要吹毛求疵地质疑了。HfM财富国际

嗯嗯麻斯特 1小时前 0条评论
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