電影《流浪地球 2》中，人類炸掉了月球，甚至美俄專家曾一度幻想過炸掉月球。那么，炸掉月球需要多少核彈，會發生什么？真的會引發核聚變嗎？

我們先來看看炸碎月球究竟需要多少能量？

在電影里，之所以要炸月球，是因為月球即將落入洛希極限，然后撞擊地球，毀掉人類文明。

但從模擬圖，我們可以看出，要讓人類足夠的安全。

最合理的爆炸位置，是在月球內側且非正對地球的方向，爆炸后，給月球碎片施加一個向外的沖擊力。

月球爆炸時，宇航員視角看到的地球是這樣的：

這也能看出，的確在偏月球內側的位置。

所以要讓地球足夠安全，除了要炸碎月球外，還需要月球碎片飛出地球引力范圍。如果只是單純的引爆，即便1/100的碎片掉落地球，也是73.5億億噸，相當于毀滅恐龍小行星質量的7萬多倍，同樣足以讓地球生命大滅絕N次，徹底摧毀地球文明。

最安全的做法是，炸碎且炸飛月球，讓月球碎片從地球軌道逃逸，飛入太陽軌道。

這個逃逸速度有多少，我們需要看看月球爆炸時，與地球的距離有多少。

電影里，要在月球墜入洛希極限之前炸毀。

那么地球對月亮的洛希極限在哪里？

當一個天體進入中心天體的引力范圍，由于它各個部位與中心天體重心距離不同，所以會產生引力差，這便是潮汐力。月球引力導致的地球漲潮便是典型的潮汐力。

當潮汐力剛好能破壞天體結構的極限距離，便被稱為洛希極限。

洛希極限分成剛體洛希極限和流體洛希極限。

不同結構的衛星，洛希極限距離有所不同

當一個天體像剛體那樣，在引力下不會發生形變，那么它的洛希極限就是剛體洛希極限。

符合公式：

當一個天體像流體那樣，在引力下會發生形變，那么它的洛希極限就是流體洛希極限。

符合公式：

兩個公式中， ρM為中心天體密度， ρm為衛星密度， R為中心天體半徑。

月球和其它大多數衛星一樣，既不是剛體也不是流體，它的洛希極限在地球流體洛希極限和剛體洛希極限之間。

一個衛星穿過洛希極限，被潮汐力撕碎的過程

地球半徑為6378km，平均密度5513kg/m^3，月球平均密度為3346kg/m^3。

易得，月球的剛體洛希極限為：9492km，流體洛希極限為：18381km。

也即月球的洛希極限在9492~18381km之間。

如果取個平均值的話，真實洛希極限在14000km附近。

要墜落洛希極限之前逃離地球束縛，需要的速度最少為：

月球質量為7.342?10^22 kg，可得，月球炸飛后獲得的總動能為：

E=（1/2）mv^2=2.098×10^(30) J

月球被炸碎，還有小部分能量提供給月球解體。

月球解體永遠不再聚合，對抗的是引力結合能。

對于一個密度均勻的天體來說，引力結合能滿足公式：

由于月球是小型天體，密度梯度較小，可以近似看做密度均勻來計算引力結合能。

那么得到月球引力結合能為：

可以看出，單純炸碎月球，其實需要消耗的能量，只是炸飛月球的零頭。

由于洛希極限距離過近，如果只是炸碎月球，而不炸飛月球的話，可能會存在大量的碎片墜入地球的可能。

那么，把月球炸飛并且炸碎需要的總能量為：

這個能量是極其龐大的，為了讓大家有個概念，做個類比：

太陽核聚的功率為3.9×10^26W，月球炸飛的龐大的能量，接近太陽核聚變1.6個小時的總能量。相當于地球接受太陽照射40萬年的總能量。

哪怕按照小說和電影中的設定，人類都遠遠達不到這個能量功率。

所以電影中，人類是通過引爆月球聚變，來制造如此龐大的能量，所用的能量為月球爆炸能量的10億分之一。

哪怕是10億分之一，就用了人類核彈的總儲備量。

1噸TNT，相當于4.184×10^9 J，月球核爆產生的總核當量為 5.3×10^20 噸TNT，也即8萬億億噸TNT。

可得，人類在電影中的核當量總量為：5300億噸TNT。

在現實世界中，當前人類儲備的核當量已經大大減少，但冷戰時期一度超過200億噸。

在《流浪地球》小說中的人類，就已經邁過氫核聚變，掌握了重核聚變。那個時候的核當量儲備，是冷戰時期的20多倍，是十分合理的。

為什么電影中能誘發月球核聚變？

看了電影的人應該知道，流浪地球系列的電影，其實有著大量自己原創的內容。但無論怎么原創，它的大框架是忠于原著的。

在原著中，流浪地球廣泛運用重核聚變，例如推動地球的行星發動機。

月球核聚變本身，其實就是重核聚變。

重核聚變其實需要的條件十分的苛刻：

要讓硅發生聚變，已經需要達到30億℃的超高溫。

而溫度超過60億℃，足以引起超新星爆發。鐵核吸熱聚變，生成更重的元素。

點燃氫彈比起掌握可控氫聚變來說，明顯后者的難度遠遠高于前者。那么點燃重核，比起可控重核聚變，也會是后者的難度更高。

其實，哪怕現實中，CERN的大型強子對撞機，甚至短暫創造過10萬億℃的夸克湯。

按照小說的設定，人類既然能掌握可控的重核聚變，引爆月球是可以自洽的。

月球核爆是一個怎樣的過程？

我們知道，月球內核和地球內核一樣，主要含鐵嗎，不過月球的內核其實占月球很小部分。

月球被點燃后，能量傳遞和聚變進程，會類似于地震波一樣傳遞。

由于月球表面是更輕的元素，聚變會更加的劇烈，然后一直往月核傳播。雖然鐵重核聚變會吸收能量，但整個球體聚變產生的龐大能量，足以點燃月核。

此時核爆的月球，相當于一個小型的超新星爆發，不過由于是從外部引爆的，所以爆炸方向會影響噴流方向。所以，引爆月球一定要在側面且靠近內側的位置。

電影里設定的陣列核爆，不僅保證了大量核彈爆發威力的整理釋放，也保證了月球爆破的方向，保證主要的月球碎片遠離地球，而不是朝向地球。

在電影中，月球為什么會“墜落”？

月球的“墜落”，可能和放逐方式有關。

我們可以看出，三個推動器的位置所組成的平面，正好和我們平行。

推動給月球的力，正好與地心引力的方向相反。

通常航天器升軌采用霍曼轉移軌道，沿著航天器當前前進方向提供加速，而非沿垂直于速度方向提供加速。

其實垂直推進，這在電影中是合情合理的。

現實中航天器升軌，之所以采用霍曼轉移軌道，是因為這是最節能的。

在升軌的過程中，飛行器原本的軌道速度會逐漸降低，部分動能會逐漸轉化成勢能。

垂直軌道加速的話，飛行器的切向動能不變，勢能的增加完全由推進器提供，所以會消耗更多能源

為什么在電影中是合理的？

因為在電影中，隨著氦閃窗口期越來越近，人類本身就急著推走月球。

而在垂直軌道加速，的確會比霍曼轉移軌道遠離速度很快。

加上月球上有著豐富的氦-3，在逃命面前，也不必要用最節能的方式。

這種推進方式，為什么可能是月球“墜落”的原因？

根據電影結尾的彩蛋，我們知道，月球危機本身就是人工智能莫斯一手造成的。

兩個推進器先后爆炸，造成的月球“墜落”。

電影用“軌道擾動”一筆帶過，但其實我們可以進行更多的探討。

我們再來仔細看看三個推進器的位置。

如果第一個爆炸的推進器正好是月球切線速度方向，那么月球的切線速度是可能有所降低的。

接下來的重點是，少了一個推進器后，月球就會發生旋轉。當一個推進器到了背面發生爆炸，那么這個爆炸產生的推動力，就和月球遠離的方向相反的。

也就是說，先后兩個推進器的爆發，一個降低了月球的公轉速度，一個給月球來了一個朝向地球的推力。

這樣，月球的墜落就有了合理性。

當然，這樣的兩個爆炸十分的巧合，但不要忘了，這都是莫斯的設計。

莫斯由人類第23代（550W）強人工智能而來，通過精細控制三個推進器的能量功率是很容易的。另外，推進器爆炸是一次性釋放所有的能量，產生的龐大推力，是遠遠大于推進器工作時的推力。

對比后面炸掉月球的能量，炸掉推進器影響月球軌道改變的能量其實是微乎其微的。而且由于是莫斯的精心布局，也有可能它早就通過推進器調整過月球軌道和方向。

除了炸掉月球，還能不能有其它的方案？

不炸掉月球，能考慮的其實就是相對溫和地改變月球軌道，推走月球。

但由于推進器里面，三個壞了兩個。且推進器與月球表面平行，不可能再啟用推進器推走月球。

人類也不可能短時間再修建推進器，唯一能做的就是利用核爆炸推走月球。

前面我們計算出，人類總核彈當量是8000億噸TNT。

即便最極限的認為所有的能量都會轉化為月球的動能（實際轉化很低），容易計算得到：

月球的速度變化僅僅只有1.5m/s。而月球原始公轉速度就有1023m/s，前者占后者的零頭都沒有。

也就是說，人類核武器產生的總能量，遠遠不足直接改變月球的軌道。

唯一能做的就是四兩撥千斤，引爆月球。

如何看待《流浪地球2》，以及科幻世界中的科與幻？

如果說《流浪地球1》給中國科幻重工業打了一個地基，那么《流浪地球2》就好似在這個地基上拔地而起，轉眼間已是擎天高樓。

進入影院的不少人都有這樣的瞬間感受，3年間，中國科幻已經牛到這個地步了嗎？

很有一種不真切的震撼感受。

很慶幸郭帆導演聽取了王衛紅編劇的意見，沒有采用保守的方式，而是進行了大膽創新。不然我們絕不能看到這么精彩的中國科幻電影。

科幻科幻，有科才有幻，我認為再硬核的科幻小說和電影，不僅需要科的嚴謹，也需要幻的精彩。

它們其實是互為補充，渾然一體的。

無論科幻題材經典的平行世界，時空穿梭，曲率引擎，還是大劉《三體》中的降維打擊，水滴，又或《宇宙坍縮》、《微觀盡頭》關于宇宙設定，《帶上她的眼睛》中困在地心的女孩，鄉村教師中超級星際文明，《微紀元》中的微型人類，《全頻帶阻塞干擾》中墜入太陽的萬年炎帝號……

按照嚴謹的科學分析來說，以上絕大多數都很難實際成立。

如果沒有幻，整個科學世界將黯然失色。

科幻作品最重要的是世界觀內部的邏輯自洽。看一個劇情合不合理，需要看的是在它的世界觀內合不合理。其實，哪怕現實存在的，在小說世界觀中也不一定能合理存在。例如在《三體》小說中，世界嚴格遵守黑暗森林法則，如果大劉寫一個弱小文明，自爆坐標還能天天蹦跶，那世界觀就崩了。

其實，無論是小說還是電影，都有著很多幾乎不怎么講究科學性，大開腦洞的科學作品。如果這些作品在大多數人心中，值得8分的評價。那么科和幻同樣優秀的《流浪地球》系列，就值得中國科幻電影史截止當下的最高評價。