遼寧
周一 · 知古通今|周二 · 牧夫專欄
周三 · 視頻天象|周四 · 觀測指南
周五 · 深空探測|周六 · 茶余星話|周日 · 太空探索
翻譯：劉海牧
校對：尹天任
審閱：繆征一
美編：李鳴晨
后臺：李子琦
原文鏈接：https://phys.org/news/2026-03-hail-mary-hard-science-astrophysicist.html
來源: Jonathan Olley/Amazon Content Services
作為一名天體物理學家，我的世界始終圍繞著宇宙的奇跡與奧秘。這也意味著，我在看那些探索相關主題的科幻書或電影時，會是一個挺挑剔的觀眾。
不過，當我最近看完安迪·威爾2021年科幻小說《挽救計劃》（Project Hail Mary）的改編電影預映場，走在大街上時，我眼里閃爍著激動的淚花。電影制作方不僅還原了原著故事的神韻，更精準地呈現了故事核心所承載的科學嚴謹性。
故事圍繞著由瑞恩·高斯林（Ryan Gosling）飾演的萊蘭·格雷斯展開。他從昏迷中醒來，不僅失去了記憶，更不知道自己為什么會身處一艘離地球11.9光年之遙的宇宙飛船上。隨著記憶碎片一點點拼湊，真相浮出水面：太陽正在走向死亡，而他，是人類最后的希望。
那么，這部電影中涉及了哪些科學事實，又有哪些科幻構想？該片已于今日起在澳大利亞和新西蘭的影院上映。
一顆垂死的太陽
在《挽救計劃》中，太陽正走向枯竭，而罪魁禍首是一種已經蔓延到銀河系我們所在區域的外星生物。
首先，生物真的能從一個恒星系統蔓延到另一個恒星系統嗎？在一些科學家看來，答案是肯定的。這在理論上被稱為“胚種論”（Panspermia）。
雖然目前我們還沒有確鑿的證據來證實它，但這個理論也絕非天馬行空。我們很清楚，恒星系統間的物質是可以跨越遙遠距離進行傳遞的——畢竟，我們已經親眼見證了至少三個“星際訪客”闖入并飛越了我們的太陽系。
如果生命體能在嚴酷的太空環境中生存，并棲息在這些巖石天體上，那么生命確實有可能通過這種方式擴散。不過，這種生命形式極大概率只是一些初級的簡單生物。
至于這部電影的核心主角——“噬星體”（astrophage），它的運作機制和行為模式，則完全屬于奇妙的科幻世界范疇了。
宇宙之巨
人類想要跨越星際進行旅行，聽起來簡直像是個不可能完成的挑戰。
單是在我們的銀河系中，就有超過4000億顆恒星，但其中只有大約100顆位于地球方圓20光年的范圍之內。
《挽救計劃》將目光投向了其中一個名為“天倉五”（Tau Ceti）的星系，它距離我們11.9光年。
如果我們搭乘歷史上飛得最快的載人航天器——阿波羅10號指令艙，以超過每小時39,900公里的時速飛往這顆恒星，足足需要花上32萬年。但在一個“太陽即將毀滅”的故事里，我們根本等不起。那么，《挽救計劃》又是如何解決這個難題的呢？
狹義相對論正式登場。
狹義相對論是現代歷史上最具顛覆性的理論之一。它由阿爾伯特·愛因斯坦在1905年提出，揭示了質量與能量本質上的等價性。而它最為人所熟知的，莫過于那個著名的公式：“E = mc2”。
愛因斯坦通過數學推導得出的結論，以及后來我們通過觀測證實的真理是：一個物體移動的速度越接近光速，它在自身參考系中所經歷的時間就流逝得越慢。
這被稱為“洛倫茲變換”（Lorentz transformation）——它能讓我們計算出在另一個參考系（比如以接近光速飛行時）中所經歷的時間，與我們自身參考系之間的差異。
電影并沒有在這里強行科普物理課，而是巧妙地運用了視覺線索——包括格雷斯（Grace）在白板上推導出的那些嚴謹的數學公式，來直觀地展示這種時間的變化。
格雷斯推算出的結果是：由于飛船以極高的速度飛行，在時間膨脹效應的影響下，他實際上只昏迷了四年。從科學角度來看，這個設定簡直精準得無可挑剔。
我們必須聊聊那些外星人。
在拯救地球的任務途中，格雷斯遇到了另一位也在努力拯救家園的生命體——“ 76 號”（Rocky）。
我們（至少我們這些天文學家）深信，外星生命一定存在于宇宙的某個角落。這種信念并非源于什么“麥田怪圈”或不明飛行物（UFO），而是基于純粹的統計概率。
單是在銀河系內，據我們估計就至少有1000億顆行星。既然生命能在地球上誕生、演化并繁衍生息，天文學家們就有充分的理由相信，同樣的故事也會在其他星系中上演。
我們之所以如此有信心，很大程度上源于我們對已知生命“基本構成”的認知。地球上所有的生命都是碳基的。但如果我們將生命的構成進一步拆解，就會發現一個核心：氨基酸。這些有機化合物，正是我們 DNA 的基石。
最令人興奮的是，我們已經在太空中發現了這些物質。通過對小行星樣本和墜落隕石的分析，科學家們已經證實：地球生命所需的許多氨基酸，在太陽系的其他天體上同樣存在。
尋找我們之外的“外星地球”
電影帶給觀眾最直觀的震撼，莫過于讓我們親眼看見了其他星球可能的模樣。
在安迪·威爾（Andy Weir）創作這部小說時，科學界的共識是：在“天倉五”（Tau Ceti）以及我們新朋友——“76 號”的母星“波江座 40A”（40 Eridani A）周圍，極有可能存在著外星世界。
然而，隨著近年來科學的進步，最新數據表明，至少身為天文學家的我們此前探測到的行星信號，極有可能都屬于“虛假信號”。
所以，至少就目前而言，“76 號”的故鄉并不存在——但千萬個其他的異世界確實存在。截至 2026年3月，天文學家已經確認了6,100顆系外行星。這些存在于太陽系之外、環繞遙遠恒星運行的世界，既有像地球一樣的巖石行星，也有巨大的氣態巨行星。
在這場拯救恒星的冒險中，格雷斯和“76號”必須探索的一處地點，是環繞“天倉五”運行的一顆理論存在的行星。在這里，我們能看到令人驚嘆的翠綠與火紅交織，以及大氣層中氣團混合而成的獨特渦旋。
這不禁讓人聯想起我們太陽系中的氣態巨行星——木星。
《挽救計劃》不僅僅是一部擁有絕美視覺效果的史詩級冒險電影。它更是一個深刻的啟示，提醒著我們——家園是何其珍貴，而科學對于人類文明的存續又是何等至關重要。
責任編輯：周英杰
牧夫新媒體編輯部
『天文濕刻』 牧夫出品
微信公眾號：astronomycn
北極星黎明號指揮官賈里德·艾薩克曼在 2024 年 9 月 12 日星期四成為首位進行艙外活動（EVA）的私人宇航員時，以剪影映襯地球。（圖片來源：SpaceX）
謝謝閱讀
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
