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翻译：刘海牧
校对：尹天任
审阅：缪征一
美编：李鸣晨
后台：李子琦
原文链接：https://phys.org/news/2026-03-hail-mary-hard-science-astrophysicist.html
来源: Jonathan Olley/Amazon Content Services
作为一名天体物理学家，我的世界始终围绕着宇宙的奇迹与奥秘。这也意味着，我在看那些探索相关主题的科幻书或电影时，会是一个挺挑剔的观众。
不过，当我最近看完安迪·威尔2021年科幻小说《挽救计划》（Project Hail Mary）的改编电影预映场，走在大街上时，我眼里闪烁着激动的泪花。电影制作方不仅还原了原著故事的神韵，更精准地呈现了故事核心所承载的科学严谨性。
故事围绕着由瑞恩·高斯林（Ryan Gosling）饰演的莱兰·格雷斯展开。他从昏迷中醒来，不仅失去了记忆，更不知道自己为什么会身处一艘离地球11.9光年之遥的宇宙飞船上。随着记忆碎片一点点拼凑，真相浮出水面：太阳正在走向死亡，而他，是人类最后的希望。
那么，这部电影中涉及了哪些科学事实，又有哪些科幻构想？该片已于今日起在澳大利亚和新西兰的影院上映。
一颗垂死的太阳
在《挽救计划》中，太阳正走向枯竭，而罪魁祸首是一种已经蔓延到银河系我们所在区域的外星生物。
首先，生物真的能从一个恒星系统蔓延到另一个恒星系统吗？在一些科学家看来，答案是肯定的。这在理论上被称为“胚种论”（Panspermia）。
虽然目前我们还没有确凿的证据来证实它，但这个理论也绝非天马行空。我们很清楚，恒星系统间的物质是可以跨越遥远距离进行传递的——毕竟，我们已经亲眼见证了至少三个“星际访客”闯入并飞越了我们的太阳系。
如果生命体能在严酷的太空环境中生存，并栖息在这些岩石天体上，那么生命确实有可能通过这种方式扩散。不过，这种生命形式极大概率只是一些初级的简单生物。
至于这部电影的核心主角——“噬星体”（astrophage），它的运作机制和行为模式，则完全属于奇妙的科幻世界范畴了。
宇宙之巨
人类想要跨越星际进行旅行，听起来简直像是个不可能完成的挑战。
单是在我们的银河系中，就有超过4000亿颗恒星，但其中只有大约100颗位于地球方圆20光年的范围之内。
《挽救计划》将目光投向了其中一个名为“天仓五”（Tau Ceti）的星系，它距离我们11.9光年。
如果我们搭乘历史上飞得最快的载人航天器——阿波罗10号指令舱，以超过每小时39,900公里的时速飞往这颗恒星，足足需要花上32万年。但在一个“太阳即将毁灭”的故事里，我们根本等不起。那么，《挽救计划》又是如何解决这个难题的呢？
狭义相对论正式登场。
狭义相对论是现代历史上最具颠覆性的理论之一。它由阿尔伯特·爱因斯坦在1905年提出，揭示了质量与能量本质上的等价性。而它最为人所熟知的，莫过于那个著名的公式：“E = mc²”。
爱因斯坦通过数学推导得出的结论，以及后来我们通过观测证实的真理是：一个物体移动的速度越接近光速，它在自身参考系中所经历的时间就流逝得越慢。
这被称为“洛伦兹变换”（Lorentz transformation）——它能让我们计算出在另一个参考系（比如以接近光速飞行时）中所经历的时间，与我们自身参考系之间的差异。
电影并没有在这里强行科普物理课，而是巧妙地运用了视觉线索——包括格雷斯（Grace）在白板上推导出的那些严谨的数学公式，来直观地展示这种时间的变化。
格雷斯推算出的结果是：由于飞船以极高的速度飞行，在时间膨胀效应的影响下，他实际上只昏迷了四年。从科学角度来看，这个设定简直精准得无可挑剔。
我们必须聊聊那些外星人。
在拯救地球的任务途中，格雷斯遇到了另一位也在努力拯救家园的生命体——“ 76 号”（Rocky）。
我们（至少我们这些天文学家）深信，外星生命一定存在于宇宙的某个角落。这种信念并非源于什么“麦田怪圈”或不明飞行物（UFO），而是基于纯粹的统计概率。
单是在银河系内，据我们估计就至少有1000亿颗行星。既然生命能在地球上诞生、演化并繁衍生息，天文学家们就有充分的理由相信，同样的故事也会在其他星系中上演。
我们之所以如此有信心，很大程度上源于我们对已知生命“基本构成”的认知。地球上所有的生命都是碳基的。但如果我们将生命的构成进一步拆解，就会发现一个核心：氨基酸。这些有机化合物，正是我们 DNA 的基石。
最令人兴奋的是，我们已经在太空中发现了这些物质。通过对小行星样本和坠落陨石的分析，科学家们已经证实：地球生命所需的许多氨基酸，在太阳系的其他天体上同样存在。
寻找我们之外的“外星地球”
电影带给观众最直观的震撼，莫过于让我们亲眼看见了其他星球可能的模样。
在安迪·威尔（Andy Weir）创作这部小说时，科学界的共识是：在“天仓五”（Tau Ceti）以及我们新朋友——“76 号”的母星“波江座 40A”（40 Eridani A）周围，极有可能存在着外星世界。
然而，随着近年来科学的进步，最新数据表明，至少身为天文学家的我们此前探测到的行星信号，极有可能都属于“虚假信号”。
所以，至少就目前而言，“76 号”的故乡并不存在——但千万个其他的异世界确实存在。截至 2026年3月，天文学家已经确认了6,100颗系外行星。这些存在于太阳系之外、环绕遥远恒星运行的世界，既有像地球一样的岩石行星，也有巨大的气态巨行星。
在这场拯救恒星的冒险中，格雷斯和“76号”必须探索的一处地点，是环绕“天仓五”运行的一颗理论存在的行星。在这里，我们能看到令人惊叹的翠绿与火红交织，以及大气层中气团混合而成的独特涡旋。
这不禁让人联想起我们太阳系中的气态巨行星——木星。
《挽救计划》不仅仅是一部拥有绝美视觉效果的史诗级冒险电影。它更是一个深刻的启示，提醒着我们——家园是何其珍贵，而科学对于人类文明的存续又是何等至关重要。
责任编辑：周英杰
牧夫新媒体编辑部
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