當一顆恒星度過它漫長的青壯年期——主序星階段，步入老年期時，它將首先變?yōu)橐活w紅巨星。紅巨星是恒星燃燒到后期所經歷的一個較短的不穩(wěn)定階段，根據恒星質量的不同，歷時只有數百萬年不等，這與恒星幾十億年甚至上百億年的穩(wěn)定期相比是非常短暫的。紅巨星時期的恒星表面溫度相對很低，但極為明亮，因為它們的體積非常巨大。在赫羅圖上，紅巨星是巨大的非主序星，光譜屬于K或M型

圖片來自唯尋的課件

恒星依靠其內部的熱核聚變而熊熊燃燒著。核聚變的結果，是把每四個氫原子核結合成一個氦原子核，并釋放出大量的原子能，形成輻射壓。處于主星序階段的恒星，核聚變主要在它的中心（核心）部分發(fā)生，輻射壓與它自身收縮的引力相平衡，恒星內部氫的燃燒消耗極快，中心形成氦核并且不斷增大

隨著時間的延長，氦核周圍的氫越來越少 ，中心核產生的能量已經不足以維持其輻射，于是平衡被打破，引力占了上風，有著氦核和氫外殼的恒星在引力作用下收縮坍塌，使其密度、壓強和溫度都急劇升高，氫的燃燒向氦核周圍的一個殼層里推進

這以后恒星演化的過程是：內核收縮、外殼膨脹——燃燒殼層內部的氦核向內收縮并變熱，而其恒星外殼則向外膨脹并不斷變冷，表面溫度大大降低。這個過程僅僅持續(xù)數十萬年，這顆恒星在迅速膨脹中變?yōu)榧t巨星。氦聚變最后的結局，是在中心形成一顆白矮星

太陽在引力坍縮期內會持續(xù)變大，體積會一直膨脹至現在太陽的992萬倍，其太陽外表會直接到達地球軌道，吞沒地球與月球

圖注：卡西尼探測器所利用木星引力彈弓做加速示意圖

引力彈弓就是利用行星的重力場來給太空探測船加速，將它甩向下一個目標，也就是把行星當作“引力助推器”。

利用引力彈弓使我們能探測冥王星以內的所有行星。在航天動力學和宇宙空間動力學中，所謂的引力助推（也被稱為引力彈弓效應或繞行星變軌）是利用行星或其他天體的相對運動和引力改變飛行器的軌道和速度，以此來節(jié)省燃料、時間和計劃成本。

引力助推既可用于加速飛行器，也能用于降低飛行器速度。

那為什么流浪地球計劃為什么一定要利用引力彈弓效應呢？不用可以嗎？答案是不利用木星的引力加速，地球上的行星發(fā)動機是無法把地球加速至第三宇宙速度的，無法達到第三宇宙速度就無法飛出太陽系

圖注：彈力弓效應示意圖，直線是木星軌跡，曲線是地球軌跡

當地球以某一個角度接近木星的時候，引力彈弓效應就開始悄然發(fā)生了。這個過程其實可以被當作一個彈性作用（elastic interaction）。流浪的地球逐漸進入木心強大的引力場，獲得加速度之后再次被“甩”出去。為了便于理解，其實可以把它當成動量中的彈性“碰撞”，即能量和動量都守恒的“碰撞”。在這種“碰撞”中，兩個物體的速度差會保持不變（這個在下圖中會有所證明）。所以說如果一開始在引力彈弓作用之前地球和木星相向而行，地球的速度是v1，木星的速度是v2，他們的速度差是v1+v2，那么在作用之后，地球和木星變成了通向而行，木星速度依然是v2，為了保持速度差不變，地球的速度會變成v1+v2+v2，所以說地球的速度增加了2個v2，這是何等的高妙啊。（當然，這個情況過于理想，只是為了方便大家理解而簡化的，真實情況要復雜許多）

圖注：證明彈性碰撞中速度差保持不變的過程

圖注：地球的部分大氣層已被木星的引力吸走、

洛希極限是指當行星與衛(wèi)星距離近到一定程度時，潮汐作用就會使天體本身解體分散。這個使衛(wèi)星解體的距離的極限值是由法國天文學家洛希首先求得的，因此稱為洛希極限。當天體和第二個天體的距離為洛希極限時，天體自身的重力和第二個天體造成的潮汐力相等。如果它們的距離少于洛希極限，天體就會傾向碎散，繼而成為第二個天體的環(huán)。它以首個計算這個極限的人愛德華·洛希的名字命名

計算表明，地球和木星的距離如果低于103萬公里，那么大氣就會在潮汐力的作用下脫離地球；如果距離低于7.44萬公里，那整個地球都會被撕碎。

潮汐力有多可怕，我們拿一個茶壺和茶杯舉例子：

我們在杯壁頂部倒一些水，讓它在重力作用下向著杯底滑落。越靠近杯底，水滴會越拉越長，最后被拉扯到了撕裂的極限。這個極限就可以被認為是這個茶杯對水滴的“洛希極限”

木星的引力場，實際上就是這樣一個“茶杯”。地球尺寸很大，當它靠近木星時，離木星較近一側受到的引力，將比較遠一側大得多，因此會像水滴一樣被逐漸撕裂

《流浪地球》電影中，地球已經到達了地木“流體洛希極限”（地木距離103萬公里）。在此處，液體和氣體不再能被地球引力束縛，而傾向于逃逸；而巖石還勉強能憑借自身的硬度堅持一會兒

再靠近木星一點，地球將進入地木“剛體洛希極限”（地木距離7.44萬公里）。在此處，就連堅硬的巖石都會被引力差撕碎，地球將徹底解體

在土星引力場的作用下高速運動，最終成為了土星環(huán)的一部分

  核聚變發(fā)動機