《你的名字。》中彗星碎片撞擊地面的影響是否合理?

根據女主繞湖而行以及彗星碎片撞擊地面的瞬間的鏡頭感覺那個碎片直徑至少也要5到10米,而這麼大的碎片撞擊地球應該不會像影片中這麼小吧。
畢竟一公里的外來天體撞擊地球就可以滅世了。


在不考慮隱藏設定和彗星人為設置的可能性的情況下,《你的名字。》里彗星碎片撞擊地面的影響是不合理的。理由如下:

從《你的名字。》里迪亞馬特彗星(Timat)的科學性說開去(主要內容參考和摘譯:「君の名は。」のティアマト彗星を再考する - ZoaZoa日記

錯誤的彗星軌道

就像筆者在如何看待新海誠《你的名字》成為第一個票房破百億的非吉卜力的動畫電影? - Macro kuo 的回答 - 知乎里所說的,彗星在《你的名字。》里可以說是起到了非常重要的作用。作品中登場的彗星的名字叫做迪亞馬特,迴轉周期是1200年。這種周期的天體屬於長周期彗星或非周期彗星,其往複周回運動所帶來的核質量的減少可以說是十分小,所以可以算是比較巨大的彗星。

從這種周期來看,該彗星的起源大概就應該是比冥王星更遙遠的太陽系外緣,也就是所謂的「奧爾特雲(Oort cloud)」了。它應該是以橢圓軌道(或者拋物線軌道)在繞太陽周圍運行。然而,片中最初新聞的解說圖裡彗星雖然被描繪成了在繞太陽周圍運行,卻在之後在電視里幾次出現的彗星軌道解說圖裡被描寫成了在繞地球周圍運行。如果地球的重力(質量)沒有在這1200年里急速增大的話,電視里的這個圖就應該是不正確也是不現實的了。

例如日本著名的科幻作家、原と學會會長的山本弘就在推特上指出了《你的名字。》里這個天文學描寫上的失誤(紅色是新聞中的錯誤軌道,藍色是第一次片中新聞里的理論上正確軌道):

當然,由於就算是有這種錯誤的軌道描寫也不會對故事有什麼大的影響,那麼在這部作品裡彗星軌道的正確性也許就並不是什麼需要過於在意的要素了。在《你的名字。》接近200億日元的本土票房和92個公開國家的影響下,有無數的年輕人受其感動,某種程度上甚至將這部作品當作了「人生的指南針」。在我國,12月2日公開的該片以20倍於日本國內規模的7000院線上映,光兩天內就突破了2億人民幣票房。然而,正因為是有如此強大影響力的優秀作品,不論這種失誤是出在科學考證上亦或是作畫上,也是不該被容忍的。正確而科學的刻畫方式也是動畫製作者和發行者們的應盡責任。但願等光碟版的該片發行時這一錯誤能夠得到修正。

關於迪亞馬特彗星的分裂

在《你的名字。》里,迪亞馬特彗星上演了天體運動中十分罕見的現象——分裂。這點我們也能從實際劇中的電視播映里被報道中「世紀難見的天體秀」的解說看出來。由於是動畫,對於它的運動我們也只能去參考片中的影像,但是就片中所刻畫的形象來看,這顆迪亞馬特彗星看起來是無比巨大的。

自然的,看上去很大的原因只會是以下之中的一個:「彗星的核本身就很大」或是「彗星相當接近地球」。例如,1997年的海爾博普彗星(Comet Hale-Bopp)壯觀景象就曾經給我們留下了深刻的印象。它看著大就是因為前一個原因:彗星核很大所以看著很大。研究結果表明,海爾博普彗星的核直徑竟然接近50公里,而且更令人驚異的是,其核是由兩個以上的部分組合而成的,並且這幾個部分是在以核為中心進行自轉。

於是,借鑒海爾波普的例子,我們也就不難想像迪亞馬特彗星墜地事件的原因可能會是:核本身很大,並且有複數個部分在其內部自轉,其中一部分因為周圍天體的重力影響而飛出了彗星本體。也就是說,落在糸守町的,就是環繞在迪亞馬特彗星最大的核周圍的小核。然而,經過仔細計算考證,如果順著這種說明就會出現一個問題:片中刻畫的從分離彗星本體到其落在糸守町的時間太短了。

作品中從祭典的黃昏確認彗星分裂後,至少在數小時內彗星分離的核就墜入了糸守町。電視播映里的解說也提到「由於是突然發生的事件,無法預測彗星落下的地點」。

就算是人類觀測史上最為接近地球的百武彗星(Comet Hyakutake),地球到彗星的距離也有0.1AU(約1500萬km)。當我們把接近地球軌道的彗星本體的速度大致算作可以擺脫太陽引力的束縛的第三宇宙速度17km/s(時速61200km)(實際上彗星越接近太陽速度就會越快),從分裂到落下就大概需要246小時(也就是大概10天)。10天對於糸守規模大小的小町來說做避難準備也是綽綽有餘的,根本沒有爆破變電所的必要。

如果從分裂到墜入地球是6個小時的話,該天體明顯就屬於近地天體了。若是這麼大的彗星如此靠近地球的話,那麼人類也就不會有那閑工夫在電視上稱其為「華麗天體秀」,而是會在國際上去考慮萬一彗星分裂了的對策。而如果分裂到墜入是3個小時的話,迪亞馬特彗星到地球的距離就只有18360km。而在這麼近的距離範圍內,小天體是會受到地球重力而崩壞的,這是因為它低於了洛希極限(Roche limit:指衛星運行軌道與主星之間的理論臨界距離)的最小距離19134km。若是這樣的話,彗星本體就會發生崩壞,不用說糸守町,就連來自彗星核的巨大破片也會在地球各地落下,演變為天體觀測史上最大的事件。(類似布魯斯威利主演的電影《絕世天劫》(Armageddon)劇情)而片中也說道「沒有超過洛希極限」,所以我們就大概可以推定從彗星分裂到撞擊糸守町應該有至少6-9小時的時間。
當然上面這些推理都是建立在電影文本上的推斷。然而,事實上在新海誠在他執筆的小說版《你的名字。》里,是對撞擊了糸守町的彗星碎片有具體描述的:

大小:直徑40m
密度:等同於岩塊
撞擊速度:秒速30km

撞擊時刻:20時42分
產生隕石坑直徑:約1km

除這些關於彗星本體的數據外,我們還能在書中找到「距撞擊地點5km遠的地方也在撞擊後一秒發生了4.8級的地震」、「15秒後有爆風吹過」等的描述。

從撞擊時刻往回倒推,我們就能發現撞擊時間應該大約是在分裂後的2小時。那麼用上述撞擊速度去計算時,我們大概就能推出彗星本體距離地球大概有216000km。雖然這一距離遠遠超過了洛希極限的19134km,但是由於它還是比地月距離的384400km要近,那麼在這個意義上彗星也就還是屬於近地天體了。如果該彗星組成成分是硅酸鹽的岩塊的話,那麼密度就大概是3g/cm3 了。撞擊角度從片頭衝擊雲海和東京瀧仰望的視角來看,核和尾形成的軌道大概有70°。可是當我們把這些數據錄入到Impact Earth! 這個普渡大學模擬天體撞擊地球的網站里時,卻發現在這一條件下是無法形成隕石坑的。結果顯示,這個條件下的彗星碎片會在地球上空6萬米處分裂成更為細小的破片,只是像流星那樣飄散殆盡。這個結果就接近1908年隕石在俄羅斯上空大氣層內發生爆炸的通古斯大爆炸(Тунгусский взрыв)了。而這一規模的天體墜落地表大概是每687年就會有一次。

結果同時顯示,該彗星碎片突入大氣層時的能量大約有4.52	imes 10^{16} 焦耳,這一能量大約等同於宮崎駿在《起風了》里描繪的日本1923年發生的關東大地震。由於彗星是墜入湖中並不是與地面撞擊,我們也就無法知道從距離上空的碎片分離處5km的地方能夠觀測到多大程度的晃動。而從撞擊產生的衝擊波里,我們還是能充分預想出地面是會發生晃動的。但是,由於書中數據的「4.8級震感」的震級(magnitude)並非晃動的尺度單位(晃動的尺度是震度或者伽/gal),這一數值實際上並沒有表示任何有意義的量級。那麼我們就無法得知5km遠的地方究竟發生了什麼程度的晃動。而我們從數據可以得知的,就是5km遠的地方在大約在26秒後會有秒速131m的爆風吹過。

如果普渡大學的模擬器的數據可靠正確,那麼直徑40m的彗星碎片是不可能單獨衝擊糸守町的。就算會落在糸守,也只是分裂出的大量小碎片中未能燃燒殆盡的幾塊穿透居民房或是體育館的屋頂,或者砸在某個倒霉蛋身上的那種程度。那麼我們究竟該怎麼理解這個設定下的撞擊呢?

以小說版的條件為準,由於精確的數據是不容易出現理解誤差的,所以也就無法更改,那麼值得我們做文章的也就只有「密度」這個屬性了。如果不是硅酸鹽主體的岩石,而是以鐵為主的岩塊又會是怎樣呢?此時,我們以8g/cm3 來代入計算,就會得到以下數據:

生成隕石坑直徑:1.7km
生成隕石坑深度:363m
距離撞擊地點5km的爆風:15秒後秒速206m
撞擊能量:4.64	imes 10^{16} 焦耳(也還是跟關東大地震差不多)
據撞擊地點5km的麥加利地震烈度(Mercalli intensity scale):5
撞擊頻度:每1500年一次

我們高興地發現,這次可以形成隕石坑了。雖然數值上有或多或少的出入,但是大體上也還是符合了電影和小說版的被害狀況。彗星周期也是和片中的1200年一次十分接近。也就是說,我們只能將這塊彗星碎片看成是「鐵」,或者與鐵相同密度的別的物質,才能說得通。

明確了彗星可能的成分,那麼我們又會發現一個大的問題:從太陽系的起源來看,彗星核里能有這麼大量的鐵是無法自圓其說的。雖然鐵在宇宙整體來看並不是多麼稀有的元素,然而在太陽系等形成的過程中,鐵只會存在於更接近於太陽的地方。而正是這些鐵使得所謂地球型行星(水星、金星、地球、火星)及介於火星和木星軌道之間的小行星體構成的小行星帶(asteroid belt)得以形成。而比木星更遠的行星的主要成分則是氫氣、水、甲烷、氨氣等氣體,其他元素或者化合物在量上就屬於非常少量的存在了。

據研究表明,大多數彗星都是起源於比木星型行星更遠的地方,也就是所謂的太陽系外緣柯伊伯帶(Edgeworth-Kuiper Belt)。該區域的多數天體主要成分都是冰。事實上在極近距離捕捉到坦普爾一號彗星(Tempel 1)的ESA(歐洲宇宙機構)的彗星探查器rosetta號的觀測就發現,彗星核的形態就是像「凍住的泥團」一樣的存在。所謂凍住,就是有水結成的冰存在於其中。而未被太陽的引力所聚集的塵土大概就分散地混在了其中了。所以彗星核中存在直徑40m大的鐵塊般的物質的這個設定在現在的天文學語境下是難以成立的(事實上就算是硅酸鹽的巨大岩塊本身也是無法出現在彗星核里的)。然而如果沒有40m直徑的鐵塊落下,《你的名字。》的故事就無法成立了。也就是說,從科學視點上來說,某種意義上「電視解說的彗星軌道錯誤」就不再僅僅是「人為的」問題,而可以說是相當根本的矛盾點。


迪亞馬特彗星是人工天體?

下面為了使得故事中對彗星墜落的數據和描述變得自洽,讓我們展開想像的翅膀,來思考這個問題。

「彗星的核里有直徑40m的鐵塊」在當前的天文學認識下的太陽系裡,是屬於幾乎不可能的現象。然而,如果這塊彗星碎片是人工物質又會如何呢?就算是大自然里無法發生的事,若有人有意將包含了鐵(或者有著與鐵相同密度的物質)塊的人工天體設置在了太陽系裡又會如何呢?

在電視劇《星際迷航》(Star Trek)里登場的宇宙艦隊中存在一個「最高指導原則」 (Prime Directive)的設定。其內容就是「禁止從屬於宇宙艦隊的宇宙船和其乘務員介入到任何社會的正常發展當中」。也就是說原理上,在到憑該文明自己的能力開發出翹曲空間的星際航行手段為止,艦隊都只是止步於對其他文明觀測、觀察的階段,並不會跟這個文明有直接的交流。無獨有偶,這種「不介入」的設定也能夠在類似《哆啦A夢》(時光巡邏隊)等的日本動漫作品中里找到。那麼,就讓我們假定在《你的名字。》的世界裡也有這麼一種上位的存在。

無論是現在的地球還是《你的名字。》里的地球,當然還沒有開發出翹曲空間這種星際航行手段,那麼故事中的宇宙艦隊也就還是處於觀察、觀測階段的文明。然而宇宙艦隊的構成成員(例如文明學者等)就有可能提案說道「只是眺望著也沒什麼意思,不如來對其進行一個文明、文化的實驗」。當然,他們絕對不會將會極端進化當地文明的物體送至地球。那麼「製造一個看起來像自然現象的(從地球規模看起來是)小規模的災害,來觀察地球居民對於該災害會怎樣變化」就是一個很好的主意了。當然這對地球來說只不過是一種干涉「星球內政」的做法。
於是,他們就以1200年為周期設置了一個會在地球同一地點墜落下有著鐵的密度的人工天體。這對於艦隊里類似「地球的原住民能否在1200年這個周期內將這個災害『傳承』下去」、「對於災害能夠採取多大程度的對策」、「災厄和文明進步的關係」等民俗學式觀察、考察就是很有意義的。然而,如果只是這樣的話,當災厄的傳承被中斷了的時候,就會總有同樣的災害反覆上演,產生倫理上的問題了。

宇宙艦隊的巫女設定

於是,為了避免這種倫理問題,就要用上巫女的設定了。宇宙艦隊的文明學者在實施最初的彗星碎片的墜落之前,就將「身心對換和超越時空的能力」給予了落下地點附近的地球女性薩滿式存在。並將這種能力小心地設定為只能在沉睡中發動,且無法被發現是明確的預知能力。而從宇宙艦隊那獲得這種特別能力的薩滿末裔就是宮水家的女性了。

為了更加保險,宇宙艦隊也向巫女的細胞里注入了帶有時間跳躍能量的微生物,並使其共生於體內。這種微生物就好像線粒體(mitochondrion)式的存在,只會母系遺傳,所以就能確保不論是和誰結婚,總是會代代傳承到宮水家的巫女身上,並為了「身心對換和超越時空的能力」在世代交替的過程中不會減弱消失而補充能量。它也會給男性薩滿帶來同樣的能力,不過這種能力是被設定為在接觸到巫女所持的時間跳躍微生物的時候才會起作用。在《你的名字。》作品中,這些微生物就是「三葉粘在組紐上的細胞斷片」、「由三葉的唾液(自然會含有口腔表皮細胞)製作的口嚼酒」。瀧正是通過接觸到三葉所持的這些時間跳躍微生物,才會作起對換的夢,才能超越時空和三葉相會。

宇宙艦隊的文明學者同時也許還會觀察:地球將會如何接受其未成熟科學體系所無法理解的宇宙艦隊的科學體系,並怎樣將其融入文化,又會有怎樣的故事展開下去。

也就是說,《你的名字。》其實是一部「有關宇宙艦隊觀察地球的實驗電影」。雖然這只是筆者的妄想,但是這麼一整理該片中的設定和其中蘊含的矛盾,我們理解這個故事的思路就會變得豁然開朗。

《你的名字。》相關:

如何評價電影《你的名字。》 ? - Macro kuo 的回答 - 知乎
《你的名字》是否過譽了? - Macro kuo 的回答 - 知乎

如何看待《你的名字》結局? - Macro kuo 的回答 - 知乎

如何看待新海誠《你的名字》成為第一個票房破百億的非吉卜力的動畫電影? - Macro kuo 的回答 - 知乎


更新:原高票答案已被建議修改。其實原答主要是註明了翻譯轉載,這樣有趣的回答大家都會歡迎的。大家也可以戳下方鏈接看原高票答案的原文

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反對原高票答案,《君名》中彗星撞擊是合理的,用pancake模型計算可知原高票答案有誤。另外,原高票答主全文翻譯摘抄自日本網友ZoaZoa的博客
「君の名は。」の科學 後編 - ZoaZoa日記

「君の名は。」のティアマト彗星を再考する - ZoaZoa日記

因此昨天14點我在該回答評論里善意提醒答主,標明全文出處,該答主回復我文末加了,但實際卻只加了一句似是而非的「Earth Impact參考:xxx」,並將我們的評論對話刪除,還請這位答主儘快說明是翻譯自ZoaZoa博客。

回到正題,有充分證據說明撞擊碎塊不可能密度接近於鐵,否則會產生不符合電影畫面的類似核爆的火球。符合電影描述的撞擊應該是密度較小但直徑較大的碎塊造成的,因此ZoaZoa網友的邏輯也是不成立的。


下圖為某核試驗空爆產生的火球,隕石撞擊速度很大時也會產生火球,但《君名》電影中撞擊並沒有產生火球!

先看小說描述(渣翻),其中有一個誤區,碎塊直徑並不是實際情況,而是新聞報道推斷的。

「而彗星核心在地球附近炸裂,也是沒人預想到的。而且被冰覆蓋的內部,潛藏著直徑約四十米的岩塊。……形成直徑達一千米的隕石坑。一秒之後五千米以外的地方發生了4.8級別的搖晃,十五秒後暴風肆掠,對整個町落造成了極大的打擊。最終犧牲者超過五百人,接近町落人口的三分之一。糸守町,也成為人類史上受隕石傷害最嚴重的舞台。

隕石坑與本來的糸守湖鄰接形成,內部灌水最後形成瓢簞形的新糸守湖。……

——對於這已經廣為知曉的事實,我當然也不可能不知道。」


注意,小說這段是以男主第一人稱敘述新聞報道,而不是上帝視角的設定集!不是上帝視角的設定集!不是上帝視角的設定集!新聞報道的隕石坑直徑、震感等破壞情況,肯定是準確的,但直徑40m岩塊是怎麼來的?撞擊後碎塊至多只有殘骸,因此直徑40m是估計的,類似新聞聯播上的專家認定。那麼問題來了,直徑40m能取信嗎?對通古斯大爆炸,在基本已知破壞情況下,幾十年來專家對撞擊隕石的直徑估計從60m到20m都有,這是因為隕石撞擊是非常複雜的過程,多年來不斷有新模型被提出,因此對隕石大小速度的估計都有變化。而ZoaZoa使用的impact earth! 網站,所用模型比較新,只能認為《君名》中日本專家的模型不同,或者水平不行吧【微笑。

因此,我們要找的是符合破壞情況,但直徑不一定為40m的碎塊。

但是,使用impact earth! 的模型(主要是Chyba等人1993年使用的pancake模型),密度達到8 g/cm3的碎塊是不可能得到這樣的破壞情況的!隕石坑大小等可以大致符合,但會產生類似核爆的火球,與電影小說描述均不符合,而且在產生火球情況下絕對不是在學校避難就可以倖存的!下面為使用impact earth! 計算的結果。


直徑40m,速度30km/s鐵塊破壞情況是:

碎塊在23300m高處分裂

最終隕石坑直徑1.7km(小說為1km)

撞擊地點5km外麥加利地震烈度6-7級(小說為4.8級)

爆風15.2s後抵達5km外,風速206m/s(小說只提及15s後抵達)

產生直徑716m,目視32.6倍於太陽大小的火球(重要,這種火球類似核爆,而電影里為普通爆炸,小說里未提及火球)

碎片末速度高,為18.6km/s(大於12-15km/s即產生火球)。


關鍵在於密度太大,由pancake模型計算可知其末速度太高,具體見下文。

隨便擬一個密度較低的數據,當然直徑就不能用《君名》小說里專家估計的40m了,比如使用密度2.7g/cm3,直徑70m左右,速度30km/s的岩塊能得到類似隕石坑,而且碎塊最終速度較小,不會產生火球。

破壞情況是:

碎塊在66400m高處分裂

最終隕石坑直徑1.18km

撞擊地點5km外烈度4-5級

爆風15.2s後抵達,風速97.2m/s

不產生火球(重要)

碎片末速度為6.78km/s。


題外話,另一位答主 @Coulson Raymond 提到的撞擊神社的石頭太小以及穿過雲層太快問題。實際上無論是鐵塊還是岩塊,都會在大氣上界就分裂了,最終抵達地面的是一些碎片,比原碎塊小很多,撞神社的只是其中一個碎片……同時速度也減小,但鐵塊由於密度大,碎片末速度也有18.6km/s,應該一秒內就會穿過20km雲層,而岩塊碎片末速度小得多,倒是可能兩三秒才穿過雲層。不過我認為這裡更可能是用了慢鏡頭。。。


撞擊流程如下圖:

上圖a情況為密度直徑都較小的情況,也就是ZoaZoa網友原本提到的直徑40m,密度3g/cm3的碎塊情況。根據pancake模型可算出其分裂的高度Za,以及airburst的高度Zb,airburst後能量大大耗散,碎片會變成更小碎片,甚至經歷更多pancake分裂,難以計算。

b情況則是密度直徑較大的情況,能保證到地面前不發生airburst,也就是impact earth! 網站上產生隕石坑的情況。


pancake模型是個簡化的模型,《君名》里新聞報道專家的估算應該是用了其他簡化模型,不過就Chyba等人93年的計算來看pancake是相當準的。下面用pancake模型大概算了下關於是否airburst和是否產生火球的判定。


(不知道知乎怎麼編輯公式,我把word截圖發上來了_(:з」∠)_)

綜上,要保證電影描述中的情況,產生一定大小的隕石坑而不產生火球,需要密度較小但直徑較大的碎塊。因此日本網友ZoaZoa推斷碎塊密度接近鐵是有問題的。更有可能的是比較大的典型彗星碎塊,比如上面我隨便舉的一個例子。


退一萬步來說,用鐵塊做人工彗星有著巨大的穿幫風險,人類可能掌握了計算出碎塊密度的能力,甚至可能直接找到碎片而發現彗星是鐵做的,高智慧的外星觀察者會犯這麼低級的錯誤嗎。。。


題外話,ZoaZoa還犯了些小錯誤。首先,第三宇宙速度是在地球上發射脫離太陽系的速度,可以加成地球本身公轉速度29km/s,所以比較小,真正接近地球軌道的彗星速度都遠超過17km/s。其次,如果彗星速度17km/s,墜入時間是3小時,到地球距離應該是3*3600*17=183600km吧。。。最後,洛希極限是與環繞天體的密度的三分之一次方成反比的,這個19134km的洛希極限應該只是某種典型密度的洛希極限吧。。。

最後,我個人認為,彗星這樣會周期回歸的意象,賦予了《君名》一種沉重的宿命感。把彗星陰謀論為外星觀察者的實驗之類,實在是降格。三次撞擊都在糸守町,當然也可以解讀為外星觀察者的實驗,可是,極小概率的巧合不是更讓故事有命中注定的沉重感嗎。我希望尊重導演的安排,不要吹毛求疵地質疑了。


一句話回答:如無意外誠哥是以鐵隕石撞擊為背景進行了場景刻畫。

以下分析基於電影提供的信息以及Impact: Earth!的模擬。

「是否合理」,我們首先需要定義「合理」。就當前的人類認知而言,符合模型可認為是「合理」。具體的說,將影片提供的信息輸入 Impact Earth 進行模擬,如果模擬結果和影片展現的一致,就可以認為是「合理」的。

我們打開 Impact Earth 的網站,看看模擬一次隕石撞擊需要什麼參數。

我們需要

  • 隕石直徑
  • 隕石密度
  • 隕石入射角
  • 隕石入射速度
  • 撞擊點性質

最後還要輸入和撞擊點的距離,這個主要是估算不同距離下的傷害。

隕石的直徑以及密度信息我們可以直接從電影中獲得:40m,密度與鐵相近。
(此處應有截圖,詳情見日報)

至於隕石入射角,傳統的隕石入射角大多在30°~45°,但電影中隕石落在糸守鎮以前,可以明顯發現其傾角近乎垂直。我事後量了一下,是80°左右。

入射速度有點麻煩,電影沒有提供直接信息,不過我們可以推算一下。我們知道彗星在2013年10月4日19時40分經過近地點,當時彗星位於天鷹座與盾牌座的交界處:

(此處有一個bug,2013年10月4日是農曆三十,看不到月亮)

從電影中我們還可以知道,彗星近地點小於一個地月距,從電影中的示意圖推測,只有地月距離的不到一半,暫且認為是18萬千米。而從上圖的模擬我們得知,彗星在近地點時離黃道面還有一段距離(黃緯約17°),簡單的三角函數計算可知彗星與地球的實際距離約為19萬千米。另外也有答主表示原著小說提到彗星近地點距離地球僅15萬千米,也可作為一個參考。

繼續關注電影,電影中提到19時50分左右發現彗星分裂,20時42分隕石撞擊,中間僅過去52分鐘。根據隕石入射角以及電影表現,可以認為撞擊糸守鎮的彗星碎片在脫離彗星後徑直衝向了地球,那麼問題就化為一道簡單的小學數學追及問題:地球與隕石相距19(15)萬千米,52分鐘後隕石撞擊地球,求隕石的平均速度。

易得隕石相對地球的速度為61(48)千米/秒,綜合考慮其他因素,我們把速度定在60千米/秒好了。

至此所需參數已全部得到,撞擊點性質默認,距離選5千米,然後就是「CALCULATE IMPACT」。模擬結果(部分)如下:

The projectile begins to breakup at an altitude of 35700 meters = 117000 ft
The projectile reaches the ground in a broken condition. The mass of projectile strikes the surface at velocity 31.4 km/s = 19.5 miles/s
Final Crater Diameter: 2.16 km ( = 1.34 miles )
Final Crater Depth: 460 meters ( = 1510 feet )
Visible fireball radius: 1.01 km ( = 0.626 miles )
The fireball appears 45.8 times larger than the sun

Damage Description:
Multistory wall-bearing buildings will collapse.
Wood frame buildings will almost completely collapse.
Highway truss bridges will collapse.
Glass windows will shatter.
Up to 90 percent of trees blown down; remainder stripped of branches and leaves.

接下來我們可以把模擬結果與電影場景一一對照。

首先是下落過程,空中解體有展現。
(此處應有截圖,詳情見日報)

有同學通過電影中隕石下落的長鏡頭判斷沒有出現火球,我倒是覺得這一段將隕石墜落的過程藝術化了,特地把隕石畫小,搭配上BGM的感覺更是如此,你看BGM一點都不悲壯。電影中倒是有另外一幕:瀧喝下三爺的口嚼酒後出現的幻覺(劃掉)三爺在臨死前看到的隕石形象。不是科班,不知道那樣子算不算是一個火球?(另外圖書資料中也有火球形象)

隕石撞擊後的破壞力,模擬是這樣說的(5千米範圍):

  • 多層牆體承重建築倒塌
  • 木結構建築近乎完全被摧毀
  • 公路桁架橋倒塌
  • 玻璃碎裂
  • 高達90%的樹木倒下,剩下的損枝殘葉

圖我就不截了,總體觀感還算接近。

最後一個,形成的隕石坑。電影中有多個展現新隕石湖的鏡頭,但我反覆對比發現這個新隕石湖忽大忽小......有的場景會比糸守湖稍大,有的場景又僅僅為糸守湖的一半大。若以電影中出現的圖書資料為準,新隕石湖的直徑應為1.2千米左右,而模擬結果中隕石坑直徑為2.1千米。不過要注意隕石湖和隕石坑大小不一定完全一致,隕石湖比隕石坑稍小完全說得過去。

總的來說,我認為誠哥還是很合理的(笑)。

PS:我覺得最不合理的地方在於碎片離開彗星後變向直奔地球,完全無視慣性,這真的是不按套路出牌啊啊啊啊啊,牛頓表示我還能再搶救一下(電影的解釋是內部異變)。
PPS:這道題三個月前就有人邀請我回答Orz,我是昨天才看的!被劇透了一臉......
PPPS:我一個來自奧爾特雲的彗星,怎麼身上就有鐵了呢?


抖個機靈好了_(:3」∠)_

神tm這個問題下面沒有一個天文圈子裡的人的回答_(:3」∠)_
(然後就有了第二個(/ω\)第一個是我啦(/ω\))

抖完了。

講道理,首先我很詫異竟然有人會嘲笑題主提這樣的問題,任何類似題材的作品搬上檯面,或多或少都要經過科學性的考驗,即使科學的內容只是個外殼。《星際穿越》這個主題是「愛能拯救世界」的科幻電影還要請Kip Throne來當科學顧問,為什麼?
其實,關於彗星本身,在熒幕上的表現肯定是有問題的,至於分析已經有答主寫得很明白了,我天體力學學得也不好,就不班門弄斧了_(:3」∠)_不過問題歸問題,個人認為新海誠在尋求劇情、畫面表現和科學性的平衡性上已經很儘力了,因而也不至於去批判「不科學」。
再舉個題外的例子,電影快結尾回溯彗星光臨的那個晚上,有一幕是愛好者架起一排鏡子觀測的場面,有眼尖的天文愛好者發現有個鏡子的配重鎚的位置很明顯是不平衡的...而且似乎這個細節的發現者對此還耿耿於懷。講道理,這貨有女票,這貨拿過國際天文奧賽的金牌並且在美國期刊上發過論文,他是高中生。

聽說我們「不解風情」?
至少看電影的時候挺感動的,但腦洞照開啊_(:3」∠)_


對了補充一點,對近地天體的防禦是以地月距LD為基準的,如果我沒記錯的話,近地點達到1~3LD就是橙色預警,1LD以內已經是紅色預警了,這個時候全世界的發射井應該都在待命中才對。從電影上來看這顆彗星的近地距大約在0.7LD左右,原則上來說,一旦發生電影中的分裂情況,該發射的導彈早就發射了......

抖個機靈*2_(:3」∠)_

對對對了,別打我,自己人,雞樅友軍!


文藝復興三傑花大量精力,研究自然科學,很大的目的就是讓自己的創作符合實際,避免出現[實際不能]之錯誤。

不同於網路爽文的不管不顧,在藝術創作中,[求是]並非全無意義的。從人體解剖學中精進的肖像畫是真正的畫像[入骨]。

大概達芬奇來知乎也是你們口中的[不解風情]吧。

你們呀。

目標是賣座自然可以學郭敬明那麼[搞創作],[搞藝術]就不能。
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謝謝評論中 @機智的怡姐姐指出的觀點,為了避免我的意思被曲解,我修改了上文加粗部分,並且打算再解釋一下我的觀點——我無意,當然更加無力討論整個藝術、藝術史或者什麼其他宏大藝術話題的與科學、或者科學史或者藝術家之類的關係。

我力圖指出至少存在一些格外關注自然科學,並嘗試在藝術創作中運用自然科學檢驗合理性的藝術家。如果存在這樣的藝術家(討論的時候,我們當然應該先默認這個命題是需要討論的),那麼回答中——早期大部分回答中所說的

不解風情
沒有女朋友
這只是電影
在虛幻世界中尋找真實感的人腦袋一定有問題

就是過於絕對的一種對提出問題的人的貶低。我的目的在於這個。
(事實上我認為這些人才是以偏概全。對藝術史上很多事情視而不見,建議您有時間也去給他們科普一下,順便說一下,我的那些知識的來源是科技史……)

值得注意的是,我提出的是一種存在性的討論。如果機智的怡姐姐想要討論並且持和我相對的觀點,那麼,我更加希望您在「藝術家【絕無】使用自然科學驗證的」或者相似命題進行論證。

如果不是,我尊重您的專業和您的知識,但是就此題來說,我認為不需要討論那些內容。我也從沒有進行所謂的「以偏概全」。如果可能的話,以後也許有其他機會請教相關知識。


非常合理。

考察電影中的情節發展是否合理一定要考慮到大背景的設定。
在電影OP的歌詞里有這麼一句話:

5次元にからかわれて
即便在五次元被戲耍作弄
それでも君をみるよ
我也依然要注視著你

我們有理由相信,誠哥給整部電影的設定就是這一切的發展都是五次元的神在戲弄著男女主角,那麼很多事都可以說通了:對於可以跨越時空讓兩個人在夢中交換靈魂、並且能變更世界線的科技水平,控制一顆彗星的分裂、屏蔽地球人非肉眼的觀測、控制破壞大小等等的事情簡直是太簡單了。

而且這一切也必然是被高等文明(神)控制的,因為純自然情況下,一顆彗星分裂碎片砸向地球的高人口密度地區,這樣的事件發生的概率無限趨近於0。

如果不搞點大事情,高等生物何苦辛苦一次去捉弄兩個地球人呢?


實名反對「不解風情」

說是實名,絕逼是實名,哈哈哈

哈哈哈哈哈感覺玩的有點high,這個身份證沒別的意思,只是表達,我真的是在實名。。
想了一想,感覺原答案也有點偏激,做一下說明吧,很正經的來做說明

首先闡明觀點,我覺得在知乎社區討論這個問題是很有趣很有意思的。關於彗星撞地球也算是很貼近現實的話題,說這個不合理也並沒有貶低這部影片的意思,知乎嘛,本身就是分享知識的地方,題主也沒錯,想知道合理不合理本身就是求知慾嘛,更要感謝高票答主,願意拿出這麼多乾貨來解釋一個很小的問題。所以我不贊同嘲諷題主以及認真答題的答主。至於「你一定沒有女朋友」這個啊。。就當調侃吧,這個還是偏玩笑的嘛。

在順便說一下影評吧,我覺得《你的名字》是一部很優秀的動畫電影作品,新海誠突破了以往講不完故事的缺陷,成功的講完了一個青春愛情故事。但是個人感覺並沒有講好,舉個例子,男女主角的情感互動很少,看到最後都沒有給兩個人互相尋找留下了很清晰的交待,到底為什麼女主要去東京?男主為什麼要去找女主?儘管這個可以馬後炮的長篇影評中分析扯淡出來,但是電影里沒有表現好就是電影的缺陷。再加上在國內營銷號的一同宣傳,我說這部電影被遠遠吹過了,新海誠雖然有進步,但是就目前而言絕對沒法和宮崎駿先生並論,就拿基本格局來說,後者的作品裡包含著濃厚的人文關懷,但是新海誠的作品到目前都是青春愛情故事,簡簡單單的小清新電影,格局對比立判高低。最近也友在做有關這個的影評視頻=。=但是感覺似乎這個情況下說這個片子不好的都會被噴一波,嘛,不管啦,我就是覺得現在吹過了,想搞一點小新聞出來嘿嘿嘿


作為一個學新聞的人,腦子裡還是會有那種改變社會氛圍改變群眾思想的理想的,所以這大概也可以解釋為啥我寫原回答時那麼激動的原因吧。我感覺到了很多人對於知識的漠視,知乎目前姑且也還算是高質量的知識社區吧,這裡如此,在其他的社交平台更難想像。氛圍這個東西不是靠國家靠官方來維持的,只有我們每個人都熱愛知識,尊重知識,這樣我們這個社會才能真正的變好。來自一個看到「典型朋友圈新聞」就想去驗證然後闢謠的新聞狗的碎碎念

來,畫風再次回到很正經的科學探討風,向著星辰大海前進!

————————分割線,以下是原回答——————————

作為熱愛天文沒選理科的文科狗,必須支持 @Macro kuo 以及 @Coulson Raymond兩位的回答

請好好看看這個問題,彗星撞地球合理么?問的是不能撞了?你拿彗星撞地球這個題材來搞沒問題,本身靈魂交換這就是一個不符合實際情況,但是這跟彗星撞地球一點關係都沒有可以么?這個回答僅僅是人家從理論上來分析可能性,到你們這裡就被肆意嘲諷,還自覺我嘲諷的對認真的人都是智障,滑了個大稽

按道理來說,這樣的詳細數據分析回答不應該都是「66666666」「破乎服」的評論么,為什麼知乎都會出現了所謂「不要在虛擬世界尋求真實」的貼吧評論?

拜託這個問題前兩個標籤都是「天文學」和「物理學」好么?最後才是「你的名字」。這個問題人家在很嚴肅的回答好么,人家一本正經的上數據舉例子,你來一句「你肯定沒有女朋友」,那人家能不能說「媽的對牛彈琴」

此處請手動加粗下劃線。不知從何時開始,嚴肅認真探討問題變成了被吃瓜群眾調侃嘲笑的對象?從什麼時候開始無知者目空一切還可以獲得大票簇擁?口口聲聲的尊重知識尊重人才變成了「認真你就輸了」「不解風情」?什麼時候一邊大肆批判中國科技環境如何如何科研人員如何如何看看鄰國諾獎如何如何一邊以無知為榮嘲諷別人分享的知識成果成了很流行的事情?

那我們都很棒哦

錯就是錯了,討論歸討論,不知為何會強行扯到「不解風情」

從某種意義上來說,這部電影真的是營銷到位,知名度也沒誰了,蹭熱度的魚龍混雜各種強答

就似乎搞得一部小清新電影變成了「一個人不能看的虐狗電影」「難怪理工男沒有女朋友的電影」很有優越感的樣子然後一群萌二紛紛蹭熱度發評論找優越

什麼人都看是票房的勝利,但卻是評論的災難。

哦對另外說一下,在抗日神劇違反物理常識手撕鬼子小李飛刀的時候,很多人可不是說的「不要在意漏洞和細節「這樣的話,儘管他們也沒講好抗日故事,嘿嘿


你們夠了啊! 一個喝口嚼酒能穿越回三年前還能男女互換身體的奇幻設定愛情片你特么跟我講科學?

根據評論中腦洞:建國後要求靈異現象最終用科學解釋,歡迎大家來到《走近科學第N期——你的名字》,在專(ping)家(lun)的幫助下,最終發現事實是這樣的,男主單身太久,又遭到大姐姐的拒絕,在看到彗星襲擊小鎮新聞以後,難以接受悲劇,產生了對未知女性的幻想,後來實地考察中,跑到祭祀的神體,偷喝了陳年變質的口嚼酒中毒暈倒,卻誤打誤撞治癒了精神問題。後來遇到了小鎮逃生,曾經在電車上對他一見鍾情對他產生好感的女孩結婚。由於他堅持認為自己幻想是真的,為了不刺激他癔病複發,妻子一直順著他編的故事附和。

至於題主的問題,很好解釋,因為彗星撞擊的場景本來就是男主的想像和女主順著他編的,所以會比實際誇張一點。

採訪中,三葉表示,雖然丈夫經常幻想,但是並不影響生活,她們二人也因此結緣,她希望媒體減少關注,還給她們一個平靜的生活。

其實啊,沒有那麼多靈異事件,有關專家建議大家,有了疾病及早就醫,千萬不要學片中男主,這種誤打誤撞治好了病又有了女朋友的情況是非常少見的。


不合理,14年墜落俄羅斯的那塊隕石僅僅砸出了一個直徑5米多的坑。


@丁醬


說點題外的。新海誠似乎喜歡用天文元素為影片增加浪漫度,可惜天文知識實在捉急。
回歸彗星軌道彗尾是這樣的:

影片中卻表現為:
1.彗尾錯誤

2.比上面好點。藍色的是離子彗尾嗎?方向又不對了

3.竟然不繞太陽?

4.東西不分?

5.這個不是tiamat,不過彗尾和月相指示的位置沒有太陽?

6.從圖2來看應該是上弦月,這裡是新月


幾十米寬的小天體因為慣性不夠大,進入大氣層後,在接觸地面之前就會被大氣層減速到終端速度,通常都會炸裂。所有能量都會以激波的形式釋放出去。最終撞擊地面時已經沒有任何威力了。參考2013年俄羅斯的那顆隕石。

另外,拜託就沒有一個人想起來2014年的賽丁泉彗星嗎?賽丁泉彗星的存在感好低啊!

2014年10月19日,一顆來自奧爾特星雲的非周期彗星掠過火星,最近距離僅為地月距離的一半。


有些影迷過於敏感,有些霸道。這就成了你們不可侵犯的領域了?我們並沒有褒貶電影本身就細節開個科學玩笑性質的討論礙著你們的情懷了?這是我們的情懷不感興趣彆強求!


這種問題適合一個脾氣好,學問高的物理學專家來答,答完走人,不噴作品,然後評論下是一些笑著無奈的文藝青年的花式抖機靈


腦殘粉這種東西啊,哪裡有哪裡黑。
知乎吃一勺太陽吃一勺月亮的問題都可以玩的很開心,大家在下面愉快的討論科學與幻想,人科學神教也沒說你們沒有科學素養,討論一部電影里的情節就給人扣上不解風情的帽子。
況且,動漫背景是地球吧,用地球的理論討論這部片子里漏洞有問題?藝術高於生活那你幹嘛噴人手撕鬼子褲襠藏雷?


看君名前我和基友剛好看了冰河世紀,同樣也是周期性的隕石撞擊地球,但是在那裡是提出了前一顆隕石具有強磁性,它的存在導致之後的那顆隕石可以再次撞擊同一地區(之後是我的腦洞,完全沒有科學依據)下落的鐵隕石也具有超強磁性,但是竟然神奇的不會影響當地的家用電器和信號(大霧)他們去神社的時候,完全冰河世紀回到撞擊坑的既視感啊,感覺神體的那個石頭說不定就是1200年前下落的隕石啊,由於不斷的吸引使這次的隕石不斷修正軌道,而且由於強磁場使經常去神體的女主一家獲得了交換身體的特異功能(???)托冰河世紀的福我看完做夢夢見女主通過他爸叫了一堆高達啥的把神體那塊大石頭推到富士山上發射到太空然後男主開著高達把隕石推走拯救了地球。。。。。。瀧:不就是塊石頭,看我把他推回去


人家又沒說因為不合理所以這部電影怎麼怎麼不好,又沒批判和否定它,要不要這麼自我高潮?況且如同上面答案所說這個題目首先是天文學,物理學。理科生看待事物的角度和關注的方面本就注重專業方面一些,討論討論都不行?硬要說別人不解風情,還一臉鄙視,沉醉在眾人皆醉我獨醒里。知乎本就是自由討論問題的平台,你跑這個問題下面說這話不是審題不清和ky么。


非常合理,誠哥這次的故事是有原型的


別講科學,我只知道這是蘋果手機(準確點說不算是)被黑的最慘的一次



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