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【存档】如果地球上所有人同时用激光笔指着月亮,月亮会不会变颜色?

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发表于 2013-10-12 16:59:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 『四裤全输』 于 2013-10-12 17:32 编辑

原帖地址:http://what-if.xkcd.com/13/
翻译地址:http://blog.renren.com/share/100214002/14337977334
问:如果地球上所有人同时用激光笔指着月亮,月亮会不会变颜色?
答:如果你用普通的激光笔,那么月亮不会变色。
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首先要考虑的条件是,地球上所有的人是没有办法在同一时间看到月亮的。
我们首先要挑选一个能让最多人在同一时刻看到月亮的时间。因为世界上75%的人生活在0度经线到东经120度之间,所以我们选择月亮在阿拉伯海附近的时候。
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接着我们要考虑是满月还是新月。新月比较暗,所以激光照射的效果会比较明显,但是新月多在白天出现,所以观察效果就差了。
不考虑亮度的话,美国东部标准时间2012年12月27日下午两点(北京时间凌晨两点)是最理想的时间,届时一轮满月会出现在孟买和伊斯兰堡上空,全世界有50亿人能够看到它。
但是,我们还是选一个半月吧,这样我们能够在被遮住的部分看到效果。以下就是我们的目标
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本来2012年12月21日是可以的,但是因为按照玛雅历地球会在那天毁灭,所以我们选择格林威治时间2012年1月4日午夜过半小时。
普通的红色激光笔功率是5毫瓦,如果质量够好的话激光能够一路打到月球上,当然到月球的时候那束光会分散开很多。地球大气层也会对光柱造成影响,但是大多数光能够达到月球。光柱大概会分散到图中圆圈那么大。
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假设所有人都能够稳定的瞄准,所有的光都能平均的分布在月球表面。
在午夜过半小时的时候,50亿人在同一时间按下激光笔的按钮。
实验效果:
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坑爹啊!

为什么没效果呢?因为太阳对月球的照射能达到每平米1000瓦以上,月球的横截面大概是10^13平米,它能接收到10^16瓦的太阳光。
平均到50亿人的话每个人就是每人200万瓦,比5毫瓦的激光笔强上太多了。虽然在我们的系统里面有很多影响效率的因素,但是这些改变不了数量级上的巨大差异。
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5毫瓦确实弱爆了,我们能再给力一点。
1瓦的激光是危险的东西,它不但能够致盲,还能烧伤皮肤和点燃东西。在美国,一般的消费者是没有办法买到的。
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逗你玩呢亲!
其实最低只要300美刀就能买一个1瓦的激光了。
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假设我们花将近2万亿美刀给50亿人每人都配备一个1瓦的绿色激光笔。
这次我们功率大了200倍,而且因为绿色在可见光谱的中间,所以人眼对绿色光更敏感。
实验效果:
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坑爹啊!
我们使用的绿激光能够照射出一个5弧分宽、亮度有150流明的光柱,这已经比大多数手电筒要亮了。
这些光把月球表面照度提高半个勒克斯,太阳能提供130000个勒克斯。即使50亿人全部瞄准一个位置,我们也只能把月球表面10%的部分调高大约6勒克斯的照度。


随着锂电池和LED照明技术的发展,高亮LED手电筒市场有了很多的给力产品,但是手电筒肯定是不够用的,所以我们决定给50亿人每人发一个“夜太阳”(Nightsun)
你可能没听说过“夜太阳”这个名字,但是应该在影视作品中看到过。“夜太阳”就是装在警用直升机或者海滩护卫队直升机上的探照灯。它的亮度能达到50000流明,让夜晚看起来就像白天一样。
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夜太阳的光柱有好几度宽,我们需要一些透镜来把光柱集中到半度左右。
实验效果:
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虽然还是很难看出来,但是至少是有点效果了。夜太阳的光柱能提供20勒克斯的照度,比月亮黑的那一半的照度高了一倍。但是效果还是很难看到,而且对月亮亮的那一半没有什么效果。

让我们把夜太阳换成IMAX影院用的投影系统,这个系统使用30000瓦功率水冷灯泡排列提供超过1,000,000流明的亮度。
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还是看不太清楚。

拉斯维加斯Luxor酒店的楼顶有全世界最牛逼的聚光灯。
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我们给50亿人每人发一个。
5.jpg

这下效果比较明显了。
如果我们给每个Luxor聚光灯配上透镜,让整个光柱都聚焦在月球上。
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这下效果很明显了,各位Good job!



……好吧。
美国国防部已经研发出了百万瓦的激光用来拦截导弹。波音公司的YAL-1是个装在747飞机上的百万瓦级氧碘化学激光器。YAL-1是红外激光,所以没法直接看见,但是假设我们造了一个同样级别的可见光激光器。
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然后给50亿人每个人发一个……
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吊爆了,终于和太阳光差不多亮了。
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当然为了达到这个效果,我们需要5x10^15瓦的功率,是全球平均电力消耗总量的两倍。


好吧,我们在亚洲大地上面每平方米装一个百万瓦级激光器。要给这近50万亿个激光供能的话,我们会在2分钟之内消耗完地球全部的石油储备。这两分钟之内,我们会看到这么个效果。
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虽然我们把全球的石油储备在两分钟内用光了,但是月亮会像中午的太阳一样亮,这辈子值了!
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……好吧

世界上最牛逼的激光是美国国家点火设施的约束光束。它的紫外激光能达到5x10^14瓦的功率。但是它是采用脉冲形式发射的,每个脉冲只有几纳秒,所产生的能量和四分之一杯汽油差不多。
假设我们发现了一种可以持续发射这个激光的方法……
然后给50亿人每个人发一个……
然后对着月球照射……
然后大气层会等离子化,燃烧地球表面,然后,就没有然后了……


不过,为了科学,我们假设这些激光没有和大气层反应就到达了月球……
但是地球还是会燃烧,因为从月球反射回来的光比中午的太阳还要亮4000倍。月光能够在一年内把地球上面的海洋煮沸……


不过,为了科学,我们不要管地球了,我们看一下月球会怎样……
照射到月球的激光会造成辐射压力,对月球产生1000万分之一个G的加速度……
短期内这个加速度不会有什么效果,但是时间长了,月球就会被推离地球的轨道……


当然,辐射压力不是唯一产生效果的因素……
4000万焦耳的能量就能蒸发一公斤的石头,假设月球的平均密度是3公斤/升,那么激光产生的能量能够以每秒4米的速度蒸发月球的基岩……

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当然,实际上月球的岩石不会蒸发的那么快……
因为当一块岩石被蒸发后,它不会凭空消失,它的表面会变成等离子。而这层等离子会阻挡激光柱……
激光不断的向等离子层传送能量,等离子层变得越来越热。等离子互相撞击,撞击到月球表面,最终以很快的速度轰入太空……
这样的状况其实相当于把月球表面变成了一个火箭引擎,而且是很高效的引擎。用激光来轰开表面物质的技术叫做激光烧蚀,这是一种很有前途的航天推进技术。
月球虽然很大,但是我们的岩石等离子火箭引擎将慢慢的把它推离地球。
“引擎”造成的喷射会洗涤地球表面,摧毁所有的激光器.


但是为了科学,我们假装这些激光器都被春哥附体了。
假设等离子粒子以500公里每秒的速度轰入太空,那么几个月后月球就会被推离激光的范围。
月球会保有它本身的大部分质量,但是会离开地球的重力影响,进入一个环绕太阳的畸形轨道。

按照国际天文联合会的定义,月球不会成为一个新的“行星”。因为它的轨道会和地球的轨道交错,它会像冥王星一样成为一个矮行星。
这种轨道的交错会造成不可预见的轨道摄动,最终月球会撞入太阳,或者被弹向外太阳系,或者和某一个行星相撞——很可能是和地球相撞,当然如果真的这样的话,我们确实是活该了。
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发表于 2013-10-12 18:07:11 | 显示全部楼层
能不能再给力点······
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发表于 2013-10-13 07:09:30 | 显示全部楼层
我居然看完了

能不能在给力点。。
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发表于 2013-10-13 18:43:32 | 显示全部楼层
全部看完了,很有趣。
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发表于 2013-10-13 18:59:04 | 显示全部楼层
怎么还可以这样。。。
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发表于 2013-10-13 21:28:37 | 显示全部楼层
我看完了!
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发表于 2013-10-17 23:23:03 | 显示全部楼层
第一次看这个贴时,阿娇还是处女

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从此节操负路人  详情 回复 发表于 2013-10-18 00:06
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发表于 2013-10-18 00:06:50 来自手机 | 显示全部楼层
actboy168 发表于 2013-10-17 23:23
第一次看这个贴时,阿娇还是处女

从此节操负路人
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发表于 2013-10-19 02:01:18 | 显示全部楼层
能不能把果壳what if系列全搬运过来?
啊?老师

BTW,what if 系列好棒……想一下吧,把番茄海从魔法属性改变为科学属性,amazing!
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