如果地球上所有人同時用激光筆指著月亮,月亮會不會變顏色?
原文作者在這裡@ 謝熊貓君 http://www.zhihu.com/people/xiepanda
我只是為了來分享這帖子的!(是不不要臉!)
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原帖地址@羅大睿已經給出了: http://what-if.xkcd.com/13/
翻譯貼原地址 http://blog.renren.com/blog/228537234/873843338
問:如果地球上所有人同時用激光筆指著月亮,月亮會不會變顏色?
答:如果你用普通的激光筆,那麼月亮不會變色
首先要考慮的條件是,地球上所有的人是沒有辦法在同一時間看到月亮的。我們首先要挑選一個能讓最多人在同一時刻看到月亮的時間。因為世界上75%的人生活在0度經線到東經120度之間,所以我們選擇月亮在阿拉伯海附近的時候。
接著我們要考慮是滿月還是新月。新月比較暗,所以激光照射的效果會比較明顯,但是新月多在白天出現,所以觀察效果就差了。
不考慮亮度的話,美國東部標準時間2012年12月27日下午兩點(北京時間凌晨兩點)是最理想的時間,屆時一輪滿月會出現在孟買和伊斯蘭堡上空,全世界有50億人能夠看到它。
但是,我們還是選一個半月吧,這樣我們能夠在被遮住的部分看到效果。以下就是我們的目標
本來2012年12月21日是可以的,但是因為按照瑪雅歷地球會在那天毀滅,所以我們選擇格林威治時間2012年1月4日午夜過半小時
普通的紅色激光筆功率是5毫瓦,如果質量夠好的話激光能夠一路打到月球上,當然到月球的時候那束光會分散開很多。地球大氣層也會對光柱造成影響,但是大多數光能夠達到月球。光柱大概會分散到圖中圓圈那麼大。
假設所有人都能夠穩定的瞄準,所有的光都能平均的分布在月球表面。
在午夜過半小時的時候,50億人在同一時間按下激光筆的按鈕
實驗效果:
坑爹啊!
為什麼沒效果呢?因為太陽對月球的照射能達到每平米1000瓦以上。因為月球的橫截面大概是10^13平米,它能接收到10^16瓦的太陽光,平均到50億人的話每個人就是每人200萬瓦,比5毫瓦的激光筆強上太多了。雖然在我們的系統裡面有很多影響效率的因素,但是這些改變不了數量級上的巨大差異。
5毫瓦確實弱爆了,我們能再給力一點。
1瓦的激光是危險的東西,它不但能夠致盲,還能燒傷皮膚和點燃東西。在美國,一般的消費者是沒有辦法買到的。
逗你玩呢親!
其實最低只要300美刀就能買一個1瓦的激光了。
假設我們花將近2萬億美刀給50億人每人都配備一個1瓦的綠色激光筆。
這次我們功率大了200倍,而且因為綠色在可見光譜的中間,所以人眼對綠色光更敏感。
實驗效果:
坑爹啊!
我們使用的綠激光能夠照射出一個5弧分寬、亮度有150流明的光柱,這已經比大多數手電筒要亮了。這些光把月球表面照度提高半個勒克斯,太陽能提供130000個勒克斯。即使50億人全部瞄準一個位置,我們也只能把月球表面10%的部分調高大約6勒克斯的照度。
隨著鋰電池和LED照明技術的發展,高亮LED手電筒市場有了很多的給力產品,但是手電筒肯定是不夠用的,所以我們決定給50億人每人發一個「夜太陽」(Nightsun)
你可能沒聽說過「夜太陽」這個名字,但是應該在影視作品中看到過。「夜太陽」就是裝在警用直升機或者海灘護衛隊直升機上的探照燈。它的亮度能達到50000流明,讓夜晚看起來就像白天一樣。
夜太陽的光柱有好幾度寬,我們需要一些透鏡來把光柱集中到半度左右。
實驗效果:
雖然還是很難看出來,但是至少是有點效果了。夜太陽的光柱能提供20勒克斯的照度,比月亮黑的那一半的照度高了一倍。但是效果還是很難看到,而且對月亮亮的那一半沒有什麼效果。
讓我們把夜太陽換成IMAX影院用的投影系統,這個系統使用30000瓦功率水冷燈泡排列提供超過1,000,000流明的亮度。
還是看不太清楚。
拉斯維加斯Luxor酒店的樓頂有全世界最牛逼的聚光燈.
我們給50億人每人發一個。
這下效果比較明顯了。
如果我們給每個Luxor聚光燈配上透鏡,讓整個光柱都聚焦在月球上
這下效果很明顯了,各位Good job!
.......好吧。
美國國防部已經研發出了百萬瓦的激光用來攔截導彈。波音公司的YAL-1是個裝在747飛機上的百萬瓦級氧碘化學激光器。YAL-1是紅外激光,所以沒法直接看見,但是假設我們造了一個同樣級別的可見光激光器。
然後給50億人每個人發一個......
吊爆了,終於和太陽光差不多亮了。
當然為了達到這個效果,我們需要5x10^15瓦的功率,是全球平均電力消耗總量的兩倍。
好吧,我們在亞洲大地上面每平方米裝一個百萬瓦級激光器。要給這近50萬億個激光供能的話,我們會在2分鐘之內消耗完地球全部的石油儲備。這兩分鐘之內,我們會看到這麼個效果。
雖然我們把全球的石油儲備在兩分鐘內用光了,但是月亮會像中午的太陽一樣亮,這輩子值了!
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......好吧
世界上最牛逼的激光是美國國家點火設施的約束光束。它的紫外激光能達到5x10^14瓦的功率。但是它是採用脈衝形式發射的,每個脈衝只有幾納秒,所產生的能量和四分之一杯汽油差不多。
假設我們發現了一種可以持續發射這個激光的方法……
然後給50億人每個人發一個......
然後對著月球照射……
然後大氣層會等離子化,燃燒地球表面,然後,就沒有然後了……
不過,為了科學,我們假設這些激光沒有和大氣層反應就到達了月球……
但是地球還是會燃燒,因為從月球反射回來的光比中午的太陽還要亮4000倍。月光能夠在一年內把地球上面的海洋煮沸……
不過,為了科學,我們不要管地球了,我們看一下月球會怎樣……
照射到月球的激光會造成輻射壓力,對月球產生1000萬分之一個G的加速度……
短期內這個加速度不會有什麼效果,但是時間長了,月球就會被推離地球的軌道……
當然,輻射壓力不是唯一產生效果的因素……
4000萬焦耳的能量就能蒸發一公斤的石頭,假設月球的平均密度是3公斤/升,那麼激光產生的能量能夠以每秒4米的速度蒸發月球的基岩……
當然,實際上月球的岩石不會蒸發的那麼快……
因為當一塊岩石被蒸發後,它不會憑空消失,它的表面會變成等離子。而這層等離子會阻擋激光柱……
激光不斷的向等離子層傳送能量,等離子層變得越來越熱。等離子互相撞擊,撞擊到月球表面,最終以很快的速度轟入太空……
這樣的狀況其實相當於把月球表面變成了一個火箭引擎,而且是很高效的引擎。用激光來轟開表面物質的技術叫做激光燒蝕,這是一種很有前途的航天推進技術。
月球雖然很大,但是我們的岩石等離子火箭引擎將慢慢的把它推離地球。
「引擎」造成的噴射會洗滌地球表面,摧毀所有的激光器.
但是為了科學,我們假裝這些激光器都被春哥附體了。
假設等離子粒子以500公里每秒的速度轟入太空,那麼幾個月後月球就會被推離激光的範圍。
月球會保有它本身的大部分質量,但是會離開地球的重力影響,進入一個環繞太陽的畸形軌道。
按照國際天文聯合會的定義,月球不會成為一個新的「行星」。因為它的軌道會和地球的軌道交錯,它會像冥王星一樣成為一個矮行星。
這種軌道的交錯會造成不可預見的軌道攝動,最終月球會撞入太陽,或者被彈向外太陽系,或者和某一個行星相撞——很可能是和地球相撞,當然如果真的這樣的話,我們確實是活該了。
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我貌似回答過類似問題哈哈:
http://www.zhihu.com/question/19867756/answer/13218788
看這裡吧。
煎蛋編輯 喬治可擼妮 翻譯的版本。
http://jandan.net/2012/10/02/laser-shot-moon.html
看蛋友吐槽也很有意思。
如果地球上所有的人都拿一個激光器,並同時將光束指向月球,那麼月亮的顏色會改變嗎?
——來自Peter Lipowicz的問題
如果我們用一般的激光器,月亮的顏色不會改變。
首先要考慮的是,不是所有人都可以同時看到月亮。為了解決這個問題,我們可以將所有人都集中到一起。但是,煎蛋上一次發表的[研究表明](http://jandan.net/2012/08/23/everybody-jump.html):這並不是一個好主意。一片大致是上海市區那麼大的土地(4000平方公里)上會熱熱鬧鬧的擠滿70億人。通信,交通,談戀愛,社會秩序,甚至吃喝拉撒都會出現嚴重問題。各種各樣的人會因為各種各樣的原因為科學獻出生命。所以,退爾求其次,這次實驗,我們能讓多少人參加就讓多少人參加吧。這樣,我們只要選一個合適的時間保證所有參加者都能看到月亮就可以了。又因為世界上75%的人口住在東經零度到東經120度的區域內,我們應該選擇月亮照耀在阿拉伯海上的時候做這個實驗。
該選擇照射月亮的時間了,我們可以選擇照射新月或者滿月。相比之下,新月更暗。這樣,我們的激光照上去效果更明顯。但問題是,新月大部分只有在白天才能夠看到。這樣,激光照射的效果又不明顯了。
所以我們不考慮亮度的問題了。那麼最理想的時間是2012年,11月27日,美國東部時間下午兩點。這時,一輪滿月掛在孟買和伊斯蘭堡的上空。大部分生活在亞洲,歐洲以及非洲的居民都能看到月亮,總數將近50億人。
但是,為了能對比激光照射在月球迎光面和背光面的效果,我們還是選擇一彎弦月吧。嗯……2012年12月21日,天上就有彎弦月……等等,根據瑪雅人和好萊塢的傳說,在那天地球毀滅發大水,所以發動幾十億人「讓我們用激光照射月亮吧」似乎不太有號召力。好吧,那我們把日子定在格林尼治時間2013年1月4日零點30分。這時東亞地區是白天,而歐洲和非洲已經是晚上了。
這就是我們的目標。
一般的激光器功率是5毫瓦。而質量好的激光器的確有能力將極光發射到月球上。只不過,激光的散射會不小。同時地球的大氣層也會折射並吸收一部分激光。但大部分的激光還是能打到月球上的。
讓我們假定所有人用的都是這種普通的激光發射器。同時大家都不手滑,激光能夠穩穩地打到月球上並均勻的散布在月球表面。
在格林尼治時間午夜過30分的時候,幾十億人拿起激光器,瞄準月球,按下按鈕。
大家激動的看著月亮。
坑爹啊…
這倒不難理解。日光在月球上的照射強度是每平米一千瓦出頭。月球的橫截面是10^13平方米。所以,太陽在月球上的照射能量總共是10^16 瓦特(10霹瓦,petawatts,PW)。平均分到50億人頭上,相當於每人2兆瓦。小小的五毫瓦激光器實在算不了什麼。當然了,具體計算肯定有其它的變數,但數量級是不會錯的。
5毫瓦太小了,我們要搞就搞大一些。
能量達一瓦特的激光是非常危險的。亮瞎你的眼睛不再話下,它甚至可以灼傷皮膚,點燃物品。所以在美國,買這樣的產品是違法的。
哈哈,逗你玩!實際上,花[1850]塊錢就可以買到這樣的激光器。(http://www.wickedlasers.com/arctic)
所以,假設我們花13萬億元為每個人配備了這樣能量為一瓦特的綠光激光器。(堅決擁護這一英明決策!)令人更加感到信心十足的是,綠光處於人類可見光光譜的中部。人類對綠光更敏感。打在月亮上看起來也更亮。
激動人心的時刻再次到來。
還是坑爹呀……
我們使用的激光器發射的光線強度大約是150流明,散布在五角分的範圍內。這已經比大部分的手電筒都要亮了。但這樣的光線只能給月球帶來半勒克斯的照度。而陽光給月球的照度是13000勒克斯。(就算所有人瞄的都很准。我們一共也只能給10%的月表面積提供六勒克斯的照度。)
此外,我們從地球上看到的「月光」是太陽光線在月球表面反射後回到地球的反射光。滿月反射那130000勒克斯照度的陽光而照向地球的「月光」照度大致是一勒克斯。而那來自激光器的半勒克斯照度的光線在月球上反射後,回到地球的光線是肉眼根本無法識別的。
而且,就算是我們站在月球上向地球發射激光。用這樣的激光器,照到地球上的照明也是半勒克斯,還不如那一勒克斯的月光強……怪不得看不見。
我們的激光器還是不夠亮。
在過去的10年里,鋰電池和LED技術迅速發展。市場上隨處可見高性能手電筒。但是很明顯,手電筒並不能完成這項任務。所以,我們直接給每人配備一台夜太陽(Nightsun)。
這個名字可能很陌生,但是,估計你見過它在使用中的場景。它就是那種美國警察裝在直升機上的探照燈。它功率很大,有50,000流明。能夠將一片夜晚照亮成白天。
這種設備發出的光線寬度可調。我們把它聚焦到半度。這樣,光線可以打到月亮上。
這次總應該可以了吧。
似乎還是坑爹……啊,你把顯示器前後扳一下,就能看到:真的有些效果了!我們的光線提供了20勒克斯的照度。這比月亮背光面的環境光線要強一兩倍。但是,的確很難看出來。而且迎光面也沒有什麼變化。
那就把夜太陽換成IMAX投影機陣列。投影機包括兩個照明單元,總功率為30000瓦。光強有100萬流明以上。
還是看不清啊,唉。
在拉斯維加斯的Luxor酒店上安裝著這個世界上功率最大的探照燈。來來來,每人發一台。
那啥,給每個探照燈都加上聚光鏡。這樣所有的光線都聚焦在月亮上。
這下看得很清楚了。好!任務達成!同志們辛苦了!
……好吧。
國防部研究已出了兆瓦級的激光發生器,目的是為了在空中摧毀來襲的導彈。
波音YAL-1是一個裝設於改裝的波音747上的,功率達兆瓦級的氧碘化學激光器。她發射的是紅外激光。肉眼看不到。但我們可以想像我們製造了同樣功率極別的可見激光發生器。來來來,每人發一台。
我們終於能趕上陽光的亮度了。
我們用消耗電力功率是5霹瓦(petawatts,10^15瓦)這是世界平均電力消耗功率的兩倍。
恩,那讓我們在亞洲的每一平米土地上都放上一台兆瓦級的激光發射器。一共有50兆台。為了給它們提供能量,我們會在2分鐘內用掉地球的所有的原油儲備。但是在這輝煌的兩分鐘內,月球是這樣的。
月亮將會像正午的陽光一樣明亮。2分鐘內,月表壤土會被加熱至發出白熾光。
好吧,讓我們繼續向不可能的世界進發。
地球上最強的人造激光出現在美國國家點火實驗室。這個實驗室是研究聚變反應的。這束激光是紫外線光,功率達到500特瓦(500萬億瓦,terawatts,TW)但是這束激光支持續了幾納秒,所以發射的能量只相當於燃燒一杯汽油的能量。
讓我們想像,我們找到了方法發射並保持這個強度的激光器,每人發一台,向月球發射激光。不幸的是,激光的能量會立即電離大氣層,讓地表起火,所有人都會死掉。
但是我們假設所有激光束沒有大氣層,而是射到了月球上。
在這樣的情況下,地球還是會起火。從月球上反射的「月光」比正午的日光明亮4000倍。地球上的海洋會在一年以內完全烤乾。
誒呀,地球怎樣無所謂了,月亮會怎樣呢?
激光本身能對月亮產生光壓,讓月亮在激光發射方向上達到百萬分之一個重力加速度。短期內,月球運行不會有改變。但是如果長期照射,月亮能被推出繞地軌道。
如果光壓是激光對月球產生的唯一影響就好了……
40兆焦耳的能量足以讓一千克的石塊氣化。
如果我們假設月亮上岩石的密度是每升3千克,激光的能量足夠每秒讓4米厚的月表岩層氣化。
但是,實際上,月球上的岩石不會氣化的那麼快。原因是這樣的:
當一大塊岩石被氣化,它不會消失。月球表面的石塊會變成等離子體,等離子體會阻礙激光的照射。我們的激光持續照射等離子體。能量越來越多,溫度越來越高。等離子體內的粒子互相碰撞,與月表面碰撞,最後以極快的速度散逸到宇宙空間中。
這些粒子的散逸到宇宙空間的過程對月球的作用就是一個噴射發動機。月球不停的噴射著氣化的石塊。這種以激光照射物體讓其表面物質氣化散逸的過程叫激光消融,這是一種星際旅行極有前景的動力形式。
月球很大,但是,石塊噴射發動機會把它慢慢的推離地球。(噴射的石塊氣體也會把地球表面沖的乾乾淨淨,激光器什麼的都會毀掉。但我們假設我們都開了春哥模式了。)月求上的等離子體也會將月表沖毀,再加上激光消融……好複雜,我們就不研究這裡了,恩。
如果我們假設,粒子散逸離開等離子體的速度是每秒500公里。那麼,幾個月後,月亮就會被推離我們激光的射程。月亮大部分的質量還會存在,但它會跳出地球的重力影響範圍,進入繞太陽運行的橢圓型軌道。
理論上,月球不會變成一個新的行星。它的軌道與地球軌道交叉,根據國際天文學聯合會IAU對行星的定義,月球是和冥王星一類的矮行星。因為其軌道與地球軌道交叉,地球會對其影響,讓它的軌道攝動。最終,它要麼直接扎進太陽,或者被甩出太陽系,或者一頭裝上其他行星。很可能就是地球呢~我想,到那個時候,大家都會默默的承認:「這的確是我們自找的.」恩,這次能量夠了。[via xkcd]
貓會瘋的
不可能的 激光射程不夠 臭氧層都出不了.
把前蘇聯的1億噸當量氫彈放上去也許會有點效果。。。
其實大家都說不可能,我猜也許可能,你也許可以用高功率激光電離空氣。說不定會有極光,透過極光看月亮,就變色啦~~~!!!
根本不可能同時啊,地球是圓的,光線是直的,怎麼能同時都能照到呢。
那我反過來問你一個問題吧!全球人每人尿一泡尿你覺得能尿出來一個太平洋嗎?
你這樣做,月亮會不高興的.
月亮不會變色,地球會變色
60年代的紅寶石激光器就可以在月球上形成光斑,現在地月測距和月面勘測用的都是激光,NASA經常這麼干,還發射過一枚帶激光勘測系統的繞月的軌道衛星。理論上用一台超大功率(太瓦級)的激光器將谷歌標誌投射到月球上完全沒問題,但問題是投射面積和持續時間——在月球上投射一個足以反射回地球的光點所需的電力是千兆瓦級,持續時間非常短,通常都是秒級,全美一個小時的發電總量大約是41億兆瓦,中國也差不多,集中美兩國一小時發電能力的總和,大概可以在月球上形成一個800萬像素的谷歌標誌,維持個1秒吧——你覺得這個代價谷歌搞得定伐?
這個事情,還是等哪天谷歌統治了地球再說吧。創建於 2011-10-10
著作權歸作者所有
什麼?
地球什麼時候從球變成平的了?
閉上眼睛月亮就全變黑了。
當然
它會臉紅?乛?乛?
地球上所有人不可能同時看到月亮謝謝
個人感覺,如果真這麼做了。如果太少肯定沒用,如果達到一個足夠的數量比如一萬支(假定能級足夠)地球相對於月亮應該比太陽更亮,大概是一團刺目的光,還有就是能感受到的熱量了。
首先,題主應該給出什麼叫變顏色,不然,只要射中我們都可以認為變顏色了
理論上有可能,但實際上不可能做到!
拋開所有物理層面的因素不談,我們只說一點!
要做到——「地!球!上!所!有!人!同!時!」——拿激光筆射月亮……
嘖嘖嘖……
某半球特麼空無一人啊!!!
一想到這兒,渾身就起雞皮疙瘩!
謝謝!
當然不會,就算我們忽略大氣層和空氣對光束的影響,假設光束一定能照射到月亮上面。我們肉眼所見的月亮有亮紋的區域是反射的太陽光,根據光路可逆的原理,我們把光束照到月亮有亮紋去區域(沒有亮紋的區域沒法瞄準),月亮也應該把光束反射到太陽上面,不會反射到地球上面
月球不是靜止不動的,再加上太陽光線從月球折射到地球也需要時間,所以我們當前看到的月球位置不是真正的位置。
再者需要澄清一下,激光的射程與強度並沒有絕對的關係,增加激光筆的數量只能增加其作用光的強度(亮度),與射程無關。
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※月球上能建造城市么?
※為什麼總有人用三體回答科學問題?