【牡局高中】小萧的科学教室：用激光笔照月球的后果~（作死）

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

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。

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70亿人中，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：

本来2012年12月21日是可以的，但是因为据说地球会在那天毁灭（……），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。

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：


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平方米，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。

实验效果：


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，但太阳能提供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。

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。

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至少半度以内，否则还没到月球就全跑偏了。

实验效果：

虽然还是很难看出来，但是至少是有点效果了（我才不会说我没看出来……上面的抽风不要在意）。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。

虽然勉强能看出一点东西了，还是看不太清楚。

……好吧。
美国国防部已经研发出了百万瓦的激光，用来拦截飞行中的弹道导弹。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，然后给50亿人每个人发一个……

吊爆了，终于和太阳光差不多亮了。

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。

………………
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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……
然后，就没有然后了……

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……
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。
然后，就没有然后了……

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……
然后，就没有然后了……
当然如果真的这样的话，我们确实是活该了。

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