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月球打上蜡会是什么效果?

2017-01-12 三体社区

这是我们现在丑陋的月球。


我觉得给它上蜡是个好主意。有了这个光滑的镜面,月球就可以反射出整个壮丽的星空,变得流光溢彩,晶莹剔透。

不过在给月球上蜡以前,我们需要做一些准备工作。不管是汽车还是地板,上蜡之前都要把表面清理干净。对月球也是如此。

月球表面有一层很细的尘埃,从下面的照片就能看出来。这是在几十亿年的陨石撞击中逐渐形成的。这一层尘埃实际上数量不小,在多数地区厚度达到10米以上。

月球上没有空气,所以再强大的吸尘器也不管用。我们只能用铲车把灰尘集中起来,打包,然后送到太空里面去。成本比较低的运输方法是使用太阳能的电磁投射器。好在月球引力很小,速度达到2.4公里/秒就可以把灰尘送走了。

灰尘扫干净了,但是我们还是不能开始上蜡。还有两个问题:

  1. 月球表面还有一层数公里厚的碎石。

  2. 月球表面并不平整,有山丘,高地,月海。

所以我们接着干,把这些碎石填到月海里面去,山丘全部铲平,石头也填到月海里面去。要是有剩余,就全部扔进太空。

最后,我们还需要把月球打磨平整。用碎石填上的坑也必须用混凝土盖上。月球变成这样以后,我们就可以开始打蜡了。


问题中提到了要用多少蜡。我们来算一下。月球的表面积是3.8 x 10^7平方公里,或3.8 x 10^13平方米。市场上的地板蜡一般100平方米要用3.5公斤。所以,要把整个月亮都打上蜡,需要的地板蜡大约是1.3 x 10^9吨,或者13亿吨。

其实成本是可以大大降低的。月球只有一半总是对着我们,所以只要把这一半打上蜡就行了,不需要为过路的外星人搞面子工程。考虑到月球的天平动,其实地球上能看到月球表面的59%。所以,我们需要覆盖59%的面积,只要7.7亿吨蜡就够了。前面的清理月球表面的准备工作也减少了41%工作量。

有人说把垃圾堆到月球背面去,这种做法决不可取。如果这样做,月球背面会变得比较重,在潮汐力作用下,它就会慢慢转过来。我们好容易把它正面收拾干净,它又把屁股转过来了。

工程顺利结束。我们来欣赏一下满月时的夜景吧。

打上蜡的月球,反射率超过80%,也就是一个直径3500公里的球面镜。满月时,月球正面正对着太阳。所以当你看月亮时,你看到的是太阳的像。由于球面镜发散光线,所以它看上去比真正的太阳小,并且亮度也低得多,不过也远远超过了过去的月亮。在月光下看书应该是毫无问题的。

同时,因为月光太强,其他的星星都看不见了。

这样的月球用来做夜晚照明的小太阳效果并不太好。第一,亮度不够;第二,受天气影响;第三,和夜晚不同步,只在满月前后几天有用。

如此声势浩大的宇宙工程的结果只是一个不太实用的小太阳,你也许会有点失望。不过,如果你拿出望远镜再看看,就会有令人惊奇的发现。

满月时,虽然月球正对着地球夜晚的半球,但是由于强烈的月光能照亮这个半球,所以在月球上映出一个暗淡的影像。

换一个时间,你就会看到不一样的景象,比如,原来能看到半个月亮的农历初八。这个时候,月球和黄道面交叉,我们能被阳光照亮的看到半个地球。
太阳从球面的边缘反射过来,亮度很弱,而且变形比较严重。


太阳从球面的边缘反射过来,亮度很弱,而且变形比较严重。

地球的像总是在月球的中间,而此时太阳的像在月球的边缘。虽然看不见月球的轮廓,但是你可以大致估计月球的大小。

在农历初一前后,月亮会在白天出现。这时候,月球运行到这个位置:

如果是原来的月球,它的背光面是看不见的。但是现在的月球会反射地球的白昼地区。这时,你就有机会看见这样的情景:由于球面镜的变形效果,这个地球的像比月球小很多。你需要一个望远镜才能看清地球的一些细节。

如果在人类出现以前,就有外星人童心大发,完成了这项工程,我们的古人会怎样理解这个奇怪的东西呢?

在发明望远镜之前,古人就应该模模糊糊的看到,天空中有一个圆形的物体,每天慢慢自转。这个物体上的图案表现出奇特的变形效果,中间大,转到边缘后会变小。我想一定会有聪明人把这个现象和球面镜联系起来,推断出这是地球的像,进而认识到地球是球形的,而且在自转。这样的发现应该会大大推进天文学的发展。在有了望远镜以后,观察月球可以极大地帮助人们认识地球。我们在天文和物理方面的进展应该比原来的进程提前几百年吧。

有不少同学指出阳光暴晒下,蜡可能会熔化。这确实是个问题。一般地板蜡的熔点在80摄氏度左右,而月球表面白天最高温度可以达到127摄氏度。打上蜡以后,反射率提高,温度应该会下降一些,但是估计还是靠不住。如果我们无法保证月面绝对平整,溶化的蜡就会四处流动,还会在地球潮汐力作用下聚到一起去,把我们的伟大工程弄得一团糟。考虑到这个问题,我觉得刷一层亮光漆(熔点在300摄氏度以上)应该比打蜡靠谱。当然,如果预算足够的话,铺上一层银箔或玻璃效果更好。

至于提议往月球上面灌水结冰的同学,看看上面的分析,也该打消这个念头了吧。

月球没有大气层保护,很小的陨石也能长驱直入,到达月球表面。所以我们只能在月球上驻扎一支维修队,撞一次修一次了。好在现在早已过了太阳系的大轰炸期,陨石基本上都很小。

最后附送一个彩蛋。前面我们往太空里面扔了不少垃圾,为了避免宇宙绿色和平组织找我们的麻烦,我们可以把这些尘埃和碎石利用起来,做点有意义的事。我觉得最好的办法是把它们放在环绕地球的轨道上,做一个光环。

由于光环很薄,而且里面物质十分稀疏,所以形成上图中这样一个光环是没有问题的。如果把光环放在赤道上空,那么从地球不同地点观察,光环就会呈现出不同的形态。

▼从赤道上看(基多,厄瓜多尔):

▼北纬38度(华盛顿):

▼北极圈:


(授权转载知乎 Mandelbrot)


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