У горящей Луны недостаточно топлива для поддержания жизни на Земле более чем на несколько лет, и она должна быть настолько горячей, чтобы мгновенно разорваться на части. Вот грубые расчеты.

Плотность энергии

Это проблема плотности энергии , и это важная историческая проблема.

До открытия ядерного синтеза новая наука геология находилась в противоречии с известными физикой и химией. Геология сказала, что Земля должна быть очень старой, сотни миллионов или миллиарды лет! Но не было никакого известного механизма, чтобы что-то вроде Солнца горело так долго. Даже радиоактивного распада и деления ядер было недостаточно. Только ядерный синтез мог обеспечить энергией необходимые 5 миллиардов лет. Если вы хотите узнать больше об этом, я бы посоветовал Биллу Брайсону научно-популярную книгу « Краткая история почти всего» .

Наиболее энергоемкой, природной химической реакцией является окисление углеводородов : т.е. сжигание метана, масла, жира, керосина и т. д. Вот почему мы используем их в автомобилях, это очень энергоемко и очень безопасно. Горящие углеводороды имеют плотность энергии примерно 5-7 Дж/кг.

Напротив, уран и торий в ядерной реакции имеют плотность энергии 8e13 Дж/кг. Плотность энергии синтеза еще выше, 6e14 Дж/кг.

Итак, вы можете видеть, что плотность энергии горящей Луны примерно в 10 миллионов раз меньше, чем у звезды . Это повлияет на то, как долго он может гореть и сколько энергии он может выделять.

Следующая проблема связана с площадью поверхности. Хотя теоретически мы могли бы гарантировать, что наша горящая луна полностью окислится и сможет сгореть до самого ядра, только энергия на поверхности будет излучаться в космос. Площадь поверхности Луны и, следовательно, ее радиус ограничивают количество энергии, которую она может излучать.

И, наконец, важна его удаленность от Земли. Поскольку горящая Луна излучает во всех направлениях, лишь малая часть ее энергии достигнет Земли. Чем ближе Луна к Земле, тем больший процент ее энергии достигнет Земли.

Как долго Горящая Луна может нагревать Землю?

Давайте попробуем это для нашей Луны. Предположим, что Луна волшебным образом превратилась в горящий шар из углеводородов и кислорода. Сколько энергии достигнет Земли и как долго ее хватит?

Во-первых, некоторые важные атрибуты нашей Луны . Я буду использовать приблизительные цифры, чтобы упростить расчеты.

• Радиус: 1700 км
• Площадь поверхности: 3,8e7 км^2
• Масса: 7e22 кг
• Расстояние: 3.8e5 км

Мы можем сохранить массу Луны или радиус Луны. Я сделаю массу, это проще, и поскольку Луна примерно в 5 раз плотнее бензина, она дает больше топлива, что дает больше шансов на успех. 7e22 кг при 5e7 Дж/кг составляет 3,5e29 Дж доступной энергии. Это предполагает, что вся масса Луны горит.

Сколько это энергии? Используя удобный список порядков величины (энергии) , мы находим, что Земля получает около 5e24 Дж энергии от Солнца в год. Это почти в 100 000 раз больше, поэтому энергии потенциально достаточно, чтобы нагревать Землю в течение 100 000 лет. Но не так быстро, это общая энергия, вырабатываемая Луной, а сколько достигает Земли?

Чтобы знать это, нам нужно знать, какой процент лунного неба занимает Земля. Мы можем понять это, представив сферу вокруг Луны с радиусом, равным расстоянию до Земли, это вся энергия Луны, излучаемая в космос. Поверхность этой сферы равна 4πr^2. r — расстояние от Земли до Луны, 3,8e5 км, что дает нам площадь поверхности 1,8e12 км^2.

Землю можно представить как диск на поверхности этой сферы. Площадь его поверхности равна πr^2. r составляет 6,4e3 км, что дает нам поверхность 1,3e8 км^2.

1,3e8 км^2 / 1,8e12 км^2 равно 7e-5. Земля получает только 1/14 000 излучаемой горящей Луной энергии . Это означает, что из имеющихся 3,5e29 Дж только 2,5e25 Дж когда-либо достигнет Земли .

Земле требуется 5e24 Дж в год, чтобы поддерживать текущую окружающую среду. Только 2,5e25 Дж достигнет Земли. Горящая Луна может нагревать Землю только в течение 5 лет , и это предел.

Теперь, когда я сделал расчеты один раз, вы можете изменить параметры и выполнить их снова. Поможет приближение Луны или увеличение ее размера.

Насколько горячей должна быть поверхность Луны?

Следующая проблема заключается в том, насколько горячей должна быть поверхность Луны. Какую мощность излучает каждый квадратный метр Луны? Возможно ли это? Поскольку Луна такая маленькая, она должна быть абсурдно горячей.

Давайте, опять же, предположим, что все так же, как и сейчас, и Земля получает свои 5e24 Дж в год. Мощность обычно измеряется в ваттах , то есть в Дж/с. В 1 году 3,15e7 секунды, поэтому Земля получает от Солнца примерно 1,6e17 Вт.

Мы подсчитали выше, что это всего лишь 1/14 000 того, что излучает Луна, поэтому общая выходная мощность горящей Луны составляет около 2e21 Вт. Это примерно 1/1000 того, что производит Солнце, или примерно столько же, сколько очень, очень маленький красный карлик .

Луна имеет площадь поверхности 3,8e7 км^2, что дает нам мощность на единицу площади 5e13 Вт/км^2. Это много? Солнце имеет площадь поверхности 6e12 км^2 и излучает 3,8e26 Вт, что дает мощность на единицу площади 6e13 Вт/км^2. Почти так же!

Каким-то образом горящая Луна должна выделять такую ​​же энергию на единицу площади, что и Солнце, используя топливо, плотность которого в 10 миллионов раз меньше. Это проблема, никакой огонь не будет гореть так интенсивно.

Хуже того, такой уровень выходной энергии создаст огромную силу, которая захочет разнести Луну на части. Звезды справляются с этим, будучи очень массивными; гравитация уравновешивает эту силу, желая разнести ее на части. Наша горящая Луна не имеет ничего общего с гравитацией Солнца и будет мгновенно разорвана на части , Земля будет осыпана чрезвычайно горячими фрагментами горящих углеводородов.

Эта часть особенно важна, потому что это означает, что никакое количество высокоэнергетического унобтаниума не сработает . Горящая Луна должна излучать слишком много энергии, чтобы ее гравитация удерживалась вместе; он разорвется на части.

Опять же, теперь, когда я сделал расчеты, вы можете поиграть с параметрами, чтобы попытаться заставить это работать.

В зависимости от того, к какому временному масштабу вы стремитесь, это может быть отдаленно возможно.

Одной из проверенных исторических теорий источника энергии солнца было сжигание угля. Оказалось, что это может питать солнце, но только на несколько тысяч лет. Таким образом, теория была опровергнута наблюдениями: солнце светит гораздо дольше, чем уголь может обеспечивать энергию.

Если Луна находится ближе и имеет гораздо меньшую площадь поверхности, это может сработать. Подойдет любой химический процесс, создающий достаточное количество напора, но только в течение очень ограниченного периода времени.

Тем не менее, в космосе, вероятно, нет крупных тел естественного происхождения, содержащих большое количество «горючих» химических веществ. Причина в том, что при образовании большого тела оно почти наверняка будет нагрето выше температуры воспламенения указанных химических веществ.

Невозможно с известной физикой

Есть три способа получить энергию: химические связи (электромагнитное взаимодействие), ядерные связи (сильное взаимодействие) или реакции материи-антиматерии.

Чтобы иметь горящую луну с химическими связями, потребуется огромное количество топлива и окислителя. Не невозможно добраться до масштаба луны, но сложно.

Горящая луна, основанная на синтезе, потребует звездоподобных масс, которые не являются луной. Сжигание на основе деления требует искусственных продуктов здесь, на Земле, поэтому я думаю маловероятно, что условия на этой Луне естественным образом создадут эти продукты.

Для сжигания энергии антиматерии требуется исключительно редкая антиматерия. Хотя это может быть сделано человеком, мы обычно не находим его плавающим.

В целом, без какой-то сверхорганизующей силы, обеспечивающей сжигание топлива/окислителя или создания искусственной гравитации для сжатия термоядерного топлива, я считаю эту луну невозможной.

Я собираюсь процитировать это из журнала Scientific American :

«Юпитер называют неудавшейся звездой, потому что он состоит из тех же элементов (водорода и гелия), что и Солнце, но он недостаточно массивен, чтобы иметь внутреннее давление и температуру, необходимые для того, чтобы заставить водород слиться с гелием, источником энергии. питает солнце и большинство других звезд».

Если телу размером с Юпитер не хватает массы для самовоспламенения, то Луне будет еще труднее достичь достаточной массы.

Я полагаю, что тело из достаточного количества правильных элементов теоретически может каким-то образом загореться, но оно будет гореть только временно (в космических масштабах), прежде чем горючие материалы будут израсходованы и пламя погаснет.

Две червоточины заканчиваются в ядре Луны. Один почему-то пропускает в него кислород. Другой, более здравый смысл, течет водород. Бум! Свет, вереск, красивые закаты луны.

... тогда проблема в том, что делать со всей этой водой. Думаю, третья червоточина уносит его в другую вселенную.

В сюжетной вселенной, с которой я работаю, планета освещена лампами на орбите, а не звездой. Суть в том, что лампы не содержат всего топлива, необходимого им для жизни в миллиарды лет. Скорее большая масса хранит всю их энергию. Но масса не тратит энергию впустую, как обычная звезда — это запас, которого хватит им на несколько порядков дольше; например только освещая планету прожектором, не светя в космос во все стороны.

Энергия передается из центрального хранилища либо путем регулярных поставок массы, либо по беспроводной связи, например, с настроенной резонансной индуктивностью.

Во-первых, держитесь подальше от нашей Луны. Серьезно. Хотя в нем нет кислородной атмосферы, поэтому я сомневаюсь, что вы могли бы там что-нибудь поджечь, это не значит, что вам нужно пытаться.

Что касается вашего вопроса, вам нужно будет довести поверхность Луны до той же температуры, что и солнце (5778 К). Дело не только в том, чтобы получать свет от солнца/луны/того, что у вас есть на небе. Вам также понадобится это, чтобы обеспечить правильную длину волны света (по крайней мере, для земной жизни). Слишком красный, и ваше тело не получит достаточного количества витамина D. Слишком синий, и вам нужно МНОГО солнцезащитного крема. Частично это результат эволюции, но поскольку я не думаю, что ваш лунный огонь будет длиться достаточно долго, чтобы эволюционировать новый вид, это будет ограничением.

Будет ли это производить нужное количество энергии для планеты (около киловатта на квадратный метр)? Оно намного меньше Солнца, хотя, с другой стороны, гораздо ближе. Ну, они компенсируются каким-то странным астрономическим совпадением. По той же причине солнце и луна кажутся на небе примерно одинакового размера.

При этом НЕ интерпретируйте это совпадение как намек богов на то, что ваш маленький план — хорошая идея. Я знаю, что это заманчиво, я имею в виду, каковы шансы, что у нас будет луна точно правильного размера и точно правильного расстояния, чтобы она могла действовать как суррогатное солнце? Не имеет значения. Нам нужна луна. Он регулирует приливы и отливы, времена года и другие вещи, которые нам нужны, но по какой-то причине более важны, чем наличие крутого второго солнца.

Как насчет сияющей горячей луны?

с http://www.gh-ia.com/images/heating-ball.jpg

Горение, как и окисление, конечно, в конечном итоге поглощает реагенты и гаснет. Но я мог представить себе планету с чрезвычайно сильным магнитным полем и луну из проводника с высоким сопротивлением. Когда Луна движется через магнитное поле, индуцированные токи и последующее сопротивление нагревают эту Луну до свечения.

В конечном счете, энергия для нагрева Луны исходит от любого процесса, создающего магнитное поле планеты.

Суперпродвинутые инопланетяне всегда могли построить гигантский искусственный спутник, который искусственно обеспечивает светом и теплом планету, вокруг которой он вращается. У него могут быть гигантские термоядерные генераторы для выработки энергии для питания искусственных огней, освещающих планету.

Начнем с потребности Земли в энергии.

Солнечная радиация составляет около 1360 Вт/м ² в среднем по всей поверхности, что составляет 510 100 000 км ² , или 0,5E+15 м ² . Тогда общая мощность должна быть 0,7E+18 Вт, что намного меньше, чем мощность Солнца, которая составляет 0,38E+26 Вт.

Есть несколько геометрических ограничений, которые нам нужно преодолеть. Например, мы не можем смоделировать изотропный источник излучения, потому что, будучи намного ближе Солнца, то, что правильно нагревает экватор, позволит замерзнуть полюсам, а правильное излучение на полюсах от эквивалента точечного источника сделает экватор обитаемым.

Так что наша Луна не может «сгореть» . Это должно быть «глаз мухи» излучателей, каждый из которых направлен в разные стороны.

Мощность 0,7E+18 Вт означает 0,7E+18 ВтДж каждую секунду. Поскольку одна мегатонна равна 0,4184E+16 Дж, нам нужно 167 мегатонн каждую секунду.

Аннигиляция материи и антиматерии дает около 43 мегатонн на килограмм, или мощность Царь-бомбы . Каждую секунду нам нужно примерно четыре таких взрывателя; 3,89 кг антивещества (и столько же обычного вещества), что в сумме составляет около 670 тонн топлива каждый день при условии эффективности преобразования 100%.

Учтите, что антивещество требует тщательного сдерживания. Наш спутник должен быть достаточно большим.

При таком уровне производительности другие вещи становятся трудными. Например, излучение, скорее всего, будет генерироваться на нескольких различных аннигиляционных установках, а затем передаваться на соответствующую область Земли через зеркала. Отражательная способность зеркала должна быть как можно ближе к 100%, поскольку даже тысячная доля процента приведет к перегреву зеркала и, возможно, к катастрофическому расплавлению.

«Спутник», скорее всего, будет представлять собой решетку из блоков горелки-излучателя, разнесенных достаточно, чтобы обеспечить некоторую аварийную изоляцию от сбоев, способную обеспечить резервирование, если нам придется отключить некоторые из них.

Между прочим, это делает спутник еще и планетарным управляющим устройством; если все зеркала сфокусируются на одной и той же планетарной области, они нанесут значительный удар. В зависимости от того, насколько мала территория, на которой они могут сосредоточиться, это варьируется от превращения Австралии в непригодную для жизни до того, чтобы подвергнуть весь Техас одной непрерывной ядерной бомбардировке на уровне килотонн, удерживающей ионизирующее излучение.

(Это означает, что развертывание такого спутника было бы политическим кошмаром и кошмаром безопасности ).

Куда поставим спутник: явно не на расстоянии Луны. Мы могли бы разместить его в точке L1, чтобы он был «неподвижным» относительно Земли. Поскольку Земля вращается, она будет «видеть» восход и заход спутника точно так же, как солнце. Есть проблема снабжения спутника, зависшего на высоте 1 500 000 км от Земли.

В противном случае мы помещаем его на высоту около 60 600 км, так что он совершает оборот вокруг барицентра Земли примерно за 48 часов; поскольку Земля вращается один раз каждые 24 часа, она увидит, как спутник движется по орбите против ветра каждые 24 часа. Это совершенно невозможно, если есть также Солнце, так как это дало бы вам два наложенных друг на друга «дня», с длинным днем, коротким днем, длинной ночью и короткой ночью в одних и тех же 24 часах.

Мы не хотим ставить его слишком близко, иначе он будет неестественно низко над горизонтом у полюсов.

Вот тут-то и возникает загвоздка: испускаемое излучение имеет давление . Спутник не сможет удерживать пассивную орбиту. Тяга равна 0,7E+18 Вт, деленная на скорость света в м/с, что составляет 0,3E+9, и получается 0,23E+10 Н, того же порядка, что и тяга первой ступени . ракеты Сатурн V.

Мы могли бы захотеть, скажем, поместить спутник на более медленную и нестабильную орбиту (что означает перевести его на естественно более быструю орбиту, то есть ближе к Земле, и заставить его двигаться медленно) — и стабилизировать его с помощью его собственного излучения энергии. Но гравитационное ускорение, обеспечиваемое Землей, уменьшается с квадратом расстояния, и тягу излучателей нужно разделить на общую массу всего спутника, чтобы получить показатель ускорения. Если масса спутника составляет один миллион тонн (1E+9 кг), то эти 2,3E+9 Н тяги сводятся к ускорению 2,3 м/с^2.

Это ускорение на расстоянии (от центра Земли) около двух земных радиусов, то есть 13 000 км или 6500 км высоты. Если спутник неподвижен относительно Земли, он может «плавать» на тяге своих излучателей. Однако на таком расстоянии заметен эффект параллакса - "Солнце" будет намного ниже на горизонте, чем реальное Солнце, и невидимо с "полюсов".

Более тяжелый спутник мог бы удерживать станцию ​​дальше. Однако мы хотели бы, чтобы он вращался примерно вдвое по сравнению с первоначальным осевым наклоном планеты, чтобы воспроизвести смену времен года, иначе либо один полюс всегда был бы во тьме, либо (если бы мы оставались на плоскости вращения) оба полюса увидели бы «полночь». солнце» чуть ниже горизонта круглый год.

НЕ (СОВЕРШЕННО) ВОЗМОЖНО

С моей точки зрения, ближе всего к тому, о чем вы спрашиваете, находится планета, очень близкая к белой карликовой звезде. Слишком большая, чтобы ее можно было считать луной (типичный размер был бы примерно равен размеру самой Земли), на орбите, слишком далекой, чтобы ее можно было назвать луной, и, вероятно, планета будет заблокирована приливом (одна сторона будет гореть, а другая будет замереть как в глубоком космосе).

Серьезные сомнения относительно того, как этот приливный замок повлияет на вращение ядра планеты (и магнитное поле, защищающее планету от солнечного ветра... еще одна проблема, добавленная к приливному замку). Однако, если это станет возможным, у этого будет интересный побочный эффект: это будет длиться вечно.

Хорошо, не навсегда. Все закончится. Даже Вселенная. Но в будущем, столь далеком, что оно не поддается описанию, белый карлик все равно будет излучать свет и тепло, поэтому он даст шанс на жизнь. Труп звезды буквально сгорит до скончания веков и, вполне возможно, станет последней излучающей свет вещью, которая отключится во Вселенной.