Форум «Альтернативная история»
Продвинутый поиск

Сейчас онлайн: Den, veniamin

Прозрачная Луна, действующая как увеличительное стекло

Ответить
альтистории статс-советникъ
Цитата

Прозрачная Луна, действующая как увеличительное стекло

Форумчане, у меня такой вопрос.

Представьте Солнечную систему в которой Луна оказалась прозрачной. Земля далее называется Планетой, а Луна — Линзой. Более того, оптическая сила Линзы такова, что Земля находится почти в фокусе. Линза оказывает такое же влияние на Землю, как и в нашем мире, за исключением "затмений" (которые в системе Планета-Линза оказываются засветлениями. Типичное затмение на реальной Земле показано здесь http://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEanimate/SEanimate2001/SE2017Aug21T.GIF

Засветление в системе Планета-Линза выглядит также, за исключением того, что черная точка полного затмения оказывается точкой фокусу Солнечных лучей. Типичное Засветление длится 2-5 минут. Линза собирает свет с круга диаметром в 3500 км (диаметр Линзы) фокусирует на поверхность Планеты диаметром в 100 км (т.е. видимая светимость Солнца возрастает в 1000 раз на несколько минут). Засветления случаются 1-2 раза в год.

Список ближайших затмений (в нашей реальности) с анимацией и деталями можно посмотреть здесь.

http://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEdecade/SEdecade2011.html

Собственно вопросы.

(1) К чему приведет такого рода фокусировка солнечного света? Что произойдет с сушей (особенно лесом), океаном, снежными шапками?

(2) До какой температуры нагреется поверхность, можно ли от этого как-то спрятаться и переждать Засветление (скажем в пещерах)?

(3) Какое расстояние до центра Засветления является безопасным?

(4) Как Засветления повлияют на растительный и животный мир планеты?

(5) Как Засветления повлияют на жизнь народов на Планете (пусть у них будет средневековье)?

(6) Как будет выглядеть Линза на вечернем/ночном небе?

(7) Есть ли книга с описанием подобного мира?

Заранее спасибо.

Бродяга-2
Владыка Континентов
Цитата

Горные породы буду..

Горные породы будут плавится, горючие материалы вспыхивать почти мгновенно, деревья взрываться пот действием испарившейся в них воды. Вода в мелких водоёмах будет кипеть.

Короче жизнь сформируется не токая как сейчас.

альтистории статс-советникъ
Цитата

ijin пишет: (1) К ч..

ijin пишет:

(1) К чему приведет такого рода фокусировка солнечного света? Что произойдет с сушей (особенно лесом), океаном, снежными шапками?

Жарко будет. +10-20 градусов минимум, зависит от свойств самой линзы. Больших растений не будет из-за интенсивности "засветлений", океан больше и теплее, вечная мерзлота останется, но ее границы серьезно сдвинутся к полюсам.

(2) До какой температуры нагреется поверхность, можно ли от этого как-то спрятаться и переждать Засветление (скажем в пещерах)?

В точке засветления? Зависит от чистоты линзы и концентрации водяного пара в атмосфере. Часть теплового луча рассеет более плотная чем у нас атмосфера, но спрятаться вряд ли будет легко.

(3) Какое расстояние до центра Засветления является безопасным?

фокусирует на поверхность Планеты диаметром в 100 км (т.е. видимая светимость Солнца возрастает в 1000 раз на несколько минут)

Вы сами ответили на свой вопрос. Хотя я бы урезал осетра, из-за неровностей линзы и эффекта рассеивания.

(4) Как Засветления повлияют на растительный и животный мир планеты?

Как и любая мировая катастрофа — сдохнут наименее приспособленные. Чем более сложная экосистема нужна виду для выживания, тем меньше у него шансов. Серьезно распространятся животные и растения, живущие в степи и пустыне.

(5) Как Засветления повлияют на жизнь народов на Планете (пусть у них будет средневековье)?

Постапокалипсис. Кочевые племена, общинный строй, никаких крупных поселений, люди массово переселяются на север. Война всех против всех.

(6) Как будет выглядеть Линза на вечернем/ночном небе?

Без понятия. Зависит от того, в каком положении она будет находиться и как преломлять свет. Если настоящая Луна просто отражала свет от своей поверхности как зеркало, то с линзой все несколько сложнее. Почти все зависит от авторского произвола, решение же подгоняется под результат.

(7) Есть ли книга с описанием подобного мира?

Именно такого — нет, но похожие стартовые условия есть в куче книг о постапокалипсисе.

Сотрясатель Вселенной I ранга
Цитата

Даже массив самого ..

Даже массив самого лучшего стекла в метр толщиной уже практически непрозрачен. Вопрос --из чего сделана ваша прозрачная Луна?

альтистории статс-советникъ
Цитата

В.Лещенко пишет: Да..

В.Лещенко пишет:

Даже массив самого лучшего стекла в метр толщиной уже практически непрозрачен. Вопрос --из чего сделана ваша прозрачная Луна?

Угу. А еще это "стекло" должно быть сверхпрочным, иначе у новой Луны есть неслабый шанс взорваться от последствий падения небольшого метеорита.

Сотрясатель Вселенной II ранга
Цитата

А ещё - линза ведь б..

А ещё — линза ведь будет шарообразная, планета же. Так что оптические свойства будут как у "большого шарика из условно-прозрачного материала" (то есть смотреть этот раздел оптики).

На эту луну будет осаждаться метеоритная пыль, вообще вещество солнечной системы. Так что "покроется слоем копоти и пыли". Или по авторскому произволу не осаждается?

Материал — допустим, алмаз. Большой алмаз. Гы.

альтистории статс-советникъ
Цитата

Спасибо за ответы. ..

Спасибо за ответы.

О свойствах Линзы — будем считать, что Линза прозрачная и появилась десятки, возможно сотни миллионов лет назад.

Короче жизнь сформируется не токая как сейчас.

Вот география, биосфера и обществоведение меня и интересуют.

По физике — да есть большие проблемыв области материаловедения, на них указали Стас и Лещенко. Основные три:

Прозрачность (вернее ее отсутствие)

Высокое оптическое преломление конденсированного вещества (в том числе стекла), в результате которого фокус окажется внутри сферы.

Пыль на поверхности планеты

С прозрачностью очень плохо, т.к. даже прозрачность атмосферы не превысит сотни километров (см цвет Солнца на закате).

С оптической силой тоже беда. Летать низко не позволяют приливные силы (см Предел Роше), так что стеклянная сфера не подходит. Подходит элипсоид с очень большим эксцентриситетом (тип кольца Сатурна), но как его поддерживать (скорость вращения колец Сатурна разная, так что из сплошной среды их не сделаешь) и ориентировать?

Пыль и копоть можно уменьшить, расположив рядом газового гиганта (класса Юпитер) и сказав, что Линза — это недавнее приоблетение (миллионы лет), но все равно, грязь — это проблема.

Можно попробовать использовать архимедово зеркало (форма эретроцита), но тогда возникнут другие проблемы.

Рабочая гипотеза: Alien space bats. Один раз за историю — можно.

Немного цифр.

Мощность солнечного тепла ~ 300 Ватт/м^2.

Энергия солнечного потока за 5 минут ~ 100 КДж/м^2 или в области засветления 1 ГДж/м^2 = 0.25 килотонны на квадратный метр в тротиловом эквиваленте или 250 мегатонн на квадратный километр (в течение 5 минут)

Метровый куб воды весит тонну.

Теплоемкость воды 4.2 МДж/(тонну*градус); Теплота испарения 2 ГДж/тонну

То есть энергии хватит чтобы нагреть метровый слой воды до температуры кипения, и испарить 30 см слой воды.

Океан вряд ли будет теплее. Линза просто перераспределит тепло с бОльшей территории на меньшую. Поскольку затмения происходят раз в год в течение пары часов и закрывают лишь часть Земли. Это 0.01% падения мощности в системе Земля-Луна. Линза тоже иногда будет светить мимо (как при частичных затмериях). Так что океан вряд ли сильно нагреется. Сопутствующие пожары помешают захоронению неокисленной органики (дерево будет сгорать, а не превратится в уголь). В нашей реальности крупнейшие захоронения произошли в каменноугольный период примерно 300-350 млн лет назад. Пусть у них Линза появилась после карбона.

Хотя я бы урезал осетра, из-за неровностей линзы и эффекта рассеивания.

Материаловеды уже урезали Засветления до состояния затмений. Но Alien space bat не дремлет.

Война всех против всех.

Это — вряд ли. По идее при высокой плодовитости и отсутствии естественных врагов войн больше. А здесь естественный враг есть. Правда, нужно знать ширину стены огня.

Угу. А еще это "стекло" должно быть сверхпрочным, иначе у новой Луны есть неслабый шанс взорваться от последствий падения небольшого метеорита.

Эта проблема решаема. При той массе вещества стекло ведет себя как жидкость, т.е. находится в гидростатическом равновесии. т.е. гравитация не позволит расколоть линзу т.к. там все уже давно в гидростатическом равновесии. Возникнет еще одно "море" только и всего.

Как и любая мировая катастрофа — сдохнут наименее приспособленные.

Это не "мировая катастрофа происходящая впервые". Линза летает вокруг Планеты миллионы лет, так что приспособиться успели все.

Больших растений не будет из-за интенсивности "засветлений"

Через данную местность полное затмение проходит примерно раз в 200 лет. Деревьям прийдется научиться размножаться раз в 20 лет, разносить семена на сотни километров и не образовывать лес (воизбежание лесных пожаров). Тем не менее интересно, на какую глубину прогреет почву (ведь возможно клубы гари поглотят бОльшую часть излучения и семена растений выживут под землей).

Далее, с древности (Майя, античная Греция) люди умели предсказывать солнечные затмения. Поскольку практическая польза от предсказания Засветлений больше, люди научатся их предсказывать еще раньше. А дальше — раз в двести лет отойди с опасной полосы километров на пятьсот (за месяц — реально) и никто не пострадает кроме сельского хозяйства. Но это не так уж часто. Засухи и войны уничтожали урожай чаще.

Дополнительные вопросы —

(1) На какую глубину пропечет почву?

(2) Защитят ли облака? И вообще, что будет происходить в атмосфере?

(3) Как оно будет выглядеть с расстояния в 100 км?

(4) Как все это повлияет на общества? (Семи чудес света не будет, а какие еще будут отличия?)

Еще раз спасибо за ответы

Грандмаршал и Действительный тайный советникъ от альтистории
Цитата

ijin - "Alien sp..

ijin — "Alien space bats. Один раз за историю — можно." — ааа, фентэзи...

"хороший преподаватель обязан быть титульным негодяем - ибо вежливость попахивает вымогательством" (с)

альтистории статс-советникъ
Цитата

Искусственная линза ..

Искусственная линза таких размеров, работающая в космосе без ТО сотню миллионов лет... Не, не верю. Даже мыши не потянут.

Климат хуже без вариантов. Залп Луны гробит всю местную экосистему с концами и выжигает под ноль плодородный слой почвы на ста квадратных километрах. Получаем опустынивание, истончение озонового слоя, радиационный фон в разы выше нормы и парниковый эффект. Да, и люди в этом мире не появятся, а высокоорганизованная жизнь понемногу вернется в воду.

Мощность солнечного тепла ~ 300 Ватт/м^2.

300 ватт на квадратный метр — самый минимум, в неблагоприятных условиях. На экваторе же поток солнечного излучения может достигать и киловатта. Умножайте все хотя бы на полтора.

На какую глубину пропечет почву?

Допустим, удельная теплоемкость грунта 2 кДж/(кг*К), а температура кипения ~1500С. Плотность кубометра песчаника в среднем 2т/м3 (цифры плюс-минус лапоть, угу).

Юзаем формулу Q = C(Тн – Тk)m = 215002000(Дж) = 6 гДж нужно, чтобы вскипятить метровый слой.

Особо глубоко "луч смерти" не достанет, но стеклянная пустыня вполне себе будет.

Защитят ли облака? И вообще, что будет происходить в атмосфере?

Увеличится влажность и содержания углекислого газа, намного тоньше озоновый слой. Небо закрыто стеной из облаков. Кислотные дожди.

Главная беда — не выстрелы три раза в год, а испорченная экология и зоны отчуждения, где никогда и ничего не будет жить.

Как оно будет выглядеть с расстояния в 100 км?

Никак, слишком густая облачность.

Как все это повлияет на общества? (Семи чудес света не будет, а какие еще будут отличия?)

На общество кого, морлоков? Если что-то человекоподобное и появится, оно будет жить под водой.

альтистории статс-советникъ
Цитата

А под действие "..

А под действие "линзы" попадет вся поверхность? Или только узкий участок которому не повезло оказаться под траекторией "луны" ?

альтистории статс-советникъ
Цитата

А под действие "..

[qoute]А под действие "линзы" попадет вся поверхность? Или только узкий участок которому не повезло оказаться под траекторией "луны" ?[/quote]

Участок, лежащий на траектории полного лунного затмения в нашей реальности. То есть полоса в 100 км при радиусе планеты 6000 км. Область частичного солнечного затмения так и оказывается областью затмения (свет туда не попадает).

2 Hivemind

Твоя модель описывает классическую ядерную зиму, я так понял. Не разовую, а равновесную, поскольку ее поддерживают миллионы лет ежегодными раздачами.

По энергии солнечного света я взял цифры отсюда http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0 (из карты), но наши оценки совпадают по порядку величины. И да, удельная теплоемкость воды намного выше, чем песка, песок проще нагреть.

[qoute]Главная беда — не выстрелы три раза в год, а испорченная экология и зоны отчуждения, где никогда и ничего не будет жить[/quote]

Полное затмение проходит над местностью раз в 200 лет, так что зоной отчуждения, похоже, станет вся суша. В зависимости от альбедо (белые облака в верхних слоях атмосферы или копоть) будет или очень холодно или жарко. Оценить не представляется возможным, т.к. исследования в области изменения климата очень политизированы.

[qoute]Особо глубоко "луч смерти" не достанет, но стеклянная пустыня вполне себе будет. [/quote]

Нужен спец по физической химии атмосферы. Если после пары выстрелов возникнет устойчивая облачность, то может она и защитит поверхность Планеты от последующих выстрелов? Луч нагреет копоть в верхних слоях атмосферы, возникнет конвекционный поток типа антициклона, а до поверхности планеты дойдет лишь малая часть светового потока как раз достаточная для поджигания леса. Возникнет равновесие. При избытке копоти Засветления не достигают поверхности Планеты, при недостатке — вызывают мощные пожары и приводят к вбросу гари.

Кстати, если в атмосфере будет много гари, то и от ультрафиолета частично защитит. А избыток ультрафиолета (за счет потерь в озоновом слое) ускорит эволюцию. Биота, правда, обеднеет, т.к. поток солнечного света станет послабее.

альтистории тайный советникъ
Цитата

Это линзы в нашей ис..

Это линзы в нашей истории.. Был такой телескоп, БТА. Потом ельциноиды разломали его, насколько я помню

http://www.sao.ru/hq/sekbta/40SAO/SAO40/SAO_40.htm

Ответить