Ein brennender Mond hat nicht genug Brennstoff, um das Leben auf der Erde länger als ein paar Jahre zu erhalten, und er müsste so heiß sein, dass er sich sofort selbst in die Luft sprengen würde. Hier die groben Berechnungen.

Energiedichte

Dies ist ein Problem der Energiedichte und ein wichtiges historisches.

Bevor die Kernfusion entdeckt wurde, stand die neue Wissenschaft der Geologie im Konflikt mit der bekannten Physik und Chemie. Die Geologie sagte, die Erde müsse sehr alt sein, Hunderte Millionen oder Milliarden Jahre alt! Aber es gab keinen bekannten Mechanismus, um so etwas wie die Sonne so lange brennen zu lassen. Selbst radioaktiver Zerfall und Kernspaltung reichten nicht aus. Nur die Kernfusion könnte Energie für die erforderlichen 5 Milliarden Jahre liefern. Wenn Sie mehr darüber lesen möchten, empfehle ich Bill Brysons Pop-Science-Buch A Short History Of Nearly Everything .

Die energiedichteste, natürlich vorkommende, chemische Reaktion ist die Oxidation von Kohlenwasserstoffen : d.h. Methan, Öl, Fett, Kerosin usw. verbrennen , deshalb verwenden wir sie in Autos, sie sind sehr energiedicht und sehr sicher. Brennende Kohlenwasserstoffe haben eine Energiedichte von etwa 5e7 J/kg.

Im Gegensatz dazu haben Uran und Thorium in einer Kernreaktion eine Energiedichte von 8e13 J/kg. Die Energiedichte der Fusion ist sogar noch höher, 6e14 J/kg.

Sie können also sehen, dass ein brennender Mond etwa 10 Millionen Mal weniger Energiedichte hat als ein Stern . Dies beeinflusst, wie lange es brennen kann und wie viel Energie es abgeben kann.

Das nächste Problem ist eines der Oberfläche. Während wir theoretisch sicherstellen könnten, dass unser brennender Mond vollständig oxidiert ist und bis zum Kern brennen kann, wird nur die Energie auf der Oberfläche in den Weltraum strahlen. Die Oberfläche des Mondes und damit sein Radius begrenzt, wie viel Energie er abstrahlen kann.

Und schließlich ist seine Entfernung von der Erde wichtig. Da der brennende Mond in alle Richtungen strahlt, erreicht nur ein winziger Bruchteil seiner Energie die Erde. Je näher der Mond an der Erde ist, desto größerer Prozentsatz seiner Energie wird die Erde erreichen.

Wie lange kann ein brennender Mond die Erde erhitzen?

Probieren wir das mal für unseren Mond aus. Nehmen wir an, der Mond wurde auf magische Weise zu einem brennenden Ball aus Kohlenwasserstoffen und Sauerstoff. Wie viel Energie würde die Erde erreichen und wie lange würde sie reichen?

Zuerst einige wichtige Eigenschaften unseres Mondes . Ich werde ungefähre Zahlen verwenden, um die Berechnungen zu vereinfachen.

• Radius: 1700 km
• Fläche: 3,8e7 km^2
• Masse: 7e22 kg
• Distanz: 3.8e5 km

Wir können die Masse des Mondes oder den Radius des Mondes erhalten. Ich werde Masse machen, es ist einfacher und da der Mond etwa 5-mal dichter ist als Benzin, liefert er mehr Kraftstoff, was ihm eine bessere Chance gibt, zu funktionieren. 7e22 kg bei 5e7 J/kg sind 3,5e29 J verfügbare Energie. Dies setzt voraus, dass die gesamte Masse des Mondes brennt.

Wie viel Energie ist das? Unter Verwendung der praktischen Liste der Größenordnungen (Energie) finden wir heraus, dass die Erde etwa 5e24 J Energie von der Sonne pro Jahr erhält. Das ist fast das 100.000-fache, also potenziell genug Energie, um die Erde 100.000 Jahre lang zu erwärmen. Aber nicht so schnell, das ist die Gesamtenergieabgabe des Mondes, aber wie viel erreicht die Erde?

Um das zu wissen, müssen wir wissen, wie viel Prozent des Mondhimmels die Erde bedeckt. Wir können das herausfinden, indem wir uns eine Kugel um den Mond mit einem Radius vorstellen, der der Entfernung zur Erde entspricht, das ist die gesamte Energie des Mondes, die nach außen in den Weltraum strahlt. Die Oberfläche dieser Kugel ist 4πr^2. r ist die Entfernung von der Erde zum Mond, 3,8e5km, was uns eine Oberfläche von 1,8e12 km^2 gibt.

Die Erde kann man sich als Scheibe auf der Oberfläche dieser Kugel vorstellen. Seine Oberfläche ist πr^2. r beträgt 6,4e3 km, was uns eine Oberfläche von 1,3e8 km^2 ergibt.

1.3e8 km^2 / 1.8e12 km^2 ist 7e-5. Die Erde empfängt nur 1/14.000 der Strahlungsenergie des brennenden Mondes . Das bedeutet, dass von den verfügbaren 3,5e29 J nur 2,5e25 J die Erde jemals erreichen werden .

Die Erde benötigt 5e24 J pro Jahr, um ihre aktuelle Umgebung zu erhalten. Nur 2,5e25 J werden die Erde erreichen. Der brennende Mond kann die Erde nur 5 Jahre lang erwärmen und das ist eine Obergrenze.

Nachdem ich die Berechnungen einmal durchgeführt habe, können Sie die Parameter ändern und erneut ausführen. Es hilft, den Mond näher zu bewegen oder ihn größer zu machen.

Wie heiß muss die Oberfläche des Mondes sein?

Das nächste Problem ist, wie heiß die Oberfläche des Mondes sein müsste. Wie viel Energie strahlt jeder Quadratmeter des Mondes ab? Ist es machbar? Da der Mond so klein ist, muss er möglicherweise absurd heiß sein.

Nehmen wir noch einmal an, alles ist so wie jetzt und die Erde erhält ihre 5e24 J pro Jahr. Die Leistung wird normalerweise in Watt gemessen , was J/s entspricht. 1 Jahr hat 3,15e7 Sekunden, also erhält die Erde etwa 1,6e17 Watt von der Sonne.

Wir haben oben berechnet, dass das nur 1/14.000stel dessen ist, was der Mond ausstrahlt, also beträgt die Gesamtleistung des brennenden Mondes etwa 2e21 Watt. Das ist ungefähr 1/1000 dessen, was die Sonne produziert, oder ungefähr so ​​viel wie ein sehr, sehr kleiner roter Zwergstern .

Der Mond hat eine Oberfläche von 3,8e7 km^2, was uns eine Leistung pro Flächeneinheit von 5e13 W/km^2 gibt. Ist das viel? Die Sonne hat eine Oberfläche von 6e12 km^2 und gibt 3,8e26 Watt ab, was eine Leistung pro Flächeneinheit von 6e13 W/km^2 ergibt. Fast dasselbe!

Irgendwie muss der brennende Mond die gleiche Energie pro Flächeneinheit abgeben wie die Sonne, wobei Brennstoff verwendet wird, der 10 Millionen Mal weniger Energiedichte hat. Das ist ein Problem, kein Feuer wird so intensiv brennen.

Schlimmer noch, dieses Niveau der Energieabgabe wird eine große Kraft erzeugen, die den Mond auseinander sprengen will. Sterne kommen damit zurecht, indem sie sehr, sehr massiv sind; die Schwerkraft gleicht diese Kraft aus und will sie auseinander blasen. Unser brennender Mond hat nicht die Schwerkraft der Sonne und wird sofort auseinander geblasen , die Erde wird mit extrem heißen Fragmenten brennender Kohlenwasserstoffe überschüttet.

Dieser Teil ist besonders wichtig, weil er bedeutet, dass keine Menge an hochenergetischem Unobtanium funktioniert . Ein brennender Mond muss zu viel Energie ausstrahlen, damit seine Schwerkraft sich nicht zusammenhält; es wird sich selbst auseinander blasen.

Auch hier, nachdem ich die Berechnungen durchgeführt habe, können Sie mit den Parametern spielen, um zu versuchen, es zum Laufen zu bringen.

Je nachdem, welchen Zeitrahmen Sie anstreben, kann dies aus der Ferne möglich sein.

Eine historische Theorie, die für die Energiequelle der Sonne getestet wurde, war die Kohleverbrennung. Es stellte sich heraus, dass dies die Sonne mit Energie versorgen könnte , aber nur für ein paar tausend Jahre. Damit wurde die Theorie durch Beobachtungen widerlegt: Die Sonne scheint schon viel länger, als Kohle Energie liefern könnte.

Wenn ein Mond näher ist und viel weniger Oberfläche hat, könnte dies funktionieren. Jeder chemische Prozess, der genügend Druck erzeugt, würde ausreichen, aber nur für sehr begrenzte Zeiträume.

Nein, es gibt wahrscheinlich keine natürlich vorkommenden großen Körper im Weltraum, die eine große Menge "brennbarer" Chemikalien enthalten. Der Grund dafür ist, dass, wenn ein großer Körper gebildet wird, dieser fast sicher über den Zündpunkt der Chemikalien erhitzt wird.

Mit bekannter Physik unmöglich

Es gibt drei Möglichkeiten, Energie zu gewinnen: chemische Bindungen (elektromagnetische Kraft), Kernbindungen (starke Kraft) oder Materie-Antimaterie-Reaktionen.

Um einen brennenden Mond mit chemischen Bindungen zu haben, werden enorme Mengen an Brennstoff und Oxidationsmittel benötigt. Nicht unmöglich, auf eine mondgroße Skala zu kommen, aber schwierig.

Ein brennender Mond, der auf Fusion basiert, erfordert sternähnliche Massen, die kein Mond sind. Spaltbasiertes Brennen erfordert von Menschenhand hergestellte Produkte hier auf der Erde, daher halte ich es für unwahrscheinlich, dass die Bedingungen auf diesem Mond diese Produkte auf natürliche Weise erzeugen werden.

Antimateriebetriebenes Brennen erfordert außergewöhnlich seltene Antimaterie. Obwohl dies von Menschen gemacht sein kann, finden wir es normalerweise nicht herumschwebend.

Insgesamt finde ich diesen Mond unmöglich, ohne eine Art superorganisierende Kraft, um Brennstoff / Oxidationsmittel zum Verbrennen bereitzustellen oder künstliche Schwerkraft zum Komprimieren von Fusionsbrennstoff bereitzustellen.

Ich werde dies aus Scientific American zitieren :

„Jupiter wird als gescheiterter Stern bezeichnet, weil er aus den gleichen Elementen (Wasserstoff und Helium) wie die Sonne besteht, aber nicht massiv genug ist, um den Innendruck und die Temperatur zu haben, die erforderlich sind, um Wasserstoff mit Helium, der Energiequelle, zu verschmelzen das die Sonne und die meisten anderen Sterne antreibt."

Wenn ein Körper von der Größe des Jupiter nicht genügend Masse hat, um sich selbst zu entzünden, würde ein Mond noch stärker unter Druck geraten, eine ausreichende Masse zu erreichen.

Ich nehme an, ein Körper aus ausreichenden und richtigen Elementen könnte theoretisch auf irgendeine Weise entzündet werden, aber er würde nur vorübergehend (in kosmischen Maßstäben) brennen, bevor die brennbaren Materialien verbraucht und die Flammen erloschen sind.

Zwei Wurmlöcher enden im Kern des Mondes. Einer lässt aus irgendeinem Grund Sauerstoff hineinströmen. Der andere, vernünftigere, fließt Wasserstoff. Boom! Licht, Heide, schöne Monduntergänge.

... das Problem ist dann, was mit all dem Wasser zu tun ist. Ich schätze, ein drittes Wurmloch trägt es in ein anderes Universum.

In einem Story-Universum, an dem ich bastele, wird der Planet von Lampen im Orbit beleuchtet, nicht von einem Stern. Der Schlüssel ist, dass die Lampen nicht den gesamten Brennstoff enthalten, den sie für eine Lebensdauer von Milliarden von Jahren benötigen. Vielmehr speichert eine große Masse all ihre Energie. Aber die Masse verschwendet keine Energie wie ein normaler Stern – es ist ein Vorrat, der sie um Größenordnungen länger halten wird; zB den Planeten nur mit einem Scheinwerfer beleuchten, nicht in alle Richtungen ins All strahlen.

Energie wird vom zentralen Speicher übertragen, entweder durch regelmäßige Massenlieferungen oder drahtlos wie mit einer abgestimmten Resonanzinduktivität.

Halten Sie sich zunächst von unserem Mond fern. Ernsthaft. Es hat zwar keine Sauerstoffatmosphäre, also bezweifle ich, dass Sie dort etwas in Brand setzen könnten, aber das bedeutet nicht, dass Sie es versuchen müssen.

Zu Ihrer Frage müssen Sie die Mondoberfläche auf die gleiche Temperatur wie die Sonne (5778 K) bringen. Es geht nicht nur darum, Licht von der Sonne/dem Mond/was auch immer Sie am Himmel haben, zu bekommen. Sie werden es auch brauchen, um die richtige Lichtwellenlänge zu liefern (zumindest für das Leben auf der Erde). Zu rot und dein Körper bekommt nicht genug Vitamin D. Zu blau und du brauchst VIEL Sonnenschutz. Einiges davon ist ein Produkt der Evolution, aber da ich nicht glaube, dass Ihr Mondfeuer lange genug anhalten wird, damit sich eine neue Spezies entwickeln kann, wird das eine Einschränkung sein.

Wird das jetzt die richtige Energiemenge für den Planeten produzieren (etwa ein Kilowatt pro Quadratmeter)? Sie ist viel kleiner als die Sonne, dafür aber viel näher. Nun, diese heben sich durch einen seltsamen astronomischen Zufall auf. Aus dem gleichen Grund erscheinen Sonne und Mond etwa gleich groß am Himmel.

Davon abgesehen, interpretieren Sie diesen Zufall NICHT als einen Hinweis der Götter, dass dieser kleine Plan von Ihnen eine gute Idee ist. Ich weiß, es ist verlockend, ich meine, wie stehen die Chancen, dass wir einen Mond in der genau richtigen Größe und in der genau richtigen Entfernung haben, dass er als Ersatzsonne fungieren könnte? Egal. Wir brauchen den Mond. Es reguliert Gezeiten und Jahreszeiten und andere Dinge, die wir brauchen, die aus irgendeinem Grund wichtiger sind, als eine cool aussehende zweite Sonne zu haben.

Wie wäre es mit einem glühend heißen Mond?

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

Brennen, wie beim Oxidieren, wird natürlich schließlich Reaktanten verbrauchen und erlöschen. Aber ich könnte mir einen Planeten mit einem extrem starken Magnetfeld und einen Mond aus einem hochohmigen Leiter vorstellen. Wenn sich der Mond durch das Magnetfeld bewegt, heizen induzierte Ströme und der daraus resultierende Widerstand diesen Mond zum Leuchten auf.

Letztendlich kommt die Energie zum Aufheizen des Mondes aus irgendeinem Prozess, der das Magnetfeld des Planeten erzeugt.

Superfortgeschrittene Außerirdische könnten immer einen riesigen künstlichen Satelliten bauen, der den Planeten, den er umkreist, künstlich mit Licht und Wärme versorgt. Es könnte riesige Fusionsgeneratoren haben, um die Energie zu erzeugen, um die künstlichen Lichter anzutreiben, die den Planeten erleuchten.

Beginnen wir mit dem Energiebedarf der Erde.

Die Sonneneinstrahlung beträgt etwa 1360 W/m ² im Mittel auf der gesamten Oberfläche, was 510.100.000 km ² entspricht , oder 0,5E+15 m ² . Die Gesamtleistung muss dann 0,7 E + 18 W betragen, viel weniger als die Leistung der Sonne, die 0,38 E + 26 W beträgt.

Es gibt mehrere geometrische Grenzen, die wir überwinden müssen. Zum Beispiel können wir keine isotrope Strahlungsquelle simulieren, da, da sie viel näher als die Sonne ist, das, was den Äquator richtig erwärmt, die Pole einfrieren lässt, und die korrekte Bestrahlung an den Polen von einem Punktquellenäquivalent den Äquator bewohnbar macht.

Unser Mond kann also nicht "brennen" . Es muss ein "Fliegenauge" von Emittern sein, die jeweils in verschiedene Richtungen zeigen.

Eine Leistung von 0,7 E+18 W bedeutet 0,7 E+18 WJ pro Sekunde. Da eine Megatonne 0,4184E+16 J ist, brauchen wir 167 Megatonnen pro Sekunde.

Die Materie-Antimaterie-Vernichtung ergibt etwa 43 Megatonnen pro Kilogramm oder etwa die Ausbeute der Tsar Bomba . Wir brauchen ungefähr vier davon, die jede einzelne Sekunde explodieren; 3,89 kg Antimaterie (und ebenso viel gewöhnliche Materie) für insgesamt rund 670 Tonnen Treibstoff pro Tag, wenn man einen Umwandlungswirkungsgrad von 100 % annimmt.

Bedenken Sie, dass Antimaterie sorgfältig eingedämmt werden muss. Unser Satellit muss ziemlich groß sein.

Bei dieser Leistung werden andere Dinge schwierig. Beispielsweise wird die Strahlung wahrscheinlich in mehreren verschiedenen Vernichtungsanlagen erzeugt und dann durch Spiegel auf das entsprechende Gebiet der Erde geleitet. Das Reflexionsvermögen des Spiegels muss so nahe wie möglich bei 100 % liegen, denn selbst ein Tausendstel eines Prozents würde zu einer Überhitzung des Spiegels und möglicherweise zu einer katastrophalen Kernschmelze führen.

Der "Satellit" wird wahrscheinlich ein Gitter aus Brenner-Emitter-Einheiten sein, die weit genug voneinander entfernt sind, um eine Notisolierung gegen Pannen zu bieten, und die redundant sein können, wenn wir einige von ihnen ausschalten müssen.

Damit dient der Satellit übrigens auch als Planetensteuergerät; Sollten sich alle Spiegel auf denselben Planetenbereich fokussieren, würden sie eine beträchtliche Wirkung erzielen. Je nachdem, wie klein ein Gebiet ist, auf das sie sich konzentrieren können, reicht dies von der Unbewohnbarkeit Australiens bis hin zu einem einzigen kontinuierlichen Nuklearbombardement von Kilotonnen, das die ionisierende Strahlung aufhält.

(Dies bedeutet, dass der Einsatz eines solchen Satelliten ein politischer und sicherheitstechnischer Alptraum wäre ).

Wo platzieren wir den Satelliten: offensichtlich nicht in der Entfernung des Mondes. Wir könnten es am L1-Punkt platzieren, so dass es "still" relativ zur Erde ist. Da sich die Erde dreht, „sieht“ sie den Satelliten genauso auf- und untergehen wie die Sonne. Es besteht das Problem, den Satelliten zu versorgen, der 1.500.000 km von der Erde entfernt schwebt.

Ansonsten setzen wir ihn auf etwa 60.600 km Höhe, so dass er in etwa 48 Stunden um das Baryzentrum der Erde kreist; Da sich die Erde alle 24 Stunden einmal dreht, wird der Satellit alle 24 Stunden einer Widdershins-Umlaufbahn folgen. Dies ist völlig undurchführbar, wenn auch eine Sonne verfügbar ist, da Sie zwei übereinanderliegende "Tage" erhalten würden, die sich umdrehen, mit einem langen Tag, einem kurzen Tag, einer langen Nacht und einer kurzen Nacht, alle in denselben 24 Stunden.

Wir wollen ihn nicht zu nahe bringen, sonst steht er an den Polen unnatürlich tief am Horizont.

Genau hier liegt ein Haken: Die ausgesendete Strahlung hat einen Druck von . Der Satellit wird nicht in der Lage sein, eine passive Umlaufbahn zu halten. Der Schub ergibt sich aus 0,7 E + 18 W geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit in m/s, also 0,3 E + 9, und ergibt 0,23 E + 10 N, also in der gleichen Größenordnung wie der Schub der ersten Stufe einer Saturn-V-Rakete .

Wir möchten vielleicht den Satelliten in eine langsamere , instabile Umlaufbahn bringen (was bedeutet, dass wir ihn auf eine natürlich schnellere Umlaufbahn bringen, dh näher an der Erde, und ihn langsam fliegen lassen) – und ihn mit seiner eigenen Energieemission stabilisieren. Aber die Gravitationsbeschleunigung der Erde nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab, und der Schub der Emitter muss durch die Gesamtmasse des gesamten Satelliten geteilt werden, um eine Beschleunigungszahl zu erhalten. Wenn die Masse des Satelliten eine Million Tonnen (1E + 9 kg) beträgt, reduzieren sich diese 2,3 E + 9 N Schub auf eine Beschleunigung von 2,3 m/s^2.

Das ist die Beschleunigung in einer Entfernung (vom Erdmittelpunkt) von etwa zwei Erdradien, also 13.000 km, oder 6500 km Höhe. Wenn der Satellit in Bezug auf die Erde stationär ist, kann er durch den Schub seiner Emitter "schweben". In dieser Entfernung ist jedoch der Parallaxeneffekt bemerkbar - die "Sonne" wäre viel niedriger am Horizont als die echte Sonne und von den "Polen" aus unsichtbar.

Ein schwererer Satellit könnte die Station weiter entfernt halten. Wir möchten, dass er um etwa das Doppelte der ursprünglichen axialen Neigung des Planeten libriert wird, um die Jahreszeiten nachzubilden, aber sonst wäre entweder ein Pol immer im Dunkeln oder (wenn wir auf der Rotationsebene stationiert bleiben) würden beide Pole eine "Mitternacht" sehen Sonne" knapp unter dem Horizont das ganze Jahr über.

NICHT (VOLLSTÄNDIG) MÖGLICH

Aus meiner Sicht kommt dem, was Sie fragen, am nächsten, einen Planeten zu haben, der einem weißen Zwergstern wirklich nahe kommt. Zu groß, um als Mond betrachtet zu werden (die typische Größe wäre ungefähr die Größe der Erde selbst), in einer Umlaufbahn, die zu weit entfernt ist, um als Mond bezeichnet zu werden, und wird wahrscheinlich den Planeten durch Gezeiten blockieren (eine Seite mit Brand, während die andere dies tun würde Einfrieren wie im Weltraum).

Ernsthafte Zweifel, wie diese Gezeitensperre die Rotation des Planetenkerns beeinflussen würde (und das Magnetfeld, das den Planeten vor Sonnenwind schützt ... ein weiteres Problem, das zur Gezeitensperre hinzukommt). Sollte es jedoch möglich sein, hat es einen interessanten Nebeneffekt: Es würde ewig dauern.

Okay, nicht für immer. Alles wird enden. Sogar das Universum. Aber in einer Zukunft, die so weit entfernt ist, dass sie sich jeder Beschreibung entzieht, wird ein Weißer Zwerg immer noch Licht und Wärme ausstrahlen, daher würde er eine Chance für Leben bieten. Ein Leichnam eines Sterns würde buchstäblich bis zum Ende der Zeiten brennen und möglicherweise das letzte lichtemittierende Ding im Universum sein, das abschaltet.