用激光瞄准月亮，多久才能看到一个激光圆点？

　　当我在地球上用激光瞄准月球，多久才能在月球上看到激光圆点呢？
　　这个问题其实并不难回答，首先我们要知道地第一个问题很简单：激光往返月球需要多长时间？
　　我们知道月球距离地球约384000公里，这几乎是一个常识，光速为299,792,458米/秒，旅程是往返的，所以计算如下：
　　然而，事实真的是这样吗？正如问题所说，想看到激光圆点，这是几乎不可能的，为什么呢？很简单，这是因为光束发散。以手电筒(torch)为例。为什么如果你离墙20米远，光就能照亮它，但如果你离墙40米远，光就不能照亮它了，或者说亮度远远弱于20米元的程度。那么到底发生了什么？有什么东西阻止光传播那么远吗？不，光是畅通无阻的，40米对光子来说不算什么。但是光束随着距离的增加而变得越来越大。所以，在手电筒的透镜上，光子密度非常大的横截面非常明亮，但随着光束变宽，这些光子分布在更大的区域。光密度变小，光束变暗。
　　即便是被设计来最小化这种光束的传播的非常昂贵的激光器，也无法逃脱散度的结果。我们确实反射了月球上的激光。更准确地说，我们用阿波罗号宇航员留在月球上的镜子反射激光。
　　虽然月球在我们看来很亮，但那只是因为太阳向它发射了太多的光。实际上月亮像炭一样是灰色的，它只反射照射到它的可见光的7%。所以，即使是最好的激光和最好的望远镜结合在一起，也不能有效地反射表面的可见光，但这些镜子反射能力很强。
　　即便如此，对准这些镜子的激光产生的光子中，实际上只有很少一部分能回到望远镜中。有一个叫做阿波罗(阿帕奇点天文台月球激光测距操作)的项目，它向这些镜子发射激光脉冲，并测量返回的信号，以极其精确地计算到月球的距离。他们使用了一种强大的激光，然而他们的激光在返回时只有1.7个光子被感知。
　　也就是说，在100,000,000,000,000,000,000光子中有1.7个光子。在他们的系统中，这意味着返回的信号由5-10个光子组成。一个3.5米的巨型望远镜只能探测到5-10个光子，但是你的眼睛可没这么幸运了。
　　那么假设我们用的是确实可以超强功率的激光笔，而且它的能量足够传到月球表面。典型的红色激光笔约为5毫瓦，一个好的激光笔有足够紧密的光束击中月球，尽管当它到达月球时，它会扩散到月球表面的很大一部分。大气层会使光束产生一些扭曲，并吸收一部分，但大部分的光还是会被吸收。
　　不过，太阳照射在月球上的能量为每平方米1千瓦多一点。由于月球的截面积约为10的13次方平方米，它沐浴在10的16次方瓦的阳光中——10千万亿瓦，远远超过了他们5毫瓦的激光笔。
　　而地球上最强大的激光是国家点火装置(一个核聚变研究实验室)的限制束，这是一种输出功率为500太瓦的紫外线激光器。然而，它仅以几纳秒的单次脉冲燃烧，所以总能量相当于四分之一杯汽油。
　　让我们想象一下，我们找到了一种方法，给它提供能量并持续发射，给每个人一个，然后把他们都指向月亮。不幸的是，激光能量流会把大气层变成等离子体，瞬间点燃地球表面，杀死我们所有人。
　　但让我们假设激光以某种方式穿过大气层而不相互作用。在这种情况下，地球可能会着火。月球的反射光将比正午的太阳亮4000倍，在不到一年的时间里，月光会变得足够明亮，足以蒸发掉地球上的海洋。
　　而激光本身产生的辐射压力足以使月球以千万分之一的速度加速，这种加速度在短期内不会很明显，但随着时间的推移，累积起来就足以把它从地球轨道上推出去。40兆焦耳的能量足以汽化一公斤岩石，假设月球岩石的平均密度约为每升3公斤，激光将以每秒4米的速度蒸发月球基岩。
　　然而，月球上的岩石不会蒸发得那么快，这是一个非常重要的原因。当一块岩石蒸发时，它并没有消失。月球的表层变成了等离子体，但等离子体仍在阻挡光束的路径。
　　我们的激光不断地向等离子体中注入越来越多的能量，等离子体也不断地变得越来越热。这些粒子互相反弹，撞击月球表面，最终以极快的速度飞向太空。这种物质流动有效地将整个月球表面变成了一个火箭发动机——而且效率惊人。用激光把表面材料炸开叫做激光烧蚀，这是一种很有前途的航天器推进方法。
　　月球很大，但岩石等离子体喷射开始缓慢而确定地将它推离地球。等离子体也会从物理上撕裂月球表面，这是一种复杂的相互作用，很难模拟。
　　但如果我们疯狂地猜测等离子体中的粒子以平均每秒500公里的速度离开，那么月球将需要几个月的时间才能被推出激光的射程。它将保留大部分质量，但会摆脱地球的引力，进入绕太阳的不平衡轨道。
　　从技术上讲，根据国际天文学联合会对行星的定义，月球不会成为新的行星。由于它的新轨道与地球的轨道相交，它将被认为是一颗像冥王星一样的矮行星。这个与地球交叉的轨道会导致不可预测的周期性轨道扰动。最终，它要么被弹射到太阳上，要么被抛向太阳系外，要么撞上行星之一——很有可能是我们的行星。