使用者:Monyanti/小甘學霸帝國

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小甘學霸帝國 Ganyihui Daxueba Empire（英語）
國旗 國徽
格言：切，學渣！你怎麼這麼渣？
國歌：《膜拜甘毅輝大學霸》
首都	小甘物理吧市
中央政府 所在地	小甘物理吧市
最大行政區	三體區
最大城市	小甘物理吧市
官方語言	學霸語、漢語
官方文字	學霸文、中文
族群	學霸族
宗教	春哥教
政治體制	學霸帝國 物理競賽選舉
國家憲法	《學霸國憲法（2012年修訂版）》
領導人
• 大學霸	甘毅輝
• 大學霸	甘毅輝
面積
• 總計	1,610,000平方公里（第19名）
• 水域率	108%
人口
• 2012年估計	$\iiiint _{F}^{U}\,dx\,dy\,dz\,dsb\,dt$（i）
• 密度	i/平方公里（i）
時區	UTC-7（小甘物理吧標準時區）
• 夏令時	UTC-10（不確定，隨時會改變（小甘物理吧可能進入亂紀元））
• 曆法	學霸歷
行駛方位	十一維
ISO 3166碼
主要節日	開學日、高考日
家用電源電壓	5.1×1051V
家用插座標準	不使用
家用電源頻率	不使用
吉尼係數	0.630
地理最高點	動點P
最長河流	電場線河
最大湖泊	磁場湖
海岸線	3 750

小甘學霸帝國，是位於南極洲的一個學霸帝國。據報道稱，小甘學霸文明領先地球5000萬年，是人類歷史上最偉大的文明之一。該國人民不僅文化素質極高，而且該國及其富裕，據說總資產已經超過了葛立恆數，這全部得益於甘毅輝創建的甘氏重工。 該國人對物理有極其深入的研究，人人都完全懂得量子物理。目前該國正與美國哈佛大學進行多項學術合作。

建國

2010年2月29日，甘毅輝帶領無數學霸占領南極洲的瑪麗伯德地，並且成立小甘學霸帝國。由於他們太學霸了，所以小甘學霸帝國立即得到國際承認。同年6月31日，小甘學霸帝國加入北大西洋公約組織，從此與美國來往密切。

小甘學霸帝國研究的幾個科學話題

太空埋葬

我總是開玩笑說死後要把遺體運到地球軌道上去，不是「撒骨灰」那種形式，而是「把我赤裸的屍體扔出氣密艙」的感覺。老實說，我這麼做主要是為了迷惑遙遠的未來的某個人，不過這裡也有一個有趣的科學問題：如果把屍體運到地球軌道上，過幾年、幾十年或者幾百年後會發生什麼？ ——住在佛瑞蒙的 Tim

回答： 雖然和你的問題無關，但我還是不禁想問：你為什麼要強調要赤身裸體呢？有什麼特殊原因嗎？還是說只是為了讓那些把你的屍體裝進太空艙，並把你從氣密艙里扔出去的技術人員弄得一頭霧水嗎？

（可是重點是我的那套衣服真的很昂貴啊！） 如果你真的這麼幹了，那麼首先會發生在你的屍體上的事情是它會慢慢失去水分，有可能在你進入太空之前就已經開始了：發射前等待區域的乾燥空氣會更快地從你的屍體中吸走水分。 在《司法埋葬學手冊》中，Franklin Damann和David Carter總結出了人體降解的流程。他們指出要保持人體在防腐過程中不干化需要花很大功夫。[1]在智利的阿他加瑪沙漠這種極度乾燥的地方，屍體會發生「自發的木乃伊化」，而太空中的環境比阿他加瑪沙漠還要乾燥。[2] 一旦你的屍體進入了太空，這個過程就會迅速加快。絕大多數造成屍體腐化降解的「微生態」都會被干化過程（以及太空缺氧、溫度大幅度波動和太陽強烈的輻射水平）殺死，所以你的屍體不會爛得太厲害。相反，在失去相當於體重80%的水分之後，你會變成一具凍干的木乃伊。[3] 之後發生的事情取決於你在太空中的位置。 如果你在離地很近的軌道上，那麼你的軌道高度會迅速衰減，用不了多久你就會重返大氣層，並在其中燒毀。 如果你的軌道高度再高一些，那麼可以維持的時間就更久一些，不過你所在的位置會是太空垃圾最為密集的區域。與微小碎片撞擊會在你的屍體上留下各種傷疤，從太空返回的宇宙飛船的窗戶上經常可以看到坑坑窪窪的地方。最後，也許是幾十年後，你可能會與某個碎片發生劇烈相撞。 再高一點的軌道會更安全一些。如果你在地球同步軌道附近，那麼撞上太空垃圾的概率就很小。此外，對於大型密實物體而言，那兒的軌道可以穩定維持很長時間。你可能會在電視廣播衛星附近飄蕩個幾百年。

（我很好奇外星人被克萊爾·湯博的骨灰撞死的概率是多少） 如果你想維持更久的時間，那麼你就要把自己的遺體發射到更遠離地球的地方，在星際空間中的某個地方找到一個安詳而穩定的軌道。在幾千年的時間裡，你會在那裡慢慢地被太陽輻射烤熟，並被微小的流星轟成渣渣。 不過如果你的目的是迷惑未來的太空旅行者，那麼這可能不是最好的方法。宇宙太大了，如果真的有人無意中撞見了你的屍體，那麼這就意味著周圍一定還有更多的人在太陽系中遊蕩。而如果太空旅行真的變得那樣平常的話，周圍應該會有許多飄蕩的屍體；[4]當然發現你的屍體會給未來的人帶來考古學上的驚喜，你會被收藏於某個實驗室或者博物館裡，成為某人的研究論文的研究對象——好無趣的一個結局。 除非，你碰巧遇到了太空中唯一比你還要奇葩的人。

（不知道Ben&Jerry冰淇淋廠會不會喜歡這個創意） 注釋 注1：作者給出的引用信息是（C.A.Wacker，私人交談），我總是喜歡腦補成倆人在某個晚會上談及此事，最後給談崩了的情景。 注2：太空旅遊業還沒有把這句話用作宣傳語，當然了，「沒有太空那麼乾燥！」這個宣傳語智利旅遊部門應該也不會採用的吧。 注3：根據Arthur C. Aufderheide所著的《木乃伊的科學研究》一書中的實驗報告，這就是你能從新鮮的動物組織里提取出來的水的含量。這也說得通，根據網上那個被傳爛了的說法，人體內70%都是水。或許是65%？80%？似乎沒有一個很具體的數字，這取決於你提問的方式。在《僵硬：人類屍體的奇異生活》這本很贊的書的一個腳註里，作者Mary Roach表示她曾在谷歌上搜索過「人體內含有X%的水」（X的取值從0到100），得到了各種各樣的說法，一些論文甚至還聲稱人體內含有98%的水。在知道我不是唯一一個花費許多時間搜集這些奇奇怪怪的事實的人之後，我感到好欣慰。 注4：「周圍會有許多飄蕩的屍體」只是對未來太空旅行偏樂觀的預測。

月亮變黑洞

提問： 如果月亮變成了一個質量相同的黑洞會怎麼樣？如果月球真的變成黑洞的話，那麼「月」食看起來會是怎麼樣的？ —— Matt

回答： 「不怎麼樣」以及「不怎麼樣」。

（醫生警告說即使是能夠阻擋室外紫外線（UCB）的太陽眼鏡也只能擋住被太陽鏡遮擋的那部分太陽發出的紫外線） 和月球質量相當的黑洞的事件視界大小大約只有一粒砂子那麼大。根據我最喜歡的表單之一上的數據，這個黑洞的大小大約介於細砂到中砂之間，因而能夠穿過70號及以上（ASTM標準）的篩子。其實吧，我估計月球質量那麼大的黑洞能夠穿過任何篩子，與此同時順手把篩子一起毀了，但這又能怎樣呢？[1] 由於月球的質量和位置沒有發生變化，因而地球上的潮汐也不會受到任何影響。當你飄浮在一個球形物體外面時，它對你的引力大小隻與你和它質心間的距離有關，而與質量是集中在球心上還是均勻分布無關。如果太陽被一個與其質量相等的黑洞所取代，地球的公轉軌道也不會發生變化，不過地球上的生命可就不一定了。 當月球變得只有一個點那麼大的時候，就沒有月光了，這會影響所有夜行生物的生物周期。但和人類做的其他事情相比，這都不算什麼。月球的存在穩定了地球的軌道，但和月球質量相同的黑洞也能起到相同作用。 變成黑洞的月球會相當不起眼。如果它變得更小些，它會由於霍金輻射而逐漸蒸發，不過和月球質量相當的黑洞從星際空間吸收的能量其實大於它通過霍金輻射釋放出來的能量。因而這個黑洞真的就是個「黑」洞。

（非實際尺寸，雖然也沒差多少） 至少在它不吞噬物質的時候是這樣的。在黑洞吞噬任何物質後，它會釋放出大量的輻射。在吞噬中的黑洞是閃閃發光的，因為隨著大量物質沿著螺旋路徑被吸入黑洞，它們會被不斷加熱，在這個過程中會發出耀眼的光芒。[2] 所幸黑洞的食物也並非那麼好找，因而目前為止它不會變得非常耀眼。大部分的時間這個黑洞只會劇烈改變它周圍的星際灰塵的軌道——一粒砂子吸走另一粒砂子。[3] 但我們會觀察到一個有趣的現象：地球不但變暗了，而且還變冷了，因為月光溫暖著地球。對於全球能量平衡來說，這點加熱效果微不足道；月光的亮度與陽光相差了五到六個數量級。但它確實起到了一點作用。 測量數據顯示全球氣溫的變化有一個28天的周期；去除其他因素的影響，地球在滿月的時候最熱。不過差別極小——也就零點幾攝氏度——但確實有影響不是麼。 不過事實上這個現象並不完全是由於月光在作祟，最主要的因素是在滿月時地球離太陽更近一些：

（太陽在9千萬英里以外） 計算月球反射到地球上的陽光並不如你想像中那麼容易。月球確實會反射陽光，但是中間有些曲折。當月球有一半被照亮時，你可能會認為它的亮度是滿月時的一半，但其實亮度遠遠超過。當你把這一點考慮進去時，你會發現還有更加棘手的地方，因為這時候會有一些討厭的科學問題。[4]除此以外，月球自身還會被太陽加熱，然後又以紅外線的方式向外輻射熱量。 Robert Knox在這篇文章裡對月亮對於地球能源收支的影響有著很不錯的見解，總的來說就是月球的紅外輻射對地球溫度的影響是可見月光的約十倍，但由月球引起的日地距離的變化產生的影響又是紅外輻射的約十倍。Knox甚至量化地給出了月球對地球輻射平衡的影響——紅外輻射形式的月光的存在使得地球的溫度升高了0.0012華氏度。

在月光消失後，地球的溫度將會略微下降。不過鑑於我們向大氣層中排放二氧化碳的速度越來越快——這也會影響地球的能量平衡——這點小區別幾周之內就會消失。 所以總的來說，把月球變成一個黑洞可能不算什麼大事。 除非……它發生在1969年到1972年間的某個時候，這樣尼克森就要額外發表這麼一篇演說了。

（我們把一個人扔到佛羅里達的沙灘上吧。對，就是這個人！） 注釋 注1："neither here nor there"這個說法肯能有些費解，但我覺得這個事實就是沒什麼用啊。 注2：不過，黑洞吞噬物質的速度也不能太快，因為一旦速度超過一個臨界點，它所釋放出來的大量輻射會把「食物」吹跑，這個極限叫做埃丁頓極限。 如果我們的這個月球黑洞吞噬物質的速度達到了埃丁頓極限，那麼它的熱量將足以毀滅地球上的任何生命。 注3：就算它吞噬物質的速度和地球——地球有著更大的「吸收面積」——吸收星際灰塵的速率相當，對我們來說也不會有太大的影響。 注4：比如峨眉月比虧凸月亮20%，又比如說月球有點類似於一個角反射器。

雷射雨傘

提問： 用雨傘或者帳篷遮雨太沒意思了，如果你用一個雷射發射器瞄準落下來的每一個雨滴，在它們落到離地10英尺的高度前就把它們一一汽化會怎麼樣？ —— Zach Wheeler 回答： 用雷射束來遮雨聽上去完全可行，如果你……

雖然雷射雨傘這個想法聽上去很有吸引力，但它……

（你腫麼啦？） 好吧，我們現在討論的是用雷射來遮雨的問題。

（誰允許你討論這個問題了？） 這個想法不那麼有可行性。 首先我們來看看基本的能量需求。汽化一升水需要約260萬焦耳的能量，[1]而在一場大雨中每小時的降雨量可達半英寸（約1.27厘米）。就這點來說這個問題回答起來並不難，你只需要把降水的體積乘以260萬焦耳就能得出雷射雨傘需要的能量了（單位：瓦/平方米遮蔽面積）。咋一看到這個簡單直白的式子，你可能還不太習慣： 260萬焦耳/升 * 0.5英寸/小時 = 9200 瓦/平方米 每平方米9千瓦的能量密度比陽光照射地面傳遞的能量密度還要高一個數量級，因而你的周圍溫度會上升地很快。事實上你會在你身邊製造出一團蒸汽，而你還在不停地向這團蒸汽輸入雷射能量。 換言之，你將會造出一個人體大小的高壓鍋。我不用說你也知道高壓鍋不是一個居住的好地方。 但還有更糟的事呢！用雷射汽化一顆水滴比看上去的要更複雜。[2]有很多很多很多篇論文在研究這個話題，總之就是要以極快的速度輸入大量的能量，才能汽化水滴而不是把它們打碎成更小的水滴。 從這個視頻中你可以看到當一顆水滴被雷射脈衝擊中後，只汽化了很小一部分，其餘的都被打碎成更小的水滴了。結論是之前提到的能量需求已經夠多了，如果你想徹底汽化一顆水滴，需要的能量更加不可想像。 接下來我們來談談瞄準的問題，理論上來說這個問題應該是可以解決的，自適應光學系統可以快速並準確地控制光束。覆蓋一個100平方米的面積（在Zach完整的提問中提到了這個方面）每秒需要發出約5萬個脈衝。這個速度已經慢到不會引發任何直接與相對論有關的問題，但是說實話，你的這個系統再簡單也不能只有一個裝在旋轉底座上的雷射發射器吧。 也許我們應該完全放棄瞄準，而是隨機朝某個方向發射雷射。[4]

（一了百了地解決了所有問題） 如果你朝一個隨機方向發射雷射，雷射前進多遠才會撞上一滴雨滴？這個問題很簡單，其實問得就是你在下雨天能看多遠，答案是至少有幾百米。除非你想保護你周圍的所有鄰居，否則隨機方向發射雷射是沒有多少用處的。 而且實話實說，如果你真的打算保護你的鄰居……

（起火的原因有許多：在床上吸菸，乾燥的棉絮，感生電流，太陽光斑，小潮，環氧合酶被抑制，eBay，生火器，吃豆人遊戲中的一個鬼魂跑了出來，撞倒了你家的一根蠟燭） ……隨機發射威力巨大的雷射真的一點作用都不會有。