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第195章 外星殖民二（第1页）

你可能听说过，即便在太空中撞上一颗小小的沙粒，也会让飞船粉身碎骨。

但实际上，这种说法几乎完全是夸张的。

一方面，沙粒的大小和质量差异很大，相差可达约1万倍。

一般来说，对於飞船前端每平方米的面积，在两颗恆星之间的飞行过程中，预计只会撞上一颗沙粒。

太空確实非常空旷，有些区域甚至比其他区域更加空旷。

星际尘埃和气体密度的变化，与沙粒大小的差异类似。

这种夸张说法部分是因为速度问题，但更多是因为忽略了大多数沙粒都非常微小，而且太空中的大多数区域，尘埃密度都很低。

以一颗质量为1微克的微小沙粒为例，当它以300千米秒（即0.1%光速）的速度飞行时，碰撞產生的能量为45焦耳，略低於一个普通网球飞行时所携带的能量。

这些沙粒撞击的区域面积只有1平方微米，因此该区域会受到一定程度的损坏。

需要注意的是，1微克质量的颗粒已经属於星际尘埃中质量较小的范畴。

我们可以通过加固飞船前端的设计，来应对这种程度的损坏，尤其是考虑到这种碰撞並非持续发生。

飞船前端的防护板可能会受到撞击而出现损伤，但在飞行过程中，我们可以对其进行拆除、修復和更换。

相反，如果一颗质量为10毫克的较大沙粒以86%光速（即260000千米秒）的速度飞行，它所蕴含的潜在能量则高达9000亿焦耳，是上述微小沙粒碰撞能量的200亿倍，相当於约215吨tnt炸药的爆炸威力。

不用说，这样的碰撞对飞船来说將是毁灭性的。

而且，在星际飞行过程中，一艘尺寸相当的飞船前端很可能会遭遇这样的碰撞。

儘管太空很空旷，但还没有空旷到完全不会发生这种情况的程度。

值得一提的是，以86%光速飞行时，由於相对论时间膨胀效应，从飞船乘员的视角来看，飞行时间会缩短一半。

常规速度下需要1000年才能完成的1光年距离的飞行，以86%光速飞行的飞船只需大约1年就能完成，而由於时间膨胀效应，乘员感受到的时间仅为大约7个月。

显然，这种高速飞行方式更为理想，但它至少需要消耗数百万倍的能量，而且在飞行过程中还会遭遇相当於大型炸弹（有些甚至相当於核武器）的物体撞击，无论是从经济成本还是工程技术角度来看，都是一个风险极高的过程。

此外，当遇到像网球大小的太空岩石这类较大物体时，飞船的探测和反应时间也会大幅缩短。

即便要探测到以300千米秒速度飞行的网球大小的岩石並做出反应，难度也相当大。

要知道，300千米秒的速度大约是普通飞机飞行速度的1000倍。

因此，要想有10秒的时间来探测並应对这样一块岩石，就需要在3000千米（约2000英里）之外发现它。

要知道，这个距离相当於美国西海岸城市洛杉磯和旧金山之间的距离，对於我们这些生活在五大湖地区的人来说，这个距离非常遥远。

而且，我们需要在这么远的距离上探测到一个网球大小的物体。

再举个例子，以1%光速的速度撞上一块网球大小的岩石，產生的能量仍会高达数万亿焦耳（具体数值取决於岩石的构成以及碰撞方式），比刚才提到的高速飞行的微小沙粒碰撞產生的能量还要大一些，但对於一艘拥有坚固前端防护的大型飞船来说，或许仍有机会承受住这样的撞击。

因此，当飞船速度超过1%光速时，在太空中飞行的风险就会变得相当高。

不过，对於不喜欢计算相对论效应的人来说，有一个好消息：在1%光速这个速度级別，相对论效应的影响相对较小。

虽然在工程层面我们无法完全忽略它——以1%光速飞行时，飞船上的时钟每天会慢4秒，这一点需要在计算飞船位置等方面加以考虑——但在计算如此漫长的飞行时间时，我们可以忽略相对论效应的影响。

而在0.1%光速的速度下，相对论效应的影响更小，时钟每天仅慢43毫秒，每年慢16秒。

当然，这也意味著，对於飞船上的乘员来说，相对论效应带来的飞行时间缩短几乎可以忽略不计——因为即使要通过相对论效应节省一天的时间，也需要飞行数千年。

这就引出了我们的第一个核心观点：在这样的速度水平下，时间是决策过程中最重要的因素。