谁动了我的飞船——『膨胀和收缩』
前一节：谁动了我的飞船——曲率推进概览
正文
前情回顾
地球收到来自遥远的 Gliese 581 的信号，我们需要驱船前往，只是前提是有一艘能够快速航行的飞船。你作为 IIA 的推进技术专家，最终决定采用 warp drive 来推动这艘前所未有的飞船。
基本构思
为了看明白对时空的操纵是如何影响我们的推进技术的，先看两个简单的例子吧。
一
假设我们和 Gliese 581 d 行星一样生活在一个膨胀时空中，在目前时刻我们相距 20.3 ly。时空图如下所示，将这个时空图弯曲起来是为了能够让我们看的更清楚，并没有其他的深刻的含义。[1]
图中纵向网格线的意义是，地球参考系中钉在不同时空点的物体的世界线。其中褐色的线为地球，黄色的线为 Gliese 581 d，红色的线表示从行星出发的光子（这里我们并未用到）。从图中的网格可以看到，这是一个在不停膨胀的时空，虽然地球和飞船之间的网格数不变，但是由于时空的膨胀，每个网格的长度所代表的物理的距离已经越来越大，如果某时刻时空膨胀停止了，那么我们现在从地球到 Gliese 581 d 的距离已经变大。
二
下面假设我们跟 Gliese 581 d 行星一样生活在一个收缩的时空中。时空图如下：[2]
与前面例一的情况相反，这是一个不断收缩的宇宙。其中黄色线为地球，褐色线为 Gliese 581 d。同上面类似的理由，在后来时刻，地球和 Gliese 581 d 之间的物理距离越来越小。在晚期，我们旅行到 Gliese 581 d 行星所需走的距离要比早期少。
这两截然相反的例子说明了不同的时空对我们旅行的影响。如果我们能够操控时空，使之成为二所表现的收缩型，那么我们就可以把我们的目的地拉到我们身边来，想要飞到目的地也就容易多了。
但是如果我们把整个目的地拉到地球附近的话，会导致很多天体靠近，改变星系的结构。
那么我们就让飞船和目的地之间的时空收缩，飞船和家之间的时空膨胀，这样就可以尽量保持地球和目的地之间的原有距离。
等等，我们这是在做什么？我们要改变宇宙的演化么？！这可不成，第一我们没有足够的能源，第二我们不能因为一次小小的旅行破坏了这么大的「星际生态」吧。[3]
物理图像
那我们可以采取的措施是？
改变局域的时空。也就是说，我们只改变飞船附近的时空结构，在远离飞船的地方的时空要回归到宇宙原来的时空。
那么从物理上讲，这是否可行呢？
FOOTNOTES
- 此图取自 Wikipedia 词条 Metric_expansion_of_space. ↩
- 此图改编自 Wikipedia 词条 Metric_expansion_of_space. ↩
- 改变星系旁边的引力场可以改变星系的结构。例如在太阳系附近放置一个足够大的引力场，就可能改变太阳系内的天体的排列。 ↩
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