猛然一看,这个问题似乎难以回答;再猛看一眼,好像还是没法下嘴;最后再猛看一眼,太棘手了,还是准备开溜吧,但是等等,好像有点线索了呢?
这个问题看起来很复杂,但如果梳理出两个线索,似乎就简单多了,这两个线索就是多普勒频移和相对论效应。
一个人在飞船里以0.5倍光速飞行,要和地球保持通话,如果靠无线电之类的信号,是肯定不行的。在运动的物体中,无线电之类的信号会发生多普勒频移,导致发射频率和接收频率不同,降低通讯质量。就像我们听迎面而来的火车鸣笛与远我们而去的火车鸣笛一样,声波频率会发生明显的改变。
一个人用GSM 900 MHz的手机在时速100公里/小时的列车上打电话,如果发射方向与列车运行方向一致或相反,此时多普勒频移最大,将达到83赫兹,而无线通讯中的频率误差标准为百万分之0.05,900 MHz通讯允许的频率误差为45赫兹,将造成信号很不稳定。100公里/小时都如此困难,更别说要在0.5倍光速的飞船上和地球保持通话,所以在现有技术条件下,都可以死了这条心了。
但如果我们不考虑多普勒频移,仅就通话这件事和相对论效应来考虑呢?比如我们以某种还不知道的技术实现了无延迟瞬时通话——不是量子纠缠量子通讯,这个宇宙的物理定律暂时还不允许量子纠缠传递信息,但假如我们就是在远离地球而去的0.5倍光速飞船里和地球建立了瞬时通话呢?
这时候脑袋就大了,不,对我来说应该是脑洞就大了,该怎样来说呢?由于在高速运动中存在时间膨胀效应,以0.5倍光速飞行的飞船,其时间较地球上将会变慢15%,这就意味着你说完一句话要多花15%的时间,似乎没什么影响,就是慢了一点而已;但假如在更快的飞船上,比如地球上的一秒就相当于飞船上的一年呢,似乎根本就没法通话了。
但是且慢,你以近光速离开地球,相当于地球也在以近光速离开你,地球上的时间相对于你来说也会膨胀变慢,应该是和你通话的人说话也会变慢,看起来互相抵消,通话似乎应该不受影响了吧?
事实上确实如此,只是和你们都在地球上时的通话比起来,原来一秒钟可以说完五个字,现在要1.15秒才能说完了。但如果在更接近光速的飞船上就惨了,比如上面说的1秒钟就相当于地球上一年的飞船上,你们要一年才能说完五个字,有什么话最好还是出发前就说完吧,省得到时候等得心焦破烦。