Bab 2

Bagian 1: Memikirkan Kembali Ruang dan Waktu Lagi

"Kami sangat terkunci ke dalam dunia indra kita sendiri bahwa, meskipun kita mudah memahami dan takut kehilangan penglihatan, kita tidak bisa menyulap gambar dari dunia visual selain kita sendiri. Hal ini merendahkan hati untuk menyadari bahwa kesempurnaan evolusi adalah lelatu dan bahwa dunia tidak cukup apa yang kita bayangkan untuk menjadi ketika kita mengukur melalui lensa diri penting manusia. "

Timotius H. Goldsmith

"Yang penting tidak terlihat mata."

Antoine de Saint-Exupéry

Daya Apung Laboratorium netral, NASA Johnson Space Center, Houston, Texas.

Saya melayang-melayang hanya beberapa inci di atas permukaan putih menyilaukan dari Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS). Hal ini bermain brilian panggilan untuk saya, saya menghubungkan sensasi ditemukan selama masa kanak-kanak setelah membangun benteng pertama saya - suatu tempat di mana aku bisa menyimpan rahasia saya proyek-proyek yang aman, tempat di mana aku bisa mengamati seluruh dunia sebagai orang luar. Cukup berada di sini melebarkan ujung saraf saya dan mempertinggi indera saya. Di latar belakang ada pusaran terlihat perlawanan dan kulit saya tergelitik dengan aduk konstan. Ketika saya melihat struktur sebelum saya itu adalah mustahil untuk mengatakan apakah saya pindah atau bergerak. Semua yang ada dari gerak antara kita adalah relasional, ada arti lain bertahan. Lain menangani kuning berasal dalam jangkauan. Saya mengulurkan tangan saya dan secara lembut menarik di atasnya untuk mengarahkan kursus. Aku bisa merasakan silinder putar mengepul di bawahku tepat di isyarat. Saya harus mengingatkan diri untuk bernapas.

Aku terus meluncur perlahan dari satu pegangan ke depan seakan-akan aku sedang bermain keluar bait dari sebuah simfoni yang fasih. Lengan atas lengan saya bergerak di atas permukaan ini sebagai musik dalam kepala saya membangun menuju puncaknya. Meskipun saya melihat ini menggerakkan kapal ruang bawah saya, saya menduga bahwa penonton itu akan menggambarkan saya sebagai bug kecil melingkari cabang pohon. Artinya, jika mereka membiarkan diri mereka membandingkan satu proyek yang paling mengesankan dalam sejarah konstruksi untuk cabang pohon.

Di tengah-tengah syair ini aku mendengar suara-suara serak dari Mission Control melalui telepon tulang saya. Mereka merinci Unit Penggantian Orbital (ORU) prosedur sebagai Spesialis Misi membuat jalan mereka dari Adapter Perkawinan bertekanan (PMA). Salah satu astronot adalah ayah menyelam pasangan saya.

Setelah menyelesaikan kami NASA Nitrox sertifikasi, Brad dan aku melakukan misi pertama kami. Jantung berdetak saya terus-menerus mengungkapkan seberapa besar kesepakatan ini adalah untuk saya. Bahkan akses ke dek atas adalah erat dibatasi, tapi sekarang, sebagai lead penerbangan resmi, kita mengambang dengan astronot di ISS dengan proyek kita sendiri. Sensasi menyenangkan.

Pengalaman ini terjadi di dalam kolam renang indoor terbesar di dunia (202 kaki panjang, 101 kaki lebar, dan 40 meter) yang dikenal sebagai Laboratorium Daya Apung Netral (NBL). Ini adalah satelit NASA Johnson Space Center (JSC) di Houston, Texas. Kolam pelabuhan skala yang tepat mock-up dari ISS, Hubble Space Telescope (HST), dan Space Shuttle Cargo Bay, yang digunakan untuk mensimulasikan misi EVA (Kegiatan Ekstra kendaraan atau 'berjalan ruang').

Ketika NBL awalnya dibangun, NASA telah beberapa kesulitan pengadaan alokasi air yang sesuai untuk itu. Akibatnya, butuh lebih dari satu bulan untuk mengisi kolam hanya menggunakan selang taman. Sekarang seluruh volume, bersama dengan bahan kimia yang hati-hati seimbang, disaring setiap dua puluh empat jam.

Sebagai astronot mereka terus simulasi Brad dan aku mulai tugas kita. Kami 'cowboying sekitar' - yang adalah apa yang disebut ketika EVA dilakukan tanpa menambatkan - adalah bukan hanya suatu usaha untuk memenuhi impian masa kanak-kanak, kami memotret beberapa komponen ISS eksternal dan profil umum untuk katalog kami menulis. ISS ulang setiap hari untuk meniru tahap konstruksi yang masing-masing kru simulasi akan menemukan dalam ruang. Foto dari tahap-tahap peralihan akan menjadi referensi yang bermanfaat. Kesukarelawanan untuk tugas ini memberi kita alasan yang baik untuk masuk ke kolam setiap hari.

Aku membawa kamera digital besar bawah air dan memotret ini raksasa inspirasional seperti mengapung di bawah / di atas saya. Bila kartu memori hampir jenuh aku menyerahkan kamera ke Brad dan mulai mengeksplorasi. Dibutuhkan sangat sedikit imajinasi untuk berpura-pura bahwa saya benar-benar dalam ruang. Semuanya netral apung - hanya mengambang sekitar. Teluk Cargo dari Space Shuttle mati terlihat di kejauhan, dan ketika percakapan dengan berhenti Kontrol Misi, keheningan menakutkan mengelilingi saya. Warna-warna berbeda juga - tidak seperti mereka akan di angkasa, tetapi cukup berbeda untuk memicu perasaan yang tidak dikenal. Ini adalah perasaan yang mengalir di tubuh saya dan melewati tepat melalui saya.

Tiba-tiba saya ingat mimpi saya berada di ruang dan saya diatasi dengan keinginan untuk menemukan apa jika rasanya menjadi hanyut dalam langit tanpa kemungkinan pengambilan. Mengetahui bahwa saya tidak mengenakan menambatkan (dan mengizinkan diriku untuk percaya bahwa saya di ruang bukan kolam renang), saya pegangan lain menangani kuning menonjol dan mempercepat menuju tepi laboratorium silinder. Aku melihat struktur masif bergerak di bawahku. Menangani untuk menangani Aku menarik dan mendorong. Lalu, saat saya memulai dari tepi struktur, aku berbalik dan melihat pergeseran rumah dasar lebih jauh dan lebih jauh.

Saat itulah aku tersadar. Saat itulah saya benar-benar tahu apa artinya mengatakan bahwa kecepatan sepenuhnya relasional. Saya berharap untuk mengalami seperti apa rasanya menjadi menyimpang jauh dari ISS sampai akhir tak terelakkan saya, tetapi saya menyaksikan ISS menjauh dari saya. Ini agak mengejutkan. Untuk beberapa alasan, setiap kali aku membayangkan apa yang pengalaman ini akan seperti aku membayangkan dari kerangka referensi ISS. Sekarang aku sedang melihat melalui mata saya sendiri - dari kerangka acuan saya sendiri. Pengalaman berakar intuisi saya pada prinsip dasar dalam fisika yang memberitahu kita bahwa semua frame inertial berada pada pijakan yang sama - bahwa salah satu kerangka acuan kecepatan konstan sama berlaku seperti yang lain.

Galileo Galilei terhubung ke prinsip ini di dalam kabin kapal. [1] Einstein menggunakan stasiun kereta api di Bern, Swiss untuk berhubungan hubungannya dengan itu. Saya telah belajar dari wawasan mereka dan telah benar-benar menerima prinsip frame inertial sebagai kebenaran fundamental. Tapi sampai aku benar-benar melihat hanyut ISS luar jangkauan saya, intuisi saya tidak menyerapnya. Aku tidak memahami teka-teki yang datang dengan kebenaran ini. Aku tidak bergulat dengan misteri yang mengelilingi properti ini sederhana ruang-waktu. Aku tidak pernah bertanya mengapa itu adalah bahwa semua frame inertial adalah sama. Pertanyaan sederhana ini ternyata menjadi sangat mendalam.

Misteri terbesar alam fisik tetapi gema dari ketidaktahuan kita tentang ruang dan waktu. Meskipun mereka mendasari semua pengalaman kami dan bentuk yang sangat metrik Alam, ruang dan waktu tetap jadi rahasia kita bahkan belum mampu definitif mendefinisikan mereka. Pemahaman samar-samar tidak akan lagi melakukan.

Sudah saatnya bagi kita untuk mahkota pencarian kami untuk esensi lebih dalam, untuk membuka pintu dunia menakjubkan yang dapat diakses kepada kita hanya dengan kekuatan imajinasi ilmiah, untuk belajar melihat apa yang kasat mata. Untuk melakukan ini kita harus memusatkan perhatian pada inti dari ketidaktahuan kita. Kita harus mengakui akar dari kebingungan kami dan bergulat dengan pertanyaan-pertanyaan yang mencerminkan akar yang.

Ini bukanlah hal yang mudah untuk dilakukan, bahkan, adalah sangat sulit. Para fisikawan yang brilian Kip Thorne merenungkan masalah ini dan mampu menggunakan contoh luar biasa tentang mengapa begitu sulit bagi kita. Dia mencatat bahwa Hendrik Lorentz dan Henri Poincare baik yang dihasilkan wawasan berharga yang bisa dengan mudah membawa mereka untuk menemukan visi baru Einstein, tetapi tidak dari mereka mengambil langkah terakhir. Mengapa? Jawabannya, menurut Thorne, adalah bahwa baik laki-laki "itu meraba-raba arah revisi sama pengertian kita tentang ruang dan waktu seperti Einstein, tapi mereka meraba-raba melalui kabut kesalahpahaman disisipkan pada mereka oleh fisika Newton."

Sebaliknya Einstein mampu menyingkirkan kesalahpahaman Newton. Kesediaannya untuk memulai investigasi dari nol, apakah atau tidak itu berarti menghancurkan dasar-dasar fisika Newton, "dipimpin dia, dengan kejelasan berpikir bahwa orang lain tidak bisa cocok, deskripsi baru tentang ruang dan waktu." [2]

Pelajaran di sini adalah bahwa jika kita serius tentang hal-hal mempertanyakan, kita perlu mempertanyakan bahkan fondasi struktural yang berada di bawah asumsi kita. Kita harus bersedia untuk membangun kembali metrik seluruh realitas fisik - harus penyelidikan kami memerlukannya. Hanya kemudian dapat kita mencapai ke kedalaman ketidaktahuan kita. Hanya dari keadaan pikiran dapat kita benar-benar memulai sebuah perjalanan baru.

Dalam semangat ini, mari kita mengajukan pertanyaan-pertanyaan paling mendasar yang dapat kita - pertanyaan tentang metrik ruang-waktu. Apa itu ruang? Apa itu waktu? Pertanyaan-pertanyaan ini tampaknya seluruhnya embrio, dan tampaknya bahwa jawaban harus siap jelas, tetapi mereka tidak. Solusi hipotetis untuk pertanyaan-pertanyaan ini telah datang untuk mewakili centerpieces kerajaan masih di luar pengalaman kita dan imajinasi. Banyak yang percaya bahwa dalam rangka untuk menemukan wilayah yang sangat penting bagi kita untuk menyelesaikan perdebatan esensi ruang dan waktu. Haruskah kita mencapai hal ini, kita pasti akan membuka pintu baru untuk perjalanan yang telah membentuk sejarah intelektual kita.

Newton, yang merupakan salah satu kapten paling berpengaruh pada pencarian ini, dipelopori perjalanan kita di bawah arahan bahwa ruang dan waktu adalah nyata - bahwa mereka adalah entitas fisik. Tapi setelah pensiun Newton komandonya, Mach berbalik arah kami dengan bersikeras bahwa ruang dan waktu bukanlah entitas-entitas fisik yang nyata sama sekali. Kemudian, Einstein diarahkan kita untuk sebuah heading yang sama sekali baru dengan mendefinisikan ulang apa yang kita maksud dengan ruang dan waktu. Berdasarkan arah baru kita memasuki perairan yang belum pernah memetakan. Untuk sementara, impian menemukan peta kaya penuh layar kita. Namun optimisme ini tidak berlangsung lama. Setelah beberapa tahun Einstein enggan melepaskan perintah kepada tirani keinginan mekanika kuantum. Dari titik itu kami telah berubah secara acak saja, nauseously berkedip-kedip dari satu pos ke berikutnya dengan setiap momen baru.

Angin berhembus tapi layar masih jarang kita menangkap itu. Hal ini telah menjadi semakin jelas bahwa kita tersesat di tengah samudra membingungkan, berputar tentang jangkar berat.

Sudah saatnya bagi kita untuk mengangkat jangkar itu. Sudah saatnya bagi kita untuk kembali membangun pos pada pencarian intelektual kita, dan menggunakan layar terkembang kita untuk mendorong kita menuju tujuan yang berharga kami. Untuk melakukan ini, kita perlu mencari tahu di mana kita berada dan bagaimana kita sampai di sini. Kita perlu menelusuri ide-ide yang telah membimbing kita ke titik ini, dan kemudian kita perlu mencari tahu apa asumsi ide-ide tersebut didasarkan pada. Setelah kita melakukan ini, kita akan menyibukkan diri dengan menemukan cara untuk mengatasi keterbatasan yang melekat pada peta yang jatuh keluar dari asumsi-asumsi. Ini adalah dengan proses ini bahwa kita akan belajar bagaimana untuk memilih arah baru, trim layar kita, dan merebut kembali angin. Di sini kita pergi.