Capitolo 2

Sezione 1: Ripensare lo spazio e Time Again

"Siamo così chiuso nel mondo dei nostri sensi che, anche se ben si comprendono e temono una perdita della vista, non possiamo evocare l'immagine di un mondo visivo oltre la nostra. E 'umiliante per rendersi conto che la perfezione evolutiva è una volontà-o'-the-wisp e che il mondo non è esattamente quello che noi immaginiamo che sia quando ci si misura attraverso una lente di umana presunzione. "

Timothy H. Goldsmith

"L'essenziale è invisibile agli occhi".

Antoine de Saint-Exupéry

Neutral Buoyancy Laboratory, NASA Johnson Space Center, Houston, Texas.

Sono alla deriva-galleggiante a pochi centimetri sopra la superficie bianco abbagliante della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Questo parco giochi brillante mi chiama, mi collega a una sensazione scoperto durante l'infanzia dopo aver costruito il mio primo forte - un posto dove avrei potuto mantenere la mia top-secret progetti di sicuro, un posto dove avrei potuto osservare il resto del mondo come un outsider. Basta essere qui dilata il mio terminazioni nervose e accresce i miei sensi. Sullo sfondo ci sono vortici invisibili di resistenza e la mia pelle pizzica con una mescolatura costante. Mentre guardo la struttura prima di me è impossibile dire se sono in movimento o si sta muovendo. Tutto ciò che esiste del moto tra noi è relazionale, nessun altro significato sopravvive. Un'altra maniglia gialla arriva a portata di mano. Tendo la mano e tirare delicatamente su di esso per reindirizzare il mio corso. Riesco a sentire il cilindro fluttuanti ruotare sotto di me proprio al momento giusto. Devo ricordare a me stesso di respirare.

Io continuo scivolare lentamente da una maniglia per il prossimo come se stessi giocando la strofa di un eloquente sinfonia. Braccio sul braccio mi muovo su questa superficie, come la musica nella mia testa costruisce verso il suo apogeo. Anche se sto guardando questa mossa nave spaziale sotto di me, ho il sospetto che uno spettatore mi descrivono come un piccolo bug che circondano il ramo di un albero. Cioè, se hanno permesso loro di confrontare uno dei progetti di costruzione più imponenti della storia al ramo di un albero.

Nel mezzo di questa strofa che sento la voce gracchiante di Controllo Missione oltre il mio cellulare ossea. Sono dettagli l'Unità sostituzione Orbital (IFO) procedura come Specialisti di Missione si fanno strada dal Pressurized Mating Adapter (PMA). Uno di questi astronauti è il padre del mio compagno di immersione è.

Dopo aver completato il nostro NASA nitrox certificazione, Brad e mi impegno la nostra prima missione. Il mio cuore batte costantemente esprime come un grosso problema questo è per me. Anche l'accesso al ponte sopra è fortemente limitata, ma ora, come porta volo ufficiale, siamo galleggiante con gli astronauti della ISS intorno con un progetto tutto nostro. La sensazione è esaltante.

Questa esperienza ha avuto luogo all'interno di più grande piscina coperta del mondo (202 metri di lunghezza, 101 metri di larghezza e 40 metri di profondità), noto come il Laboratorio assetto neutro (NBL). Si tratta di un satellite della NASA Johnson Space Center (JSC) di Houston, Texas. La piscina porti scala esatta mock-up della ISS, il Telescopio Spaziale Hubble (HST), e lo Space Shuttle Cargo Bay, che sono usati per simulare la missione EVA (attività extra veicolari o 'passeggiate spaziali').

Quando la NBL è stato originariamente costruito, la NASA ha avuto qualche difficoltà procurare le dotazioni acqua appropriate. Di conseguenza, ci sono voluti più di un mese per riempire la piscina usando solo un tubo da giardino. Ora l'intero volume, insieme con i suoi prodotti chimici attentamente bilanciato, viene filtrato ogni 24 ore.

Come gli astronauti continuano la loro simulazione Brad ed io iniziamo il nostro compito. Il nostro 'cowboying intorno' - che è quello che è chiamato quando un EVA viene eseguita senza una pastoia - non è solo un tentativo di realizzare un sogno d'infanzia, siamo fotografare alcuni dei componenti esterni ISS e il profilo generale per un catalogo che stiamo composizione. La ISS è riconfigurato quotidiano per replicare la fase di costruzione che ogni equipaggio simulazione si incontrano nello spazio. Foto delle fasi intermedie saranno un utile riferimento. Volontariato per questo compito ci ha dato una buona scusa per entrare in piscina ogni giorno.

Sto portando un ingombrante macchina fotografica subacquea digitale e scattare le immagini di questo colosso ispirazione in quanto galleggia sotto / sopra di me. Quando la memory card è quasi saturo io la mano la macchina fotografica a Brad e cominciare a esplorare. Ci vuole fantasia sorprendentemente poco a far finta che io sia in realtà nello spazio. Tutto è un galleggiamento neutro - solo che fluttuavano. Il vano di carico dello Space Shuttle è spento visibile in lontananza e, quando le conversazioni con cessano Mission Control, un silenzio inquietante mi circonda. I colori sono troppo diversi - non del tutto, come sarebbero stati nello spazio, ma abbastanza differenti da scatenare una sensazione di familiarità. E 'una sensazione che si riversa sul mio corpo e passa proprio attraverso di me.

Improvvisamente mi ricordo i miei sogni di essere nello spazio e sono superati con la voglia di scoprire cosa succede se sente ad essere alla deriva al largo nei cieli senza possibilità di recupero. Sapendo che non sto indossando una pastoia (e permettendo a me stesso di credere che io sia nello spazio, invece di una piscina), ho presa un'altra impugnatura sporgente giallo e accelerare verso il bordo del laboratorio cilindrico. Vedo la mole muoversi sotto di me. Ansa ad ansa tiro e spinta. Poi, mentre il lancio fuori dal bordo della struttura, mi giro e guardare la base di drift a casa sempre più lontano.

In quel momento mi ha colpito. In quel momento ho davvero capito cosa significa dire che la velocità è del tutto relazionale. Mi aspettavo di sperimentare cosa volesse dire essere alla deriva lontano dalla ISS per la mia fine inevitabile, ma invece ho visto la ISS alla deriva lontano da me. Questo è stato un po 'sorprendente. Per qualche motivo, ogni volta che mi ero immaginato che questa esperienza sarebbe come l'avevo visualizzata dal sistema di riferimento della ISS. Ora stavo vedendo con i miei occhi - dal mio sistema di riferimento proprio. L'esperienza profondamente radicata la mia intuizione nel principio fondamentale della fisica che ci dice che tutti i sistemi inerziali sono in condizioni di parità - che un sistema di riferimento costante la velocità è altrettanto valido come qualsiasi altro.

Galileo Galilei collegato a questo principio all'interno della cabina di una nave. [1] Einstein utilizzato la stazione ferroviaria di Berna, in Svizzera per raccontare la sua connessione. Avevo imparato dai loro intuizioni e aveva completamente accettato il principio di sistemi inerziali come una verità fondamentale. Ma fino a quando ho visto la deriva ISS oltre la mia portata, il mio intuito non l'aveva assorbito. Non avevo capito gli enigmi che vengono con questa verità. Non avevo lottato con i misteri che circondano questa semplice proprietà dello spazio-tempo. Non avevo mai chiesto il motivo è che tutti i sistemi inerziali sono uguali. Questa semplice domanda risulta essere molto profonda.

I più grandi misteri del regno fisico, ma sono echi della nostra ignoranza di spazio e tempo. Anche se alla base di tutte le nostre esperienze e formano il molto metrica della natura, spazio e tempo sono rimasti in modo clandestino che non abbiamo nemmeno potuto definitivamente le definiscono. Questa comprensione non è più nebuloso fare.

E 'tempo per noi per coronare la nostra ricerca di una più profonda essenza, per aprire le porte di un mondo meraviglioso che è accessibile a noi solo per il potere dell'immaginazione scientifica, per imparare a vedere ciò che è invisibile agli occhi. Per fare questo dobbiamo mettere a fuoco il cuore stesso della nostra ignoranza. Dobbiamo riconoscere la radice della nostra confusione e lottare con le domande che riflettono quella radice.

Questa non è una cosa facile da fare, infatti, è estremamente difficile. Il brillante fisico Kip Thorne meditato questo problema ed è stato in grado di utilizzare un superbo esempio del perché sia ​​così difficile per noi. Egli osserva che Hendrik Lorentz e Henri Poincaré entrambi prodotti preziose informazioni che avrebbero potuto facilmente li ha portati a scoprire nuova visione di Einstein, ma nessuno dei due ha preso il passo finale. Perché? La risposta, secondo Thorne, è che entrambi gli uomini "erano tentoni verso la stessa revisione delle nostre nozioni di spazio e tempo come Einstein, ma erano tentoni attraverso una nebbia di idee sbagliate su di loro imposto dalla fisica newtoniana."

Einstein invece è riuscito a liberarsi equivoci newtoniana. La sua volontà di iniziare la sua indagine partendo da zero, anche se non significava distruggere le fondamenta della fisica newtoniana, "lo ha portato, con una chiarezza di pensiero che gli altri non potrebbero corrispondere, per la sua nuova descrizione di spazio e tempo". [2]

La lezione qui è che se vogliamo veramente mettere in discussione le cose, dobbiamo mettere in discussione anche le basi strutturali che si trovano sotto le nostre ipotesi. Dobbiamo essere disposti a ricostruire la metrica intera della realtà fisica - dovrebbe nostra indagine lo richiedono. Solo allora potremo raggiungere nelle profondità della nostra ignoranza. Solo da questo stato d'animo possiamo veramente iniziare un nuovo viaggio.

In questo spirito, cerchiamo di porre le domande più fondamentali che possiamo - domande circa la metrica dello spazio-tempo. Che cos'è lo spazio? Che ore sono? Queste domande sembrano essere del tutto embrionale, e sembra che le risposte dovrebbero essere immediatamente evidenti, ma non lo sono. Ipotesi di soluzione a queste domande sono venuti a rappresentare il fulcro di un regno ancora di là della nostra esperienza e immaginazione. Molti credono che per scoprire quel mondo è fondamentale per noi per risolvere il dibattito sulla essenza dello spazio e del tempo. Dovremmo fare questo, saremo sicuramente aprire una nuova porta per il viaggio che ha plasmato la nostra storia intellettuale.

Newton, che era uno dei capitani più influenti in questa ricerca, ha guidato il nostro cammino sotto la direzione che spazio e tempo sono reali - che sono entità fisiche. Ma dopo Newton si ritirò il suo comando, Mach invertito la rotta, insistendo sul fatto che spazio e tempo non sono reali entità fisiche a tutti. Più tardi, Einstein ci ha reindirizzato a un titolo completamente nuovo, ridefinendo ciò che intendiamo per spazio e tempo. Sotto questa nuova direzione siamo entrati in acque che non era mai stata ricostruita. Per un po 'il sogno di scoprire una mappa ricca riempito le nostre vele. Ma questo ottimismo non durò a lungo. Dopo pochi anni Einstein rinunciò a malincuore il suo comando ai capricci tirannici della meccanica quantistica. Da quel momento siamo stati casualmente cambiando corso, nauseously tremolante da una voce all'altra con ogni nuovo momento.

Il vento soffia ancora, ma le nostre vele raramente cattura. È diventato sempre più evidente che siamo persi nel mezzo di un oceano disorientante, la filatura di una pesante ancora.

E 'tempo per noi di sollevare quella di ancoraggio. E 'giunto il momento di ristabilire una voce sulla nostra ricerca intellettuale e di usare la nostra vele spiegate per spingerci verso la nostra destinazione tesoro. Per fare questo, abbiamo bisogno di capire dove siamo e come siamo arrivati ​​qui. Abbiamo bisogno di tracciare le idee che ci hanno guidato fino a questo punto, e poi abbiamo bisogno di scoprire cosa presupposti tali idee sono basate su. Dopo aver fatto questo, ci occuperemo di trovare un modo per superare i limiti insiti nelle mappe che cadono fuori di tali ipotesi. E 'da questo processo che impareremo come si sceglie una nuova direzione, tagliare le nostre vele, e riconquistare il vento. Ci siamo.