Capítulo 2

Seção 1: Repensando o Espaço e Time Again

"Estamos tão fechado para o mundo dos nossos próprios sentidos que, embora facilmente compreender e temer uma perda de visão, não podemos invocar a imagem de um mundo visual além da nossa. É humilhante para perceber que a perfeição evolutiva é uma coisa obscura e que o mundo não é bem o que imaginamos que seja quando nós medirmos isto através de uma lente de humanos auto-importância. "

Timothy H. Goldsmith

"O essencial é invisível aos olhos".

Antoine de Saint-Exupéry

Laboratório de Flutuação Neutra, Johnson Space Center da NASA, Houston, Texas.

Estou à deriva, flutuando a apenas alguns centímetros acima da superfície branca deslumbrante da Estação Espacial Internacional (ISS). Este playground brilhante me chama, me conectando a uma sensação de descoberta durante a infância depois de construir o meu primeiro forte - um lugar onde eu pudesse manter meus projetos ultra-secretos seguro, um lugar onde eu podia observar o resto do mundo como uma outsider. Basta estar aqui dilata terminações nervosas e aumenta os meus sentidos. No fundo, há redemoinhos invisíveis de resistência e tingles minha pele com uma agitação constante. Como eu olhar para a estrutura antes de mim, é impossível dizer se estou em movimento ou se está se movendo. Tudo o que existe do movimento entre nós é relacional, nenhum outro significado sobrevive. Outro identificador amarelo vem ao nosso alcance. Eu estendo a minha mão e suavemente puxão nele para redirecionar o meu curso. Eu posso sentir o cilindro billowing rodar abaixo de mim mesmo na sinalização. Eu tenho que me lembrar de respirar.

Eu continuo deslizando lentamente de uma alça para a próxima como se eu estivesse jogando fora a estrofe de uma sinfonia eloqüente. Braço sobre o braço que eu passar esta superfície como a música na minha cabeça se dirige para o seu apogeu. Embora eu esteja vendo este movimento nave espacial abaixo de mim, eu suspeito que um espectador poderia descrever-me como um pequeno bug que rodeia o ramo de uma árvore. Isto é, se eles se permitiram comparar um dos projetos de construção da história mais impressionante para o ramo de uma árvore.

No meio desta estrofe Eu ouço as vozes crackly de Controle da Missão em meu telefone óssea. Eles estão detalhando a unidade de substituição Orbital (ORU) como o procedimento de especialistas da missão fazer o seu caminho a partir do adaptador de acoplamento pressurizados (PMA). Um desses astronautas é o pai de meu parceiro de mergulho.

Depois de completar o nosso NASA nitrox certificação, Brad e eu me comprometo a nossa primeira missão. Meu coração batendo constantemente expressando como de um grande negócio este é para mim. Até mesmo o acesso ao convés acima é bem restrito, mas agora, como leva vôo oficial, estamos flutuando com astronautas ao redor da ISS com um projeto de nossa própria. A sensação é emocionante.

Esta experiência aconteceu dentro maior piscina do mundo indoor (202 metros de comprimento, 101 metros de largura e 40 metros de profundidade), conhecido como o Laboratório de Flutuação Neutra (NBL). É um satélite para Johnson Space Center da NASA (JSC) em Houston, Texas. A piscina portos de escala exata mock-ups do ISS, o Hubble Space Telescope (HST), e do Space Shuttle compartimento de carga, que são utilizados para simular a missão EVA (Atividades Extra ou veicular "passeios espaciais").

Quando a NBL foi originalmente construído, a NASA tinha algumas dificuldades a aquisição de alocação de água apropriada para isso. Conseqüentemente, levou mais de um mês para encher a piscina usando apenas uma mangueira de jardim. Agora todo o volume, junto com seus produtos químicos cuidadosamente equilibrada, é filtrada a cada 24 horas.

Como os astronautas continuar a sua simulação de Brad e eu começamos a nossa tarefa. Nosso 'cowboying redor "- que é o que é chamado quando um EVA é realizada sem uma corda - não é apenas uma tentativa de cumprir um sonho de infância, estamos fotografando vários dos componentes externos ISS e seu perfil geral de um catálogo, estamos compondo. O ISS é reconfigurado diariamente para replicar a fase de construção que cada equipe de simulação vai encontrar no espaço. Fotos das etapas intermediárias será uma referência útil. Voluntariado para esta tarefa nos deu uma boa desculpa para entrar na piscina todos os dias.

Estou carregando uma câmera subaquática volumosos digitais e tirando fotos deste behemoth inspirador como ele flutua abaixo / acima de mim. Quando o cartão de memória está quase saturado Eu entrego a câmera para Brad e começar a explorar. É preciso muita imaginação surpreendentemente pouco a fingir que estou realmente no espaço. Tudo é de flutuação neutra - apenas flutuando sobre. O compartimento de carga do ônibus espacial está fora visíveis à distância, e quando as conversas com cessar Controle da Missão, um estranho silêncio que me rodeia. As cores são diferentes também - não exatamente como eles estariam no espaço, mas diferente o suficiente para provocar uma sensação do desconhecido. É um sentimento que se derrama sobre o meu corpo e passa através de mim.

De repente me lembro dos meus sonhos de estar no espaço e eu sou superado com o desejo de descobrir o que se sente como para ser drifting off para o céu sem a possibilidade de recuperação. Sabendo que eu não estou usando uma corda (e permitindo-me a acreditar que eu sou no espaço em vez de uma piscina), eu aperto outro identificador salientes amarelo e acelerar em direção à borda do laboratório cilíndrico. Eu vejo a estrutura maciça mover embaixo de mim. Alça de segurar eu puxar e empurrar. Então, como eu lançar para fora da borda da estrutura, dirijo-me e assistir drift base home mais e mais longe.

Foi quando ele me bateu. Foi quando eu realmente descobri o que significa dizer que a velocidade é inteiramente relacional. Eu esperava para experimentar como era estar à deriva longe da ISS para o meu fim inevitável, mas eu testemunhei a ISS se afastando de mim. Este foi um tanto surpreendente. Por alguma razão, cada vez que eu tinha imaginado que esta experiência seria como se eu tivesse visualizado a partir do quadro de referência do ISS. Agora eu estava vendo com meus próprios olhos - do meu quadro de referência próprio. A experiência profundamente enraizada em minha intuição o princípio fundamental da física que nos diz que todos os referenciais inerciais estão em pé de igualdade - que um quadro de referência constante a velocidade é tão válida quanto qualquer outra.

Galileo Galilei ligado a este princípio dentro da cabine de um navio. [1] Einstein usou a estação de trem em Berna, Suíça, para relatar sua conexão com ele. Eu tinha aprendido com seus insights e estava completamente aceita o princípio de referenciais inerciais como uma verdade fundamental. Mas até que eu realmente vi o drift ISS além do meu alcance, a minha intuição não tinha absorvido isso. Eu não tinha compreendido a enigmas que vêm com esta verdade. Eu não tinha lutado com os mistérios que rodeiam esta propriedade simples do espaço-tempo. Eu nunca tinha perguntado porque é que todos os referenciais inerciais são iguais. Esta pergunta simples acaba por ser muito profunda.

Os maiores mistérios do mundo físico são apenas ecos de nossa ignorância de espaço e tempo. Embora eles subjacentes a todas as nossas experiências e formar a própria métrica da Natureza, o espaço eo tempo se mantiveram tão clandestina que não temos sequer foi capaz de defini-los definitivamente. Esse entendimento nebuloso deixarão fazer.

É hora de nós para coroar nossa busca de uma essência mais profunda, para abrir as portas de um mundo maravilhoso que é acessível para nós só pelo poder da imaginação científica, para aprender a ver o que é invisível para os olhos. Para fazer isso, devemos focar na essência de nossa ignorância. Devemos reconhecer a raiz da nossa confusão e lutar com perguntas que refletem essa raiz.

Esta não é uma coisa fácil de fazer, na verdade, é extremamente difícil. O brilhante físico Kip Thorne refletiu sobre este problema e foi capaz de usar um excelente exemplo de por que é tão difícil para nós. Ele observa que Hendrik Lorentz e Poincaré Henri ambos produzidos informações valiosas que poderiam facilmente ter levado-os a descobrir uma nova visão de Einstein, mas nenhum deles deu esse passo final. Por quê? A resposta, de acordo com Thorne, é que os dois homens "foram tateando em direção à mesma revisão de nossas noções de espaço e tempo como Einstein, mas eles estavam tateando através de um nevoeiro de equívocos sobre eles impingido pela física newtoniana."

Einstein por contraste foi capaz de lançar fora equívocos newtoniana. Sua disposição para começar a sua investigação a partir do zero, se é ou não significava destruir os fundamentos da física newtoniana, "levou-o, com uma clareza de pensamento que os outros não podiam corresponder, para sua nova descrição do espaço e do tempo." [2]

A lição aqui é que se levarmos a sério questionamento coisas, temos de questionar até mesmo as bases estruturais que se encontram debaixo nossas suposições. Precisamos estar dispostos a reconstruir a métrica inteira da realidade física - deve ser a nossa investigação exigem. Só então poderemos chegar às profundezas da nossa ignorância. Somente a partir deste estado de espírito podemos realmente iniciar uma nova jornada.

Nesse espírito, vamos fazer as perguntas mais fundamentais que podemos - perguntas sobre a métrica do espaço-tempo. O que é espaço? O que é o tempo? Estas perguntas parecem ser inteiramente embrionárias, e parece que as respostas devem ser imediatamente evidentes, mas não são. Soluções hipotéticas para estas questões têm vindo a representar o centerpieces de um reino ainda além de nossa experiência e imaginação. Muitos acreditam que, a fim de descobrir esse reino é fundamental para nós para resolver o debate sobre a essência do espaço e do tempo. Devemos fazer isso, certamente abrir uma nova porta para a jornada que moldou a nossa história intelectual.

Newton, que foi um dos capitães mais influentes sobre esta missão, liderada nossa jornada, sob a direção que o espaço eo tempo são reais - que são entidades físicas. Mas depois de Newton se aposentou seu comando, Mach revertida nosso curso, insistindo que o espaço eo tempo não são reais as entidades físico. Mais tarde, Einstein redirecionado-nos a um título totalmente novo, redefinindo o que entendemos por espaço e tempo. Sob essa nova direção que entraram em águas que nunca antes tinha sido traçado. Por um tempo, o sonho de descobrir um rico mapa cheio nossas velas. Mas esse otimismo não durou por muito tempo. Depois de poucos anos Einstein relutantemente abandonou o seu comando aos caprichos tirânicos da mecânica quântica. A partir desse ponto temos sido ao acaso mudar de rumo, nauseously cintilação de uma rubrica para o próximo com cada novo momento.

O vento ainda sopra as velas, mas raramente capturá-lo. Tornou-se cada vez mais óbvio que estamos perdidos no meio de um oceano desorientador, girando sobre uma âncora pesada.

É hora de levantar a âncora. É hora de re-estabelecer um título na nossa busca intelectual, e utilizar nossa vela cheia para impulsionar-nos para o nosso destino estimado. A fim de fazer isso, precisamos descobrir onde estamos e como chegamos até aqui. Precisamos traçar as idéias que nos têm guiado a este ponto, e então precisamos descobrir o que essas idéias são suposições baseadas em. Depois de termos feito isso, vamos nos preocupar em encontrar uma maneira de superar as limitações inerentes nos mapas que ficam fora dessas hipóteses. É por este processo que nós vamos aprender como escolher uma nova direção, aparar nossas velas, e recuperar o vento. Aqui vamos nós.