Chapitre 2

Section 1: Repenser l'espace et Time Again

«Nous sommes tellement enfermés dans le monde de nos propres sens que, bien que nous facilement comprendre et craignent une perte de la vision, nous ne pouvons pas évoquent l'image d'un monde visuel au-delà de notre propre. Il est humiliant de constater que la perfection de l'évolution est une volonté-o'-the-wisp et que le monde n'est pas tout à fait ce que nous imaginons qu'il soit quand on le mesurer à travers une lentille de l'auto-importance humaine. "

Timothy H. Goldsmith

"Ce qui est essentiel est invisible à l'œil."

Antoine de Saint-Exupéry

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

Je suis à la dérive-flottant pouces juste au-dessus de la surface d'un blanc éblouissant de la Station spatiale internationale (ISS). Ce terrain de jeux brillante appelle à moi, me connecter à une sensation de découverte durant l'enfance, après la construction de mon premier fort - un endroit où je pouvais garder mes projets top-secret en toute sécurité, un endroit où j'ai pu observer le reste du monde comme un étranger. Il suffit d'être ici dilate mes terminaisons nerveuses et augmente mes sens. Dans le fond il ya des tourbillons invisibles de la résistance et mes picote la peau avec une sensation constante. Quand je regarde la structure devant moi, il est impossible de dire si je me déplace ou qu'il se déplace. Tout ce qui existe de la motion entre nous est relationnelle, pas d'autre sens survit. Une autre poignée jaune vient à portée de main. Je tends la main et doucement tirer sur elle pour rediriger mon cours. Je peux sentir le cylindre qui s'échappait tourner sous moi juste au bon moment. Je dois me rappeler de respirer.

Je continue glissant lentement d'une poignée à l'autre comme si je jouais à la strophe d'une symphonie éloquent. Bras dessus bras je déplacer sur cette surface que la musique dans ma tête construit vers son apogée. Bien que je regarde ce mouvement vaisseau spatial en dessous de moi, je soupçonne qu'un observateur me décrivent comme un petit bug qui entoure la branche d'un arbre. C'est, si elles acceptaient de comparer l'un des projets de l'histoire de la construction les plus impressionnants de la branche d'un arbre.

Au milieu de cette strophe J'entends les voix craquante de contrôle de la mission sur mon téléphone osseuse. Ils sont détaillant les unités remplaçables sur orbite (ORU) la procédure que les spécialistes de mission se frayer un chemin à partir de l'adaptateur pressurisé (PMA). Un de ces astronautes est le père de mon partenaire de plongée.

Après avoir terminé notre NASA nitrox certification, Brad et je m'engage à notre première mission. Mon cœur qui bat sans cesse exprimer la taille d'un accord c'est pour moi. Même l'accès au pont au-dessus est strictement limité, mais maintenant, comme des pistes de vol officielles, nous flottons avec des astronautes autour de l'ISS avec un projet de notre propre. La sensation est grisante.

Cette expérience a eu lieu à l'intérieur de la plus grande du monde piscine couverte (202 pieds de long, 101 pieds de large, et 40 pieds de profondeur) connu sous le nom Neutral Buoyancy Laboratory (NBL). Il s'agit d'un satellite au Centre spatial Johnson (JSC) à Houston, au Texas. La piscine abrite l'échelle exacte des maquettes de l'ISS, le télescope spatial Hubble (HST), et la navette spatiale Cargo Bay, qui sont utilisés pour simuler la mission d'Eva («sorties dans l'espace des activités extravéhiculaires ou).

Lorsque la NBL a été construit à l'origine, la NASA a eu quelques difficultés se procurer les allocations d'eau appropriés pour cela. Par conséquent, il a fallu plus d'un mois pour remplir la piscine en utilisant uniquement un tuyau d'arrosage. Maintenant tout le volume, avec ses produits chimiques soigneusement équilibrés, est filtré tous les vingt-quatre heures.

Comme les astronautes continuent leur Brad simulation et je commence notre tâche. Notre «cow-boy autour» - qui est ce qu'il est appelé quand une EVA est réalisée sans une attache - ce n'est pas seulement une tentative pour répondre à un rêve d'enfance, nous sommes photographier plusieurs des composants de l'ISS externes et de son profil général d'un catalogue nous sommes composer. L'ISS est reconfiguré tous les jours pour reproduire le stade de la construction que chaque équipage de simulation seront confrontés dans l'espace. Photos des étapes intermédiaires sera une référence utile. Le bénévolat pour cette tâche nous a donné une bonne excuse pour entrer dans la piscine tous les jours.

Je suis porteur d'un volumineux appareil numérique sous-marine et de prendre des photos de ce monstre d'inspiration car il flotte sous / au-dessus de moi. Lorsque la carte mémoire est presque saturée, je remettre l'appareil photo de Brad et de commencer à explorer. Il faut de l'imagination étonnamment peu de prétendre que je suis effectivement dans l'espace. Tout est à flottabilité neutre - flotter juste au sujet de. La soute de la navette spatiale est visible au loin, et quand les conversations avec cessez-le contrôle de la mission, un silence étrange qui m'entoure. Les couleurs sont différentes aussi - pas tout à fait comme ils le seraient dans l'espace, mais assez différent pour susciter un sentiment de l'inconnu. C'est un sentiment qui se déverse sur mon corps et passe à travers moi.

Soudain, je me souviens de mes rêves d'être dans l'espace et je suis envahi par le désir de découvrir ce qui se sent comme si à la dérive dans les cieux sans la possibilité de les récupérer. Sachant que je ne porte pas une attache (et en me laissant croire que je suis dans l'espace au lieu d'une piscine), je saisir une autre poignée saillante jaune et d'accélérer vers le bord du laboratoire cylindrique. Je vois la structure se déplacent massivement sous moi. Poignée à manipuler, je tirer et pousser. Puis, comme je l'ai lancer le bord de la structure, je me tourne et regarder la dérive d'attache de plus en plus loin.

C'est quand il m'a frappé. C'est alors que j'ai très bien compris ce que cela signifie de dire que la vitesse est entièrement relationnelle. Je m'étais attendu à l'expérience de ce que c'était que d'être à la dérive loin de l'ISS à ma fin inévitable, mais au lieu j'ai été témoin de l'ISS à la dérive loin de moi. Ce fut quelque peu surprenant. Pour une raison quelconque, chaque fois que je l'avais imaginé ce que cette expérience serait comme je l'avais visualisé à partir du cadre de référence de l'ISS. Maintenant, je le voyais à travers mes propres yeux - de mon cadre de référence propre. L'expérience profondément enraciné mon intuition dans le principe fondamental de la physique qui nous dit que tous les référentiels inertiels sont sur un pied d'égalité - que d'une image constante de vitesse de référence est tout aussi valable que n'importe quel autre.

Galileo Galilei connecté à ce principe à l'intérieur de la cabine d'un navire. [1] Einstein de la gare de Berne, en Suisse à raconter sa connexion. J'avais appris de leurs points de vue et a complètement accepté le principe de référentiels inertiels comme une vérité fondamentale. Mais jusqu'à ce que j'ai réellement vu la dérive de l'ISS au-delà de ma portée, mon intuition ne l'avait pas absorbée. Je n'avais pas saisi les énigmes qui viennent avec cette vérité. Je n'avais pas lutté avec les mystères qui entourent cette propriété simple de l'espace-temps. Je n'avais jamais demandé pourquoi il est que tous les référentiels inertiels sont égaux. Cette question simple se révèle être un très profond.

Les plus grands mystères du royaume physique ne sont que des échos de notre ignorance de l'espace et le temps. Bien qu'ils sous-tendent toutes nos expériences et de former la métrique de la nature très, espace et le temps sont restés si clandestin que nous n'avons même pas été en mesure de les définir définitivement. Cette compréhension nébuleuse ne fera plus.

Il est temps pour nous de la couronne de notre recherche d'une essence plus profonde, d'ouvrir les portes d'un monde merveilleux qui nous est accessible que par la puissance de l'imagination scientifique, d'apprendre à voir ce qui est invisible à l'œil. Pour ce faire, nous devons nous concentrer sur le noyau de même de notre ignorance. Nous devons reconnaître la racine de notre confusion et se débattent avec des questions qui reflètent la racine.

Ce n'est pas une chose facile à faire, en fait, il est extrêmement difficile. Le brillant physicien Kip Thorne a médité sur ce problème et a pu utiliser un superbe exemple de pourquoi il est si difficile pour nous. Il note que Hendrik Lorentz et Henri Poincaré à la fois riche d'enseignements qui auraient pu facilement les ont amenés à découvrir une nouvelle vision d'Einstein, mais aucun d'eux a pris cette dernière étape. Pourquoi? La réponse, selon Thorne, c'est que les deux hommes "ont été à tâtons vers la même révision de nos notions d'espace et de temps comme Einstein, mais ils ont été à tâtons à travers un brouillard d'idées fausses sur eux imposé par la physique newtonienne."

Einstein en revanche été en mesure de rabattre les idées fausses newtonienne. Sa volonté de commencer son enquête à partir de zéro, si oui ou non cela signifiait la destruction des fondements de la physique newtonienne, "l'a conduit, avec une clarté de pensée que d'autres pourraient ne pas correspondre à sa description de l'espace et le temps." [2]

La leçon ici est que si nous sommes sérieux au sujet de questionnement des choses, nous devons remettre en question les fondements même de structure qui se trouvent sous nos hypothèses. Nous devons être prêts à reconstruire le système métrique ensemble de la réalité physique - devraient notre enquête l'exigent. C'est alors seulement que nous pourrons atteindre dans les profondeurs de notre ignorance. Ce n'est qu'à partir de cet état d'esprit que nous pouvons vraiment commencer un nouveau voyage.

Dans cet esprit, nous allons poser les questions les plus fondamentales que nous pouvons - questions au sujet de la métrique de l'espace-temps. Qu'est-ce que l'espace? Quel est le temps? Ces questions semblent être tout à fait embryonnaire, et il semble que les réponses doivent être tout à fait évident, mais ils ne sont pas. Des solutions à ces questions hypothétiques sont venus à représenter les pièces maîtresses d'un royaume encore au-delà de notre expérience et l'imagination. Beaucoup de gens pensent que, dans le but de découvrir ce royaume, il est essentiel pour nous de résoudre le débat sur l'essence de l'espace et le temps. Si nous y parvenons, nous aurons sûrement ouvrir une nouvelle porte pour le voyage qui a façonné notre histoire intellectuelle.

Newton, qui fut l'un des capitaines les plus influents sur cette quête, le fer de lance de notre voyage sous la direction de cet espace et le temps sont réels - qu'ils sont des entités physiques. Mais après Newton a pris sa retraite de son commandement, Mach inversé notre cours en insistant pour que l'espace et le temps ne sont pas de véritables entités physiques à tous. Plus tard, Einstein nous a redirigé vers une rubrique entièrement nouvelle en redéfinissant ce que nous entendons par espace et le temps. En vertu de cette nouvelle orientation nous sommes entrés dans les eaux qui n'avaient jamais été cartographiés. Pendant un certain temps, le rêve de découvrir un riche carte remplie de nos voiles. Mais cet optimisme n'a pas duré longtemps. Après quelques années d'Einstein quitte à contrecœur son commandement aux caprices tyranniques de la mécanique quantique. A partir de ce point sur nous avons été au hasard changer de cap, nauseously vacillante d'une rubrique à l'autre à chaque instant nouvelle.

Le vent souffle toujours, mais nos voiles rarement le capturer. Il est devenu de plus en plus évident que nous sommes perdus au milieu d'un océan déroutant, tournait autour d'une ancre lourde.

Il est temps pour nous de soulever ce point d'ancrage. Il est temps pour nous de rétablir une rubrique sur notre quête intellectuelle, et à utiliser notre pleine voile pour nous propulser vers notre destination précieux. Pour ce faire, nous avons besoin de comprendre où nous sommes et comment nous sommes arrivés ici. Nous avons besoin de tracer les idées qui nous ont guidés à ce point, et puis nous avons besoin de savoir quelles sont les hypothèses de ces idées sont basées sur. Après nous avons fait cela, nous allons nous préoccuper de trouver un moyen de surmonter les limitations inhérentes aux cartes qui tombent de ces hypothèses. C'est par ce processus que nous allons apprendre comment choisir une nouvelle direction, couper nos voiles, et la récupération du vent. Ici nous allons.