capitolo 2

Sezione 1: Ripensare Spazio e Time Again

"Siamo così bloccati nel mondo dei nostri sensi che, anche se ben si comprendono e temiamo una perdita della visione, non possiamo evocare l'immagine di un mondo visivo oltre la nostra. E 'umiliante per rendersi conto che la perfezione evolutiva è un fuoco fatuo e che il mondo non è proprio quello che ci immaginiamo che sia quando si misura attraverso una lente di umana presunzione ".

Timothy H. Goldsmith


"L'essenziale è invisibile agli occhi."

Antoine de Saint-Exupéry


Neutral Buoyancy Laboratory, Johnson Space Center della NASA, a Houston, in Texas.

Sto andando alla deriva-galleggiando a pochi pollici sopra la superficie bianca abbagliante della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Questo brillante parco giochi mi chiama, mi connessione a una sensazione di scoperta durante l'infanzia dopo la costruzione del mio primo forte - un posto dove ho potuto mantenere i miei progetti top-secret al sicuro, un posto dove ho potuto osservare il resto del mondo come un outsider. Basta essere qui dilata le mie terminazioni nervose e aumenta i miei sensi. Sullo sfondo ci sono vortici invisibili di resistenza e la mia pelle pizzica con scalpore costante.

Mentre guardo la struttura prima di me è impossibile dire se mi sto muovendo o si sta muovendo. Tutto ciò che esiste del moto tra noi è relazionale, nessun altro significato sopravvive. Un altro manico giallo arriva a portata di mano. Tendo la mano e tirare delicatamente per reindirizzare il mio corso. Posso sentire la rotazione del cilindro svolazzante sotto di me proprio al momento giusto. Devo ricordare a me stesso di respirare.

Continuo a scivolare lentamente da una maniglia per il prossimo come se stessi giocando la strofa di una sinfonia eloquenti. Braccio sopra il braccio mi muovo su questa superficie, come la musica nella mia testa costruisce verso il suo apogeo. Anche se sto guardando questa nave spaziale mossa sotto di me, ho il sospetto che uno spettatore mi avrebbe descritto come un piccolo bug che circonda il ramo di un albero. Cioè, se essi stessi il permesso di confrontare uno dei più imponenti progetti di costruzione della storia al ramo di un albero.

Nel mezzo di questa stanza mi sento le voci crackly di Controllo Missione oltre il mio telefono osso. Sono dettaglio la procedura di Unità Orbital Replacement (ORU) come gli Specialisti di Missione si fanno strada dal Mating Adapter pressurizzata (PMA). Uno di questi astronauti è il padre di mio compagno di immersione.

Dopo aver completato la nostra certificazione Nitrox NASA, Brad e io impegnano la nostra prima missione. Il mio cuore batte continuamente esprimendo quanto grande di un affare questo è per me. Anche l'accesso al ponte superiore è strettamente limitato, ma ora, come i cavi ufficiali di volo, stiamo galleggiando con gli astronauti in tutto il ISS con un progetto tutto nostro. La sensazione è esilarante.

La galleggiabilità Laboratorio Neutral (NBL) contiene piscina coperta più grande al mondo (lunga 202 piedi, larga 101 piedi e 40 piedi di profondità). E 'un satellite di del NASA Johnson Space Center (JSC) di Houston, Texas. Questa piscina ospita scala esatto mock-up della ISS, il Telescopio Spaziale Hubble (HST), e lo Space Shuttle stiva di carico, che vengono utilizzati per simulare la missione di EVA (attività extraveicolari o 'passeggiate spaziali').

Quando la NBL è stato costruito, la NASA ha avuto qualche difficoltà di procurare le dotazioni idriche adeguate per esso. Di conseguenza, ci sono voluti più di un mese per riempire la piscina utilizzando solo un tubo da giardino. Ora l'intero volume, insieme ai suoi prodotti chimici accuratamente equilibrate, viene filtrato ogni ventiquattro ore.

Come gli astronauti continuano il loro Brad simulazione e comincio il nostro compito. Il nostro 'cowboying intorno' - che è quello che viene chiamato quando un EVA viene eseguita senza un filo di collegamento - non è solo un tentativo di realizzare un sogno d'infanzia; stiamo fotografando alcuni dei componenti ISS esterni e il suo profilo generale per un catalogo che stiamo componendo. L'ISS è riconfigurato tutti i giorni per replicare la fase di costruzione che ogni equipaggio simulazione si incontrano nello spazio. Foto di fasi intermedie saranno un utile riferimento. Volontariato per questo compito ci ha dato una buona scusa per entrare in piscina ogni giorno.

Io sto portando una macchina fotografica digitale subacquea ingombrante e scattare foto di questo colosso ispiratore come galleggia sotto / sopra di me. Quando la scheda di memoria è quasi satura consegno la macchina fotografica di Brad e cominciare ad esplorare. Ci vuole sorprendentemente poco immaginazione per far finta che io sono realmente nello spazio. Tutto è galleggiamento neutro - appena galleggianti circa. La stiva di carico dello Space Shuttle è visibile in lontananza, e quando le conversazioni con il Controllo Missione cessate, un silenzio irreale mi circonda. I colori sono troppo diversi - non proprio come lo sarebbero in spazio, ma abbastanza diverso a suscitare una sensazione di familiarità. E 'una sensazione che si riversa su tutto il corpo e passa proprio attraverso di me.

Se non ricordo i miei sogni di essere nello spazio e sono sopraffatto con la voglia di scoprire cosa succede se si sente ad essere alla deriva al largo verso il cielo senza possibilità di recupero. Sapendo che io non indosso un filo di collegamento (e permettendo a me stesso di credere che io sia nello spazio, invece di una piscina), ho presa un'altra maniglia gialla sporgente e accelerare verso il bordo del laboratorio cilindrica. Vedo la mole mossa sotto di me. Ansa ad ansa tiro e spingere. Poi, come mi lancio fuori dal bordo della struttura, mi giro e guardo casa base alla deriva sempre più lontano.

Questo è quando mi ha colpito. In quel momento ho veramente capito che cosa significa dire che la velocità è tutto relazionale. Mi aspettavo di sperimentare ciò che è stato come essere allontanando dalla ISS alla mia inevitabile fine, ma invece ho assistito alla ISS allontanando da me. Questo è stato un po 'sorprendente. Per qualche motivo, ogni volta che aveva immaginato ciò che questa esperienza sarebbe come avevo visualizzato dal sistema di riferimento della ISS. Ora vedevo attraverso i miei occhi - dalla mia struttura di riferimento. L'esperienza profondamente radicata la mia intuizione nel principio fondamentale della fisica che ci dice che tutti i sistemi inerziali sono sullo stesso piano - quello di riferimento velocità costante è altrettanto valida come qualsiasi altro.

Galileo Galilei collegato a questo principio all'interno della cabina di una nave. [1] Einstein alla stazione ferroviaria di Berna, in Svizzera di mettere in relazione il suo collegamento ad esso. Avevo imparato dalle loro intuizioni e aveva completamente accettato il principio di inerziali come una verità fondamentale. Ma fino a quando Ho visto la deriva ISS oltre la mia portata, il mio intuito non era assorbito. Non avevo capito gli enigmi che vengono con questa verità. Non avevo lottato con i misteri che circondano questa semplice struttura dello spazio-tempo. Non avevo mai chiesto perché 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 della vera natura dello spazio e del tempo. Anche se alla base di tutte le nostre esperienze e formano la stessa metrica della natura, lo spazio e il tempo sono rimasto così clandestino che non abbiamo definitivamente li definito. E 'tempo per noi per ottenere sotto questa comprensione nebulosa. E 'tempo per noi di coronare la nostra ricerca di chiarezza ontologica, per aprire la porta di un mondo meraviglioso accessibile a noi con il potere di immaginazione scientifica, e per imparare a vedere ciò che è invisibile agli occhi. Per fare questo dobbiamo concentrarsi sul core della nostra ignoranza. Dobbiamo riconoscere la radice della nostra confusione e lottare con le domande che riflettono quella radice.

E 'tempo per noi di coronare la nostra ricerca di una essenza più profonda, di 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 concentrarsi su il cuore 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 ha utilizzato un superbo esempio che mette in evidenza perché è così difficile per noi. Egli osserva che Hendrik Lorentz e Henri Poincaré sia ​​prodotte preziose che potrebbero avere facilmente portato a scoprire la nuova visione di Einstein, ma nessuno dei due ha preso quel passo finale. Perché? La risposta, secondo Thorne, è che entrambi gli uomini "sono stati tentoni verso la stessa revisione delle nostre nozioni di spazio e tempo, come Einstein, ma erano tentoni attraverso una nebbia di idee sbagliate rifilati su di loro dalla fisica newtoniana." (Thorne 1979)

Einstein invece era in grado di intrecciare idee sbagliate newtoniana. La sua volontà di iniziare la sua indagine da zero, anche se non voleva dire distruggere i fondamenti della fisica newtoniana, "lo ha portato, con una chiarezza di pensiero che altri non potevano corrispondere, alla sua nuova descrizione dello spazio e del tempo". [2]

La lezione è che se vogliamo seriamente mettere in discussione le cose, abbiamo bisogno di mettere in discussione anche le fondamenta strutturali che si trovano sotto le nostre ipotesi. Dobbiamo essere disposti a ricostruire l'intero metrica della realtà fisica - dovrebbe nostra indagine richiedono. Solo allora potremo raggiungere nelle profondità della nostra ignoranza. Solo da questo stato d'animo possiamo veramente continuare con il nostro viaggio.

In questo spirito, chiediamo le domande più fondamentali che possiamo - domande circa la metrica dello spazio-tempo. Che cos'è lo spazio? Che ora è? Queste domande sembrano essere del tutto embrionale, e sembra che le risposte devono essere prontamente evidente, ma non sono. Soluzioni ipotetiche a queste domande sono venuti a rappresentare il centrotavola di un regno ancora di là della nostra esperienza e l'immaginazione. Per svelare quel regno, dobbiamo entrare nel dibattito sulla essenza dello spazio e del tempo.

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 in pensione il suo comando, Mach invertito il nostro corso insistendo sul fatto che lo spazio e il tempo non sono vere e proprie entità fisiche a tutti. Più tardi, Einstein ci reindirizzato a un nuovo titolo, ridefinendo ciò che intendiamo per spazio e tempo. Nell'ambito di questa nuova direzione in cui siamo entrati nelle acque che non era mai stato sulle carte. Per un po ', il sogno di scoprire una mappa più ricco riempito le nostre vele. Ma questo ottimismo non durò a lungo. Dopo pochi anni di Einstein a malincuore rinunciato al suo comando ai capricci tirannici della meccanica quantistica. Da quel momento in poi sono cambiate in modo casuale, naturalmente, nauseously tremolante da una voce all'altra con ogni nuovo momento.

Il vento soffia ancora, ma le nostre vele raramente catturarlo. È diventato sempre più evidente che siamo persi nel bel mezzo di un oceano disorientante, girare su un ancoraggio pesante.

Per raggiungere il nostro obiettivo desiderato dobbiamo sollevare tale ancoraggio, ristabilire un titolo per la nostra ricerca intellettuale, e di utilizzare il nostro vele per spingere noi verso una nuova destinazione. Per fare questo, abbiamo bisogno di capire dove siamo e come ci siamo arrivati. Abbiamo bisogno di tracciare le idee che ci hanno guidato fino a questo punto, e allora dobbiamo scoprire cosa ipotesi quelle idee si basano su. Dopo aver fatto questo, ci occuperemo con scrutando la mappa che cade fuori di tali ipotesi. E 'da questo processo che impareremo a prendere una nuova direzione, tagliare le nostre vele intellettuali, e riconquistare il vento. Andiamo.



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