Capítulo 2

Seção 1: Repensando O Espaço eo Tempo Mais uma vez

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

Timothy H. Goldsmith

"O essencial é invisível aos olhos."

Antoine de Saint-Exupéry

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

Estou à deriva, flutuando centímetros acima da superfície branca deslumbrante da Estação Espacial Internacional (ISS). Este playground brilhante chama por mim, para me ligar 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 um outsider. Basta estar aqui dilata as terminações nervosas e aumenta os meus sentidos. No fundo há redemoinhos invisíveis de resistência e formigamentos minha pele com uma agitação constante. Ao olhar para a estrutura antes de mim, é impossível dizer se estou em movimento ou está se movendo. Tudo o que existe do movimento entre nós é relacional, nenhum outro significado sobrevive. Outra alça amarela vem ao nosso alcance. Estendo a minha mão e gentilmente puxe-o para redirecionar o meu curso. Eu posso sentir o cilindro billowing rodar abaixo de mim na hora certa. Eu tenho que me lembrar de respirar.

Eu continuo deslizando lentamente de um identificador para o próximo 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 constrói em direção ao seu apogeu. Embora eu estou vendo esse movimento nave espacial abaixo de mim, eu suspeito que um espectador poderia me descrever como um pequeno erro que rodeia o galho de uma árvore. Isto é, se eles se permitiram comparar um dos projetos da história de construção mais impressionantes para o ramo de uma árvore.

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

Depois de completar a nossa 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. Mesmo o acesso ao pavimento superior é bem restrito, mas agora, como pistas de vôo oficiais, estamos flutuando com astronautas ao redor da ISS com um projeto nosso. A sensação é emocionante.

Esta experiência aconteceu dentro maior piscina do mundo interior (202 metros de comprimento, 101 pés 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 abriga escala exata mock-ups do ISS, o Hubble Space Telescope (HST), eo Space Shuttle Cargo Bay, que são usados ​​para simular missão EVA ("passeios espaciais de Atividades Extra Veicular).

Quando a NBL foi construída originalmente, a NASA teve algumas dificuldades em celebrar contratos de alocação de água adequados para isso. Consequentemente, demorou mais de um mês para encher a piscina usando apenas uma mangueira de jardim. Agora, o volume inteiro, juntamente com os seus produtos químicos cuidadosamente equilibradas, é filtrada a cada vinte e quatro horas.

Como os astronautas continuam a sua simulação de Brad e eu começamos a nossa tarefa. Nosso 'cowboying volta' - que é o que é chamado quando um EVA é realizada sem uma corrente - não é apenas uma tentativa de cumprir um sonho de infância, estamos fotografando vários dos componentes da ISS externas e seu perfil geral de um catálogo somos compor. A ISS é reconfigurado diária para replicar a fase de construção que cada grupo de simulação irá encontrar no espaço. Fotos dos estágios intermediários 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 digital e tirando fotos de este gigante inspirador como ele flutua abaixo / acima de mim. Quando o cartão de memória está quase saturado eu entregar a câmera para Brad e começar a explorar. É preciso imaginação surpreendentemente pouco para fingir que estou realmente no espaço. Tudo é de flutuação neutra - apenas flutuando sobre. O compartimento de carga do ônibus espacial é visível ao longe, e quando as conversas com cessar Controle da Missão, um estranho silêncio que me rodeia. As cores são muito diferentes - 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 ser no espaço e estou superado com o desejo de descobrir o que se sente ao ser drifting fora para o céu sem a possibilidade de recuperação. Sabendo que eu não estou usando uma corda (e permitindo-me a acreditar que eu estou no espaço em vez de uma piscina), eu agarrar uma outra alça saliente amarelo e acelerar em direção à borda do laboratório cilíndrico. Eu vejo o movimento enorme estrutura embaixo de mim. Identificador para lidar com eu puxar e empurrar. Então, como eu lançar para fora da borda da estrutura, volto-me e assistir deriva base de casa cada vez 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 surpreendente. Por alguma razão, toda vez que eu tinha imaginado que esta experiência seria como eu tinha visualizado a partir do referencial 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 no interior da cabine de um navio. [1] Einstein usou a estação de trem em Berna, Suíça, para relacionar a sua conexão com ele. Eu tinha aprendido a partir de suas percepções e estava completamente aceita o princípio de referenciais inerciais como uma verdade fundamental. Mas até que eu realmente vi a deriva ISS além do meu alcance, a minha intuição não tinha absorvido ele. Eu não tinha percebido os 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. Essa simples pergunta acaba por ser muito profunda.

Os maiores mistérios do mundo físico são apenas ecos de nossa ignorância de espaço e tempo. Embora eles fundamentam todas as nossas experiências e formar a métrica da Natureza, espaço e tempo têm permanecido tão clandestino que nem sequer foi capaz de defini-los definitivamente. Esse entendimento nebuloso deixará de 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 apenas 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 questões 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 era 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 os levaram 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 "estavam 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 impingidas sobre eles pela física newtoniana."

Einstein por outro lado era 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 a questionar as coisas, é preciso questionar até mesmo as bases estruturais que se encontram debaixo de nossas suposições. Precisamos estar dispostos a reconstruir a métrica todo da realidade física - deve ser a nossa investigação o exigirem. Só então podemos penetrar nas profundezas de nossa ignorância. Somente a partir deste estado de espírito podemos verdadeiramente 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 questões parecem ser inteiramente embrionário, e parece que as respostas deve ser prontamente evidente, mas não estão. Hipotéticas soluções para essas questões passaram a representar as peças centrais 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, nós certamente abrir uma nova porta para a jornada que marcou a nossa história intelectual.

Newton, que era 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 o seu comando, Mach revertida nosso curso, insistindo que o espaço eo tempo não são entidades físicas reais em tudo. Mais tarde, Einstein redirecionou-nos a uma posição completamente nova, redefinindo o que entendemos por espaço e tempo. Sob essa nova direção que entraram em águas que nunca antes tinha sido mapeados. 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. Desse ponto em diante foram aleatoriamente mudar de rumo, nauseously bruxuleante de uma posição para a próxima 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 ao redor de uma âncora pesada.

É hora de levantar a âncora. É hora de restabelecer um título em nossa busca intelectual, e usar a nossa vela cheia para impulsionar-nos em direção ao nosso destino precioso. Para 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 ter feito isso, vamos nos preocupar em encontrar uma maneira de superar as limitações inerentes aos mapas que saem desses pressupostos. É por esse processo que vamos aprender como escolher uma nova direção, aparar nossas velas, e recapturar o vento. Aqui vamos nós.