Kapitel 2

Avsnitt 1: Rethinking Space och om igen

"Vi är så låsta i en värld av våra egna sinnen att även om vi lätt förstå och frukta en synförlust, kan vi inte trolla en bild av en visuell värld bortom vår egen. Det är ödmjuka att inse att evolutionärt perfektion är ett testamente-o'-the-WISP och att världen inte är riktigt vad vi tror att det är när vi mäter det genom en lins av mänsklig självtillräcklighet. "

Timothy H. Goldsmith

"Det väsentliga är osynligt för ögat."

Antoine de Saint-Exupéry

Neutral flytkraft Laboratory, NASA: s Johnson Space Center, Houston, Texas.

Jag driver-flyter precis inches ovanför bländande vita ytan av den internationella rymdstationen (ISS). Denna lysande lekplats samtal till mig, ansluta mig till en känsla upptäcktes under barndomen efter att bygga min första fästning - en plats där jag kunde hålla mina topphemliga projekt säker, en plats där jag kunde observera resten av världen som en outsider. Att bara vara här vidgar mina nervändar och ökar mina sinnen. I bakgrunden finns osynliga virvlar av motstånd och mina pirrar huden med en konstant uppmärksamhet. När jag tittar på den struktur framför mig är det omöjligt att säga om jag flyttar eller den rör sig. Allt som finns i rörelsen mellan oss är relationell, överlever ingen annan mening. En annan gula handtaget kommer inom räckhåll. Jag förlänga min hand och försiktigt dra i den för att omdirigera min kurs. Jag kan känna det böljande cylindern roterar under mig rätt på kö. Jag måste påminna mig själv att andas.

Jag fortsätter gled långsamt från ett handtag till nästa som om jag spelade ut strofen av en vältalig symfoni. Armen över armen flyttar jag över denna yta som musiken i mitt huvud bygger mot sin höjdpunkt. Även om jag ser detta drag rymdskepp under mig, misstänker jag att en åskådare skulle beskriva mig som en liten bugg som omger en trädgren. Det vill säga, om de lät sig att jämföra ett av historiens mest imponerande byggprojekt till en trädgren.

I mitten av denna stanza Jag hör knastrig röster Mission kontroll över mitt ben telefon. De med uppgifter om Orbital Replacement Unit (ORU) förfarande som de Mission Specialist ta sig från den trycksatta parning Adapter (PMA). En av dessa astronauter är min dyk partner far.

Efter att ha avslutat vår NASA nitrox certifiering, Brad och jag åtar vårt första uppdrag. Min slå hjärta ständigt uttrycker hur stor grej det här är för mig. Jämn tillgång till däcket ovan tätt begränsad, men nu som Official Flight leder, vi flyter med astronauter runt ISS med ett projekt av vår egen. Den känslan är entusiasmerande.

Denna erfarenhet skedde inne i världens största simhall (202 fot lång, 101 meter bred och 40 meter djup) kallas neutral flytkraft Laboratory (NBL). Det är en satellit till NASA: s Johnson Space Center (JSC) i Houston, Texas. Poolen hyser exakt skala modeller av ISS, Hubble Space Telescope (HST) och rymdfärjan Cargo Bay, som används för att simulera uppdrag Evas (Extra Vehicular Aktiviteter eller 'rymdpromenader ").

När NBL ursprungligen byggdes, hade NASA vissa svårigheter upphandlande lämpliga vatten anslag för det. Därför tog det över en månad för att fylla poolen med endast en trädgårdsslang. Nu hela volymen, tillsammans med dess noggrant balanserade kemikalier, filtreras vart tjugofyra timmar.

Som astronauterna fortsätter sin simulering Brad och jag börjar vår uppgift. Vår "cowboying runt" - vilket är vad det kallas när en EVA utförs utan tjuder - är inte bara ett försök att uppfylla en barndomsdröm, vi fotograferar flera av de externa ISS komponenterna och dess allmänna profil för en katalog vi komponerande. ISS är omkonfigureras dagligen för att replikera stadiet av konstruktionen att varje simulering besättningen kommer att möta i rymden. Bilder på de mellanliggande stegen kommer att vara en användbar referens. Volontärarbete för denna uppgift gav oss en bra ursäkt att komma in i poolen varje dag.

Jag bär en klumpig undervattens digitalkamera och knäppa bilder på denna inspirerande Behemoth som flyter under / över mig. När minneskortet är nästan mättad jag lämna kameran till Brad och börja utforska. Det tar förvånansvärt lite fantasi för att låtsas att jag är faktiskt i rymden. Allt är neutral flytkraft - bara flöt omkring. Lasten Bay of Space Shuttle syns långt borta, och när samtalen med markkontrollen upphör, omger en spöklik tystnad mig. Färgerna är olika också - inte riktigt som de skulle vara i rymden, men olika nog för att utlösa en känsla av det okända. Det är en känsla som väller över min kropp och passerar rakt igenom mig.

Plötsligt minns jag mina drömmar om att vara i rymden och jag komma med en önskan att upptäcka vad händer om känns att vara drivande ut i himlen utan möjlighet att återvinna. Att veta att jag inte bär en tjuder (och tillåta mig själv att tro att jag är i rymden istället för en pool), greppa jag en annan utskjutande gult handtag och påskynda mot kanten av den cylindriska laboratoriet. Jag ser den massiva strukturen flytten under mig. Handtag för att hantera jag drar och tryck. Sedan, när jag startar utanför kanten av struktur, vänder jag mig och titta på drift hemmabas längre och längre bort.

Det är då det slog mig. Det är då jag verkligen förstått vad det innebär att säga att hastigheten är helt relationell. Jag hade väntat att få uppleva hur det var att driver bort från ISS till min oundvikliga slutet, men istället bevittnade jag ISS driver bort från mig. Detta var något överraskande. Av någon anledning föreställde varje gång jag hade vad denna erfarenhet skulle vara som jag hade visualiserat det från referensramen av ISS. Nu har jag såg den genom mina egna ögon - från min egen referensram. Erfarenheterna djupt rotad min intuition i den grundläggande principen i fysiken som säger att alla tröga ramar är på lika villkor - att man konstant hastighet referensram är lika giltig som alla andra.

Galileo Galilei är ansluten till denna princip inne i kabinen på ett fartyg. [1] Einstein använde tågstationen i Bern, Schweiz att relatera hans koppling till den. Jag hade lärt sig av sina insikter och hade helt accepterat principen om tröga ramar som en grundläggande sanning. Men tills jag faktiskt såg ISS drift bortom min räckvidd, hade min intuition absorberat det inte. Jag hade inte förstått gåtor som kommer med denna sanning. Jag hade inte brottats med de mysterier som omger denna enkla egenskap hos rumtiden. Jag hade aldrig frågat varför det är att alla tröga ramar är lika. Denna enkla fråga visar sig vara en mycket djupgående.

De största mysterier den fysiska världen är, men ekon av vår okunnighet om tid och rum. Även om de ligger bakom alla våra erfarenheter och bilda den mycket metriska av naturen, har tid och förblev så hemlig att vi inte ens kunnat definitivt definiera dem. Detta oklar förståelse kommer inte längre göra.

Det är dags för oss att kronan vårt sökande efter en djupare grund och botten att öppna dörrarna till en underbar värld som är tillgänglig för oss endast i kraft av vetenskapliga fantasi, att lära sig att se vad som är osynligt för ögat. För att kunna göra detta måste vi fokusera på själva kärnan i vår okunnighet. Vi måste erkänna roten till vår förvirring och brottas med frågor som återspeglar den roten.

Detta är inte en lätt sak att göra, i själva verket är det extremt svårt. Den lysande fysikern Kip Thorne funderat detta problem och kunde använda ett utmärkt exempel på varför det är så svårt för oss. Han konstaterar att Hendrik Lorentz och Henri Poincaré både fram värdefulla insikter som kunde lätt ha lett dem att upptäcka Einsteins nya vision, men ingen av dem tog det sista steget. Varför? Svaret, enligt Thorne, är att både män "var trevande mot samma översyn av våra föreställningar om tid och rum som Einstein, men de famlande genom en dimma av missuppfattningar pådyvlas dem genom Newtons fysik."

Einstein däremot kunde kasta av Newtons missuppfattningar. Hans vilja att börja sin utredning från början, oavsett om det betydde att förstöra grunden för Newtons fysik ", ledde honom med en klarhet i tanken som andra inte kunde matcha, till hans ny beskrivning av tid och rum." [2]

Lärdomen här är att om vi menar allvar med att ifrågasätta saker, måste vi ifrågasätta även de strukturella stiftelser som ligger under våra antaganden. Vi måste vara villiga att bygga hela måttet av fysisk verklighet - ska vår utredning kräver det. Först då kan vi nå in i djupet av vår okunnighet. Bara från detta sinnestillstånd kan vi initiera verkligen en ny resa.

I denna anda, låt oss fråga de mest fundamentala frågorna vi kan - frågor om metriska av rumtiden. Vad är rymden? Vad är tid? Dessa frågor verkar vara helt embryonala, och det verkar som svaren ska vara lätt uppenbart, men de är inte. Hypotetiska lösningar på dessa frågor har kommit att representera centerpieces i en värld fortfarande bortom vår erfarenhet och fantasi. Många tror att för att upptäcka att riket det är viktigt för oss att lösa debatten om essensen av tid och rum. Ska vi uppnå detta kommer vi att öppna säkerligen en ny dörr för resa som har format vår intellektuella historia.

Newton, som var en av de mest inflytelserika kaptenerna på denna strävan i spetsen vår resa under ledning att tid och rum är verkliga - att de är fysiska enheter. Men efter Newton pensionerad hans befallning vände Mach vår kurs genom att insistera på att tid och rum är inte riktiga fysiska enheter alls. Senare Einstein omdirigeras oss till en helt ny rubrik genom att omdefiniera vad vi menar med tid och rum. Under denna nya riktning vi in ​​vatten som aldrig tidigare har kartlagts. För en stund, fyllde drömmen om att upptäcka ett rikare kartan våra segel. Men denna optimism varade inte länge. Efter några korta år Einstein avstod motvilligt hans befallning till tyranniska nycker kvantmekanik. Från den punkt vi har slumpvis ändra kurs, nauseously flimrande från en rubrik till nästa med varje ny ögonblick.

Vinden blåser fortfarande men våra segel sällan fånga den. Det har blivit alltmer uppenbart att vi förlorade i mitten av en förvirrande havet, spinning om en tung ankare.

Det är dags för oss att lyfta som förankrar. Det är dags för oss att återupprätta en rubrik på vår intellektuella strävan och att använda vår fulla segel för att driva oss mot vårt dyrbara destination. För att göra detta behöver vi ta reda på var vi är och hur vi kom hit. Vi måste spåra upp de idéer som har väglett oss till denna punkt, och då måste vi ta reda på vilka antaganden dessa idéer är baserade på. Efter att vi har gjort detta kommer vi bry oss om att hitta ett sätt att övervinna de inneboende begränsningarna i de kartor som faller ur dessa antaganden. Det är genom denna process som vi kommer att lära sig att välja en ny riktning, trimma våra segel, och återta vinden. Nu kör vi.