211service.com
Kosmosa apbūve Bezgalīgajā koridorā
Kā MIT bezgalīgās saules sistēmas displejs nolaiž Visumu uz Zemi. 2019. gada 24. oktobris
Students, kas stāv gaitenī, skatās uz planētu modeļiem un informatīvajām plāksnēm uz sienas Jūlija Dāvida
Dažreiz skaitļi traucē mūsu izpratnei. Lai gan tas varētu šķist dīvains MIT profesora apgalvojums, esmu pārliecināts, ka tā ir patiesība, it īpaši, ja runa ir par kosmosa plašajiem izmēriem vai atomu nanodimensiju. Šķiet, ka mūsu cilvēka smadzenes ir vispiemērotākās, lai aptvertu, kādus attālumus mednieks-vācējs varētu nobraukt vienas dienas vai dažu nedēļu laikā. Zvaigžņotas nakts debesis izskatās kā gaismas punkti, kas iegravēti uz kristāla sfēras, un ar aci nav iespējams noteikt, cik augstu ir mēness vai cik tālu atrodas saule. Bet nejūties slikti. Lai aprakstītu mūsu Visuma darbību un izcelsmi, senie grieķi un tādi cilvēki kā Koperniks, Galilejs, Keplers, Ņūtons, Einšteins, Levits, Habls, Hokings, Guts un Rubīns prasīja gadsimtiem ilgas grūtības. Par laimi mūsu absolventiem un viņu karjerai šis uzdevums nebūt nav pabeigts.
Kad mūsu cilvēciskais mērogs mūs pieviļ, mēs slēpjamies aiz skaitļiem. Mēs izmantojam zinātnisko apzīmējumu kā zobenu, kas neļauj mums atzīt savu neatbilstību. Kurš no mums var konceptualizēt 6,02 × 1023 ūdens molekulas kafijas malkā? Bet astronomiem ir vēl sliktāk. Viņiem ir jātiek galā ar neizdibināmām vienībām, kas ietver gan telpu, gan laiku gaismas gadu formā — bieži vien ar pilnu kafijas tasi rokās. Šķiet mierinoši teikt, ka tuvākā zvaigzne atrodas tikai 4,2 gaismas gadu attālumā, jo tas maskē faktu, ka mēs patiešām runājam par 3,9 × 1013 kilometriem. Bet tiek uzskatīts, ka viss novērojamais Visums aptver 93 miljardus gaismas gadu jeb neaptveramu Avogadro līdzīgu 8,8 × 1023 km.
Kā profesionāls astronoms es jau sen atzinos, ka esmu cilvēks, nolemjot pieturēties pie mūsu omulīgās Saules sistēmas, kur attālumus mēra gaismas minūtēs (8,3 minūtes gaismai, lai gaisma nokļūtu no saules uz Zemi) un gaismas stundās (apmēram piecās). no saules līdz pundurplanētai Plutonam).
Profesors Ričards Binzels Boston Globe/Getty attēli
Savā pirmajā mācību gadā, mācot ievada planētu zinātni (12.400, Saules sistēma), es vēlējos saviem studentiem sniegt patiesu kosmosa mēroga sajūtu. Tādējādi gadu desmitiem esmu uzdevis vienkāršu jautājumu kā problēmu kopu Nr. 1:
Ja mūsu Saules sistēmas laidums no Saules līdz Plutonam tiek mērogots līdz Bezgalīgā koridora garumam, cik liela ir Saule un cik tālu atrodas Zeme?
Pirms turpināt tālāk, nedaudz padomājiet par šo jautājumu. Cik laba ir tava intuīcija?
Katru semestri ir bijis gandarījums, redzot skolēnu sejās izbrīnu, ka matemātika atklāj, ka Saule ir golfa bumbiņas lielumā, un Zeme atrodas tikai piecu metru (16 pēdu) attālumā. (Pazemīgs, ņemot vērā to, ka Bezgalīgā koridora kopējais garums ir 200 metri.) Kad mēs saprotam, ka projekta Apollo varonīgie sasniegumi mūs noveda tikai puscollas (!) attālumā no Zemes, lai sasniegtu Mēnesi, tas ir biedējošais izaicinājums cilvēku nosūtīšanai. uz Marsu (tuvākajā trīs metru attālumā) kļūst skaidrs.
Ne tik smalki, es esmu ierosinājis katra gada klasei, kāds būtu debešķīgi vienas nakts uzlauzums, ja patiešām izveidotu šādu mēroga modeli. Tā kā man nebija neviena ņēmēja, es beidzot ķēros pie tā, lai pats to slepeni iezīmētu ar garu mērlenti un zilām krīta zīmēm gar 7., 3., 10., 4. un 8. ēkas grīdas apšuvumu. Stāvot tur un uztveram visu mūsu Saules sistēmu. klusais (4:00) Bezgalīgā koridora plašums bija tikpat grandiozs kā Eureka! mirklis kā jebkurā manā zinātniskajā karjerā: es sapratu, ka esmu iekļuvis neticamā pedagoģiskā rīkā visu vecumu bērniem.
Neskatoties uz manu entuziasmu, izrādījās vieglāk pateikt, nekā izdarīt, lai izskaidrotu, kā māksliniecisku planētu attēlojumu var apvienot ar MIT galveno ēku arhitektūru, lai kļūtu par zinātnes mācību instrumentu. Bet galu galā ar Maika Sipsera un Zinātņu skolas dekāna un dekāna asistentes Heteras Viljamsas atbalstu, kā arī vecākā universitātes pilsētiņas plānotāja Toda Robinsona un Linkolna laboratorijas planētu modelēšanas guru Artūra Lū, instalācija atdzīvojās. Piemērotā veidā mēs atklājām izstādi 2018. gada 9. novembrī, lai tas sakristu ar pagājušā gada rudens MIThendžu — parādību, kas notiek reizi divos gados, kad Visums sakrīt ar Institūtu, rietošajai saulei spīdot gar koridoru. Tas kosmiskais efekts visspilgtāk izpaužas trešajā stāvā, tāpēc ekspozīciju iekārtojām tur.
Saules sistēmas mēroga modelī nav nekā jauna. Jūs to varat atrast Bostonas Zinātnes muzejā un Nacionālajā tirdzniecības centrā. Tomēr šie modeļi ir pilsētas mērogā, un tiem ir nepieciešamas īpašas pūles. Mērogs bezgalīgajā koridorā darbojas īpaši labi, jo tā ir pazīstama telpa, ko abos galos skaidri ierobežo logi. Neatkarīgi no tā, kur atrodaties savā izpētē, skatiens katrā virzienā sniedz kontekstu par to, cik tālu esat nonācis un kas vēl ir jādara. Turklāt pilnam ceļojumam ir nepieciešamas tikai dažas minūtes, kas ir ierobežotas, un tas ir ierobežots resurss mums visiem mūsu pārlieku saistītajā dzīvē.
Es ceru, ka katrs MIT kopienas dalībnieks vismaz vienu reizi dosies kontemplatīvajā ceļojumā lejup pa Infinite trešo stāvu, sākot no 7. vestibila līdz 8. ēkai. Bezgalīgās Saules sistēmas mēroga samazināšana, izmantojot dalītāju 30 miljardu (3 × 1010) ), samazina gaismas ātrumu līdz gliemeža tempam vienam centimetram sekundē. Normāls pastaigas temps no saules līdz Plutonam (piecās minūtēs, nevis piecās stundās) sniedz novērotājiem iespēju visas dzīves garumā apsteigt gaismu un izjust velku ātruma saviļņojumu.
Skatoties uz sauli no Plutona un ņemot vērā Zemes izmēru un sevi kā nano plankumus uz tās, ir pazemojoši. Piemēram, navigācijas precizitāte, kas nepieciešama, lai NASA New Horizons kosmosa kuģis sasniegtu mērķi 2015. gada pārlidojumam Plutonam (šajā mērogā) bija smalkāks par cilvēka matu. Mūsu vistālāk esošais radījums Voyager 1 ir atstājis mūsu Saules sistēmu un šobrīd mērogā pārsniedz 300 līmeņu atzīmi ceļā uz Back Bay dziļo telpu. Ja mēs vēl vairāk pavērsim skatienu, tuvākā zvaigzne Proxima Centauri atrodas tikai tādā attālumā no Čikāgas šajā mērogā — tas ir iespējams attālums, kas jāšķērso, ja ņem vērā mūsu agrīno cilvēku senču migrācijas kontinenta garumā. Šīs aizvēsturiskās migrācijas bija zinātkāres un izdzīvošanas odiseja, tāpat kā kādreiz varētu būt mūsu ceļojums uz zvaigznēm. Daudz kas jāapsver, dodoties pastaigā uz pusdienām pa Bezgalīgo koridoru.
Ričards P. Binzels ir gan planetārās zinātnes, gan kosmosa inženierijas profesors un MacVicar fakultātes stipendiāts. Viņš izgudroja Torino skalu, kas klasificē Zemei tuvu esošo objektu trieciena bīstamību, un 20 gadus strādāja kā zinātnes komandas loceklis NASA New Horizons misijā uz Plutonu. Asteroīds numurs 2873 nes viņa vārdu.