211service.com
Samling af kosmos i den uendelige korridor
Hvordan MITs Infinite Solar System-skærm bringer universet ned til Jorden. 24. oktober 2019
Studerende står i gangen og ser på modelplaneter og informative plaques på væggen julia david
Nogle gange står tal i vejen for vores forståelse. Selvom det kan virke som en mærkelig udtalelse fra en MIT-professor, er jeg overbevist om, at det er sandt, især når det kommer til de store dimensioner af rummet eller atomernes nanodimensioner. Vores menneskelige hjerner virker bedst egnede til at forstå den slags afstande, som en jæger-samler kan rejse på en dag eller et par uger. En stjerneklar nattehimmel ligner prikker af lys ætset på en krystalkugle, og det er helt umuligt at skelne med øjet, hvor højt månen eller hvor langt solen er. Men føl dig ikke dårlig. Det tog århundreder med trængsler af de gamle grækere og folk som Copernicus, Galileo, Kepler, Newton, Einstein, Leavitt, Hubble, Hawking, Guth og Rubin for at beskrive vores univers' funktion og oprindelse. Heldigvis for vores kandidatstuderende og deres karriere er den opgave langt fra færdig.
Når vores menneskelige skala svigter os, gemmer vi os bag tallene. Vi bruger videnskabelig notation som et sværd, der afholder os fra at skulle indrømme vores utilstrækkelighed. Hvem af os kan konceptualisere de 6,02 × 1023 vandmolekyler i en tår kaffe? Men astronomer har det endnu værre. De skal forholde sig til uoverskuelige enheder, der involverer både rum og tid, i form af lysår – ofte med en fuld kop kaffe i hånden. Det virker trøstende at sige, at den nærmeste stjerne kun er 4,2 lysår væk, da dette skjuler det faktum, at vi virkelig taler om 3,9 × 1013 kilometer. Men hele det observerbare univers menes at spænde over 93 milliarder lysår, eller en uforståelig Avogadro-lignende 8,8 × 1023 km.
Som professionel astronom indrømmede jeg at være menneske for længe siden, da jeg besluttede at holde mig til vores eget hyggelige solsystem, hvor afstande måles i lysminutter (8,3 minutter for lys til at rejse fra solen til Jorden) og lystimer (ca. fem fra solen til dværgplaneten Pluto).
Professor Richard Binzel Boston Globe/Getty billeder
I mit første år med at undervise i introduktion til planetarisk videnskab (12.400, Solsystemet) ønskede jeg at give mine elever en sand fornemmelse af kosmos skala. I årtier har jeg således stillet et simpelt spørgsmål som problemsæt #1:
Hvis spændvidden af vores solsystem fra Solen til Pluto skaleres til længden af Den Uendelige Korridor, hvor stor er Solen, og hvor langt væk er Jorden?
Overvej det spørgsmål et øjeblik, før du fortsætter nedenfor. Hvor god er din intuition?
Der er kommet tilfredsstillelse hvert semester ved at se elevernes forbavselse over, at regnestykket afslører, at solen er på størrelse med en golfbold, med Jorden en lillebitte BB kun fem meter (16 fod) væk. (Ydmygende i betragtning af, at den samlede længde af den uendelige korridor er 200 meter.) Når vi indser, at de heroiske præstationer af Project Apollo fik os kun en halv tomme (!) væk fra Jorden ved at nå månen, den skræmmende udfordring at sende mennesker til Mars (på det nærmeste tre meter væk) bliver klart.
Ikke så subtilt har jeg foreslået hvert års klasse, hvilket himmelsk overnight hack det ville være at opsætte sådan en skalamodel. Da jeg ikke fik nogen, tog jeg til sidst i det skjulte selv at markere det med et langt målebånd og blå kridtmærker langs gulvlisten i bygning 7, 3, 10, 4 og 8. Stå der og optog hele vores solsystem i stille (4 om morgenen) vidden af den uendelige korridor var lige så stor en Eureka! øjeblik som ethvert andet i min videnskabelige karriere: Jeg indså, at jeg var stødt ind i et utroligt pædagogisk værktøj til børn i alle aldre.
På trods af min entusiasme viste det sig lettere sagt end gjort at forklare, hvordan en kunstfærdig afbildning af planeterne kunne kombineres med arkitekturen i MIT-hovedbygningerne for at blive et undervisningsinstrument for naturvidenskab. Men til sidst, med støtte fra Mike Sipser og Heather Williams, dekanen og assisterende dekan for School of Science, og ekspertisen fra senior campusplanlægger Todd Robinson og Lincoln Labs planetmodelleringsguru Arthur Lue, kom installationen til live. Passende nok åbnede vi udstillingen den 9. november 2018 for at falde sammen med sidste efterårs MIThenge, det halvårlige fænomen, hvor universet retter sig efter instituttet, mens den nedgående sol skinner ned langs korridoren. Den kosmiske effekt er mest udtalt på tredje sal, så vi installerede udstillingen der.
Der er intet nyt om en skalamodel af solsystemet. Du kan finde en på Boston Museum of Science og på National Mall. Disse modeller er dog i byskala og kræver en dedikeret indsats at krydse. Skalaen i den uendelige korridor fungerer særligt godt, fordi det er et velkendt rum, der er synligt afgrænset i begge ender af vinduer. Uanset hvor du er i din udforskning, giver et blik hver vej kontekst for, hvor langt du er kommet, og hvad der er tilbage at gå. Hvad mere er, den fulde rejse kræver kun et par minutter af ens opmærksomhed, en begrænset ressource for os alle i vores overforbundne liv.
Mit håb er, at hvert medlem af MIT-fællesskabet mindst én gang vil tage på en kontemplativ rejse ned ad Infinites tredje etage, startende fra Lobby 7 og gennem Bygning 8. Det Infinite Solar Systems skalereduktion ved hjælp af en divisor på 30 milliarder (3 × 1010) ), reducerer lysets hastighed til et sneglefart på en centimeter pr. sekund. Et normalt gangtempo fra solen til Pluto (på fem minutter, ikke fem timer) giver observatører livets chance for at overgå lyset og opleve spændingen ved warp-hastighed.
At stirre mod solen fra Pluto og betragte jordens størrelse og os selv som nano-pletter på den, er ydmygende. Som et eksempel var den navigationspræcision, der krævedes for at NASAs New Horizons-rumfartøj nåede frem til målet for dets 2015 forbiflyvning af Pluto, (på denne skala) finere end et menneskehår. Vores længst slyngede skabning, Voyager 1, har forladt vores solsystem og passerer i øjeblikket 300-soot-mærket på vej til det dybe rum i Back Bay. Hvis vi udvider vores blik endnu længere, er den nærmeste stjerne, Proxima Centauri, kun i afstanden til Chicago på denne skala - en mulig afstand at krydse, når man tænker på de kontinentale migrationer opnået af vores tidlige menneskelige forfædre. Disse forhistoriske migrationer var odysséer af nysgerrighed og overlevelse, ligesom vores rejse til stjernerne en dag kunne være. En hel del at overveje på ens gåtur til frokost ned ad den uendelige korridor.
Richard P. Binzel er professor i både planetarisk videnskab og rumfartsteknik og MacVicar Faculty Fellow. Han opfandt Torino-skalaen, som kategoriserer påvirkningsfaren for objekter nær Jorden, og tjente 20 år som et videnskabsteammedlem af NASAs New Horizons-mission til Pluto. Asteroide nummer 2873 bærer hans navn.