Hvordan sammenligninger hjelper oss å forstå universet / jord

Den andre natten, et par minutter etter klokka 8.30, gikk jeg utenfor og lingered. Omgivelsene var kjent - de ferskt flimrende bodega-tegnene, klossene av mennesker og hunder, mursteinene brenner når solen skråner bare så på sin nedstigning. Himmelen så ikke særlig fremmed, heller - jeg utvider ofte min tur hjem for å glimt verden vasket fargen på en gjørmete pytt, for å stå inne i det blå-mørke mørket som begynner å falle.

Men på denne kvelden var jeg ikke ute for å sole seg i den gyldne timen i Bodega. Jeg prøvde å tilnærme følelsen av høymiddag på Pluto.

Dette sier selvsagt, men: Pluto er ikke Brooklyn. Det er kaldt; det er mørkt; Det er 4,67 milliarder miles unna. Dens forskjeller er legion, og de sterkeste blant dem er vanskelig å selv forestille seg. Uansett hvilket bilde jeg skriker for å fremheve en kropp som er frosset med isbiter, snø driver nedover meg - konseptet med en temperatur glidende til -387 grader Fahrenheit beregner ikke.

Jeg har aldri vært så kaldt. Du har heller ikke det. Men vi har begge sett skumring, eller øyeblikkene like etter det, og det er ikke en dårlig tilnærming til hva Pluto ser ut som sin lyseste. For å hjelpe Earthlings til å forestille seg livet der, har NASA opprettet et nettsted som heter "Pluto Time." Du plugger inn adressen din, og den spytter ut det eksakte øyeblikket, på den spesielle lengdegraden og bredden, at himmelen over deg mest ligner den som er over Pluto . Et hvilket som helst antall andre, tydelig-jordiske opplevelser kan skje for oppmerksomheten din - du kan høre hvesende busser eller lukte kjøttlaging på en gatenavn - men visuelt har du en proxy for vår fjernsynte sol nabo.

Plassen er stor og fremmed. Det er et grunnlag for sin romantikk, men det er også en kognitiv hindring for alle som prøver å pakke hodet rundt sine rekkevidde. "Problemet vi normalt har med plass er, hvis vi prøver å forstå noe, har vi bare ett eksempel - vår egen planet," sier Colin Stuart, en stipendiat fra Det kongelige astronomiske samfunn og forfatteren av den kommende Hvordan å leve i rommet: Alt du trenger å vite for ikke-så fjern fremtid.

En solipsistisk syn er ikke nødvendigvis en dårlig ting, sier han: Bruk av jord som datapunkt er ofte nyttig - spesielt for vitenskapsopplærere som prøver å koble seg til entusiaster som ikke er flytende i astronomisk jargong. "Vi prøver alltid å sammenligne ting til jorden når vi kan," sier Stuart. "Hvis du begynner med noe de vet om, begynner du ikke fra begynnelsen." Han stabler opp vulkaner, daler og grøfter i rom mot Grand Canyon eller Everest, "fordi folk har denne referanserammen" selv om funksjonene er på vesentlig forskjellige skalaer. (Olympus Mons, den høyeste av Mars vulkanske topper, er 2,5 ganger høyere enn Everest, og omtrent bredden av Frankrike.)

"Med mindre du er innebygd i vitenskapen, kan jeg si noen slags gobbledygook, men det kan ikke gi noen mening for noen," sier Michelle Nichols, direktør for offentlig observasjon i Chicagos Adler Planetarium. Nichols oversetter ofte egenskaper av rom som ellers kan være noe uutsigelig i kjente scenarier eller barndomsspill. Hun sammenligner solflekker, som glimtet gjennom et teleskop, for å stryke filings som danser under magnetens sving. "Folk husker å gjøre det," sier hun. "De går," Høyre, nå ser jeg det. ""

I noen grad leter forskere på analoger i peer-reviewed papers også. I et nylig papir i Vitenskap, et team av forskere, inkludert Jani Radebaugh, en planetforsker ved Brigham Young University, og hennes samarbeidspartner Matt Telfer, en fysisk geograf ved University of Plymouth, rapporterte om Plutos sanddyner, som ser ut som de som ligger på jordens ørkener eller strender. En lay viewer som ser på bilder som er fanget av New Horizons romfartøy, har kanskje ikke gjort forbindelsen, men en analog kan slå på en lyspære. "De kan bare se en hvitaktig bakgrunn med noen squiggles," sier Nichols. "Så snart du sier," Det er som en sanddyn, "sier de," Oh, vent litt! Jeg har vært i Indiana-sanddynene, jeg har sett bilder av Sahara. '"Plutos drift er ikke sand-de er skråninger av frossen metan-men vinden har skulptert dem i liknende former, og at kunnskapen kan gi leirene et fotfeste.

Det samme gjelder for radarkart over Titan, en av Saturns måner, sier Stuart. Kartene viser en smattering av øyer, skjærgårder og halvøyer, og Stuart mener "hvis du legger et radarkart over Titan ved siden av et kart over den skotske kysten, og du gjorde dem i samme farger - ingen gave om hva som var blå og grønn- du vil kjempe for å fortelle dem fra hverandre. "Canada vil også arbeide," tilføyer han, hvor som helst der det er kuperte kyster med øyer og innløp. "Analoger kan kollapse noen av den psykiske avstanden mellom jord og rom uten at de sistnevnte synes noe mindre fascinerende.

Likevel er analoger ikke alltid egnet. "For mange tiår siden var vi ikke sikre på hvor overflaten av Venus var," sier Nichols. Gjennom teleskoper virket planeten helt skjult i skyer, og siden forskerne ikke visste hva som skjedde under dem, spekulerte noen at landskapet var dampende - kanskje flekkete med vann eller tangles av jungelen. Første halvdel av det 20. århundre ga opphav til en smattering av sci-fi-romaner og tegneserier som viste Venus tykk med kjøttetende planter og kravlet med sump-elskende øgler. "Det viser seg at det var 100 prosent feil," sier Nichols. "Vi lærer mer, vi går," Å vent, hele 870 graders overflatetemperatur, som kanskje ikke er så bra for livet der. ""

Ingen skade gjort. Den virkelige problemer med analoger kommer, sier Stuart, når de overstat saken og så får trekkraft. Deretter løser de risikoen for å oversette folkets nysgjerrighet i den grad at når en virkelig slående sammenligning oppstår, er lytterne unimpressed. Han mener at dette er spesielt farlig med eksoplaneter - de fjerne orbsene som vi ennå ikke har sett nærmere. "Det har vært massevis av overskrifter de siste årene om at astronomer finner jordlignende planeter i andre solsystemer," sier Stuart. Phrasing trommer opp entusiasme og etablerer innsatsen; Stuart sier pressemeldinger og artikler om forskning noen ganger "dreiemoment opp" for å gjøre funnene nyhetsverdige og relevante for leserne.

"Problemet er, vi vet ikke hvordan jordlignende [de planeter] er," legger han til. Forskere vet at noen planeter er sammenlignbare i størrelse for seg selv, og at de kan ha lignende temperaturer, slik at hvis vann var til stede der, ville det trolig være flytende. Men det er en stor "hvis", legger han til, og skillet er avgjørende. "Faren er at hvis vi fortsetter å gjøre denne" Earth-like Planet "tingen, og vi kommer til stedet der vi finner en jordlignende planet med flytende vann og en atmosfære med oksygen, trenger folk ikke nødvendigvis å bry seg så mye som de burde, sier han. "De vil bli lei av det, tror jeg."

"Hvis du starter med noe de vet om, begynner du ikke fra begynnelsen."

For noen forskere og astronauter går analoger langt utover språk. En håndfull forskningsstasjoner på vår planet gjenskaper forholdene i ulike miljøer i rommet. I de siste årene har jordlåste mannskaper satt opp kuppelleirer på toppen av Mauna Loa, en vulkan på øya Hawaii, hvis røde jord ser noe ut som Mars 'robuste terreng. I et program organisert av University of Hawaii og støttet av NASA, forsøkte teamet å leve som menneskelige martians. De spiste middels mat, de sov og lettet seg i trange kvartaler, de ble isolert fra venner og familie. Her var jorden en kjole repetisjon.

I vinter gikk en av øvelsene i feil. Etter en medisinsk nødsituasjon ble hele saken suspendert, i påvente av etterforskning. «Vi har lært alle måtene du kan drepe deg selv på Mars, og vi har lært å hindre disse tingene,» fortalte Bill Wiecking, et av prosjektets støtteleder, at Marina Koren Atlanteren. "Så det har vært veldig, veldig verdifullt, for det er bedre å gjøre det her, hvor du kan kjøre opp og gå, oh jo, en vannventil åpnet seg og nå har du ikke noe vann. I stedet for på Mars, hvor det er, har du ikke noe vann, dere kommer til å dø om noen dager. "I stedet for å markere likhetene mellom våre verdener, understreket det analoge eksperimentet hvor mye vi fortsatt ikke kjenner om hvordan man skal fungere andre steder.

Selv som analoger gir oss en måte å gi mening om rom, kaster de også lys på Jorden. Når vi forteller oss en historie om kosmos, avslører vi noe om hva som preger vår egen planet på den tiden. Det var spesielt åpenbart i 1800-tallet, da Percival Lowell og andre astronomer, uten tvil gjennomsyret i kanalkanien, som kjørte rundt i Erie og Suez-kanalene, foreslo at Mars ble skutt gjennom med kunstige vannveier skåret ut av intelligent liv. "Gitt denne utviklingen, er det kanskje ikke overraskende at Lowell og mange av hans samtidige var ganske åpne for ideen ... at kanaler kan eksistere på jordens mest planetlignende planet i solsystemet," skriver Klaus Brasch, professor emeritus of biology at California State University, i Sky & Telescope magasin. Utsikten gjennom teleskopet reflekterte noe om livet her på bakken, fordi vi ikke kunne blinke det bort.

Nysgjerrighet til side, de fleste av oss trenger ikke å vite nøyaktig hva Pluto, Mars eller Månen er - vi trenger ikke å øve ferdigheter for å overleve på bakken der, fordi vi sannsynligvis aldri trenger å. Hvis våre jobber eller liv ikke er avhengige av å forstå egenskapene til en fjern verden, kan ekvivalenter mellom jord og en fjern planet virke som ingenting annet enn nuggets av trivia. De er mer enn det, men: Å tenke på en annen verden hjelper oss med å finne skjulte reserver av undring i vår egen. Analoger påminner oss om at rom "er et merkelig sted," sier Stuart. Men "det er ikke så rart, for det er også ærlig kjent."

Mary Roach, vitenskapsforfatteren og forfatteren av Pakking for Mars: Den nysgjerrige vitenskapen om livet i tomrommet, ble animert da hun fortalte meg om rapportering på Devon Island, en annen fysisk analog som forskere bruker til å simulere off-world-oppdrag. Hun hoppet langs den kanadiske øyas robuste, avsidesliggende terreng på en ATV, merket sammen som mannskapet repeterte for en to-kjøretøy ekspedisjon. Omgivelsene var mesmeriserende og monokromatiske, flecked med noen små blomster og en enkelt humlebi. "Jeg var som" Yeehaw! "" Roach sier. "Det var morsomt å være rundt på en ATV i dette landskapet, og gikk rundt og tenkte" jeg kunne være på månen. " Det var litt spennende og morsomt og sterkt vakkert. "Samtidig kjent og tiltalende, vidunderlig, komfortabelt rar.