Πώς αποδίδεις με ακρίβεια την ορμή στο διάστημα; Η αρθρογράφος Chanda Prescod-Weinstein εξετάζει τις ρίζες της κατανόησής μας για την κίνηση, από τον Isaac Newton έως τη δυναστεία των Zhou, πριν από μία χιλιετία.
Της Chanda Prescod-Weinstein
Ο Ryan Gosling πρωταγωνιστεί ως Ryland Grace στο Project Hail Mary. Jonathan Olley / Amazon Content Services LLC
Ο Ryan Gosling πρωταγωνιστεί ως Ryland Grace στο Project Hail Mary
Jonathan Olley / Amazon Content Services LLC
Στη μέση της προβολής του Project Hail Mary σε μια κατάμεστη αίθουσα IMAX, ξέφυγε από μέσα μου ένα μοναχικό επιφώνημα. Αναρωτήθηκα γιατί κανείς άλλος δεν είχε σοκαριστεί από αυτό που μόλις είχα δει, και τότε κατάλαβα ότι ο λόγος ήταν πως είμαι φυσικός.
Γιατί ο Elon Musk έχει παρεξηγήσει το νόημα του Star Trek
Ας το εξηγήσω, με ένα εξαιρετικά μικρό spoiler: υπάρχει μια σκηνή στο μέσο της ταινίας όπου το διαστημόπλοιο Hail Mary τινάζεται ξαφνικά προς τα εμπρός. Ο χαρακτήρας του Ryan Gosling, ο Ryland Grace, δεν είναι δεμένος στο κάθισμά του και το κεφάλι του χτυπά πλάγια στις οθόνες μπροστά του. Αν αυτό συνέβαινε στην πραγματικότητα, σίγουρα θα είχε πεθάνει. Βέβαια, βλέπω συχνά ταινίες όπου άνθρωποι πετιούνται εδώ κι εκεί, δέχονται γροθιές στο πρόσωπο ή πέφτουν από ύψη που θα τους έσπαγαν τα κόκαλα, κι όμως επιβιώνουν. Συνήθως, μπορώ να αναστείλω τη δυσπιστία μου.
Αυτό που έκανε διαφορετική αυτή την εμπειρία θέασης ήταν η προσεκτική μέριμνα ώστε η φυσική της κίνησης στο διάστημα να αποδοθεί σωστά. Αντί να ζητήσουν από τους επιστημονικούς τους συμβούλους να βοηθήσουν ώστε η επινοημένη επιστήμη να μοιάζει αληθινή, οι σκηνοθέτες Phil Lord και Christopher Miller φαίνεται πως ζήτησαν από μια ομάδα της NASA να τους βοηθήσει να κάνουν την ταινία επιστημονικής φαντασίας να φαίνεται αληθοφανής.
Το κρίσιμο εδώ είναι η ορμή. Αν έχετε κάνει ποτέ ποδήλατο πολύ γρήγορα και χρειάστηκε να σταματήσετε απότομα, έχετε μια αίσθηση της ορμής. Είναι πιο δύσκολο να σταματήσεις ένα βαρύτερο ποδήλατο· είναι επίσης πιο δύσκολο να σταματήσεις όταν κινείσαι γρήγορα παρά όταν κινείσαι αργά. Ένας τρόπος να σκεφτούμε την ορμή είναι ότι δείχνει πόση δύναμη κουβαλάτε εσείς και το ποδήλατο μαζί. Είναι ανάλογη της ταχύτητάς σας και της μάζας σας. Για συναφείς λόγους, γι’ αυτό τα φορτηγά πρέπει να ακολουθούν τα αυτοκίνητα σε μεγαλύτερη απόσταση από ό,τι τα μικρότερα οχήματα: είναι πιο βαριά και χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να σταματήσουν.
Ένα από τα θαυμαστά στοιχεία της φυσικής ως σώματος γνώσης είναι ότι η ορμή ισχύει παντού στο σύμπαν. Ο δεύτερος νόμος του Isaac Newton κωδικοποίησε αυτή την έννοια της ορμής και την ιδέα ότι πρόκειται κυριολεκτικά για ένα καθολικό φαινόμενο. Όταν ένας αστροναύτης αφήνει τη Γη, εξακολουθεί να πρέπει να την αντιμετωπίσει με νέους και απρόσμενους τρόπους. Αν βάλεις τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα σε διάλογο με τον πρώτο του νόμο, η ζωή στο διάστημα γίνεται αμέσως ενδιαφέρουσα.
Ο πρώτος νόμος λέει ότι ένα σώμα που κινείται θα συνεχίσει να κινείται, ενώ ένα σώμα σε ηρεμία θα παραμείνει σε ηρεμία. Στην καθημερινή ζωή αυτό δεν φαίνεται ποτέ ακριβώς να ισχύει, καθώς εδώ στη Γη δρουν και άλλες δυνάμεις. Σε έναν αγώνα κρίκετ, όταν ο παίκτης χτυπά την μπάλα, ακόμη κι αν αυτή πετάξει για λίγο, τελικά θα πέσει στο έδαφος. Η βαρύτητα της Γης αντισταθμίζει τη δύναμη της επαφής ανάμεσα στο ρόπαλο και την μπάλα. Η μπάλα δεν μένει σε κίνηση. Στο διάστημα, μακριά από μια μεγάλη πηγή βαρύτητας, δεν υπάρχει τέτοιο εμπόδιο· η μπάλα θα συνέχιζε να πηγαίνει.
Ακριβώς αυτό συμβαίνει στον Grace στην ταινία, όταν το διαστημόπλοιό του τινάζεται προς τα εμπρός. Χωρίς ζώνη ασφαλείας να τον κρατά στη θέση του, εκτινάσσεται. Όταν το κεφάλι του συγκρούεται με το πάνελ του σκάφους, η σύγκρουση γίνεται με μεγάλη ορμή, επειδή δεν υπάρχει δύναμη να ανακόψει τη δύναμη της επαφής — γι’ αυτό περίμενα έναν συντριπτικό θάνατο. Το γεγονός ότι αυτό δεν συμβαίνει δείχνει πως η φυσική δεν μπορεί πάντα να υπερισχύσει της πλοκής μιας ταινίας.
Ο χαρακτήρας Ryland Grace βιώνει τους νόμους κίνησης του Νεύτωνα στο ταξίδι του στο διάστημα. Alamy Stock Photo / LANDMARK MEDIA
Ο χαρακτήρας Ryland Grace βιώνει τους νόμους κίνησης του Νεύτωνα στο ταξίδι του στο διάστημα
Alamy Stock Photo / LANDMARK MEDIA
Στην ταινία υπάρχουν διάφορες μικρές στιγμές σαν κι αυτή που με έκαναν να αγχώνομαι. Ειλικρινά, κάποιες φορές ένιωθα πως βρισκόμουν στην κόλαση, όχι επειδή η ταινία ήταν κακή, αλλά ακριβώς το αντίθετο — επειδή μεγάλο μέρος της φυσικής, αν όχι της φυσιολογίας, είχε αποδοθεί τόσο καλά. Κάποιες σκηνές ήταν και όμορφες. Υπάρχει μια σκηνή όπου ο Grace πετά ένα αντικείμενο από το διαστημόπλοιό του, και μου άρεσε η απλότητα του να το βλέπω να συνεχίζει σε μια απολύτως ευθεία γραμμή, χωρίς να επιβραδύνει, κάτι που δεν θα συνέβαινε ποτέ στη Γη.
Πριν από τέσσερα χρόνια, δεν θα είχα την ίδια εμπειρία βλέποντας μια ταινία όπως το Project Hail Mary. Έχω περάσει ολόκληρη την καριέρα μου προσπαθώντας να κρατήσω απόσταση ανάμεσα σε εμένα και τη νευτώνεια φυσική, προτιμώντας το πεδίο της σχετικιστικής και της κβαντικής επιστήμης. Ως πρωτοετής φοιτήτρια, έβρισκα αυτά τα νοητικά πειράματα με αυτοκίνητα που τρέχουν και μπάλες αθλημάτων που πετούν στον αέρα κάπως ξεπερασμένα. Ήθελα τη μεγάλη, κοσμική επιστήμη. Ως καθηγήτρια, έχω πλέον δεχτεί ότι αυτός είναι ο καλύτερος τρόπος να εισαγάγεις τους φοιτητές σε ιδέες που θα τους ακολουθήσουν μέχρι περιοχές όπως ο κβαντικός κόσμος, όπου η έννοια της ορμής αποκτά ιδιαίτερη σημασία με εντυπωσιακό τρόπο. Αρχικά, όμως, επρόκειτο για μια απρόθυμη αποδοχή.
Όλα άλλαξαν όταν έκανα έρευνα για το νέο μου βιβλίο, The Edge of Space-Time. Ήθελα να γράψω για το πώς προσπαθούμε να κατανοήσουμε και να συλλάβουμε εννοιολογικά το διάστημα και, σε αυτή τη διαδικασία, συνειδητοποίησα ότι ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα, ειδικά, είναι φυσικά μέρος αυτής της ιστορίας. Φανταστείτε την έκπληξή μου όταν έμαθα ότι, πάνω από μία χιλιετία πριν γεννηθεί ο Isaac Newton, ο φιλόσοφος Mozi του βασιλείου των Zhou και οι οπαδοί του είχαν ήδη καταγράψει κάτι σαν αυτόν τον νόμο στο Mo Ching.
Τι είναι ένας γαλαξίας; Είναι ένα απρόσμενα δύσκολο ερώτημα
Πέρασα τρεις εβδομάδες βυθισμένη σε αυτή την αναζήτηση, μελετώντας τις μόνο τρεις γνωστές αγγλικές μεταφράσεις του Mo Ching, και βγήκα από αυτήν με μια νέα αίσθηση για το γιατί τα θεμέλια της κίνησης έχουν σημασία. Η ανάγνωση αυτών των αποσπασμάτων από το Mo Ching με έκανε να διαβάσω ξανά τα λόγια του ίδιου του Νεύτωνα στο Principia, τόσο στα λατινικά όσο και στα αγγλικά. Ξαφνικά, με γοήτευσε. Δεκαετίες αφότου πήρα το πρώτο μου πτυχίο στη φυσική, εξακολουθώ να ανατρέπομαι από νέα μαθήματα γι’ αυτήν. Και, σημαντικά, αυτό δεν θα ήταν δυνατό χωρίς το μεταφραστικό έργο των συναδέλφων μου στις ανθρωπιστικές επιστήμες, που αφιερώνουν τον χρόνο τους στις αρχαίες γλώσσες.
Η εμπειρία μου με το Project Hail Mary ήταν μια πραγματική στιγμή σύζευξης: επιστήμονες συμβούλεψαν ορισμένους καλλιτέχνες που δημιούργησαν ένα έργο τέχνης το οποίο στηρίχθηκε στο μεταφραστικό έργο των ανθρώπων των ανθρωπιστικών σπουδών. Έσφιγγα το κάθισμά μου από αγωνία και βγήκα από την αίθουσα με ορισμένες ενστάσεις για την ιστορία και τον δημιουργό της, τον Andy Weir. Όμως έφυγα και ικανοποιημένη από όλους τους τρόπους με τους οποίους είχα εκπαιδεύσει το μυαλό μου να βλέπει το σύμπαν εν δράσει, και ευγνώμων σε όλους όσοι έκαναν δυνατό να το παρακολουθήσω.
Λάβετε κάθε εβδομάδα μια δόση ανακάλυψης στο inbox σας. Θα σας κρατάμε επίσης ενήμερους για εκδηλώσεις και ειδικές προσφορές του New Scientist.
