Hur jämförelser hjälper oss att förstå universum / jord

Den andra natten, några minuter efter klockan 8:30, gick jag ut och linged. Omgivningen var välbekant - de nyflickrande bodega tecknen, kluster av människor och hundar, tegelstenarna brinnande när solen glider precis så på dess nedstigning. Himlen såg inte särskilt utomjordisk ut, heller - jag sträcker ofta min promenad hem för att skymma världen sköljde färgen på en lerig kolv, att stå inne i det blå-svarta mörkret som bara börjar falla.

Men den här kvällen var jag inte ute för att bada i bodegaens gyllene timme. Jag försökte approximera känslan av högmiddag på Pluto.

Detta säger självklart, men: Pluto är inte Brooklyn. Det är kallt; det är mörkt; det är 4,67 miljarder kilometer bort. Dess skillnader är legion, och de starkaste bland dem är svåra att ens föreställa sig. Oavsett vilken bild jag squint till conjure-en kropp fräschad med isbitar, snödrifterna klämmer mig ner - konceptet med en temperatur glidning till -387 grader Fahrenheit beräknar inte.

Jag har aldrig varit så kall. Inte heller har du. Men vi har båda sett skymningen eller stunderna strax efter det, och det är inte en dålig approximation av vad Pluto ser ut som det är ljusast. För att hjälpa jordgubbarna att föreställa sig livet där har NASA skapat en webbplats kallad "Pluto Time". Du kopplar in din adress och det spetsar ut det exakta ögonblicket vid den specifika longitud och latitud, att himlen ovanför dig mest liknar den ovanstående Pluto . Några andra, tydligt jordiska känslor kan skryta uppmärksamhet - du kan höra väsande bussar eller luktar köttlagning på en gatukorg - men visuellt har du en proxy för vår avlägsnade solgranne.

Rymden är stor och främling. Det är en grund för sin romantik, men det är också en kognitiv hinder för alla som försöker sätta huvudet runt sina räcken. "Problemet vi normalt har med rymden är, om vi försöker förstå något, har vi bara ett exempel - vår egen planet", säger Colin Stuart, en kollega till Royal Astronomical Society och författaren till den kommande Hur man bor i rymden: Allt du behöver veta för den inte så avlägsna framtiden.

En solipsistisk syn är inte nödvändigtvis en dålig sak, säger han: Att använda jorden som datapunkt är ofta till hjälp, särskilt för vetenskapslärare som försöker ansluta till entusiaster som inte är flytande i astronomiska jargong. "Vi försöker alltid att jämföra saker med jorden när vi kan", säger Stuart. "Om du börjar med något de vet om, börjar du inte från början." Han staplar upp vulkaner, dalar och gräv i rymden mot Grand Canyon eller Everest, "för att människor har den referensramen" även om funktionerna är på väldigt olika skalor. (Olympus Mons, den högsta av Mars vulkaniska toppar, är 2,5 gånger högre än Everest, och ungefär bredden av Frankrike.)

"Om du inte är inbäddad i vetenskapen talar, skulle jag kunna säga något slags gobbledygook, men det kan inte ge någon mening för någon", säger Michelle Nichols, direktör för allmänheten som observerar vid Chicagos Adler Planetarium. Nicholer översätter ofta funktioner i rymden som annars skulle kunna vara lite oskärliga i kända scenarier eller barndomsspel. Hon jämför solstrålar, som glimpses genom ett teleskop, för att stryka filingar som dansar under en magnetens sväng. "Folk kommer ihåg att göra det," säger hon. "De går," Rätt, nu ser jag det. ""

I viss mån lutnar forskare på analoger i peer-reviewed papers också. I en nyligen publicerad tidning i Vetenskap, ett team av forskare, bland annat Jani Radebaugh, en planetvetenskapsman vid Brigham Young University och hennes medarbetare Matt Telfer, en fysisk geographer vid University of Plymouth, rapporterade om Plutos dyner, som ser ut som de som ligger på jordens öknar eller stränder. En skådespelare som tittar på bilderna som fångats av New Horizons rymdskepp kanske inte har gjort anslutningen, men en analog kan slå på en glödlampa. "De får bara se en vitaktig bakgrund med några sniglar", säger Nichols. "Så snart du säger," Det är som en sanddyn, "säger de," Åh, vänta en minut! Jag har varit i Indiana sanddyner, jag har sett bilder av Sahara. "" Plutos drivningar är inte sand-de är sluttningar av fryst metan-men vinden har skulpterat dem i liknande former och den kunskapen kan ge laypeople fotfäste.

Detsamma gäller för radarkartor över Titan, en av Saturns månar, säger Stuart. Kartorna visar en smattering av öar, skärgårdar och halvön, och Stuart tycker om "om du lägger en radarkarta över Titan bredvid en karta över den skotska kusten och du gjorde dem i samma färger - inga givelser om vad som var blå och grön- du skulle kämpa för att berätta för dem. "Kanada skulle också arbeta," lägger han till, "var som helst finns det ojämna kuster med öar och inlopp". Analoger kan kollapsa några av det psykiska avståndet mellan jorden och rymden utan att de senare verkar vara något mindre fascinerande.

Analoga är dock inte alltid lämpliga. "Många decennier sedan var vi inte säkra på hur Venus-ytan var," säger Nichols. Genom teleskop verkade planeten helt omhylld i molnen, och eftersom forskare inte visste vad som hände under dem, spekulerade vissa att landskapet var ångande - kanske spräckt med djungelvatten eller kramar. Den första hälften av 1900-talet gav upphov till en smattering av sci-fi-romaner och serier som visade Venus tjocka med köttätande växter och krypade med träsksörtiga ödlor. "Visas det var 100 procent felaktigt," säger Nichols. "Vi lär oss mer, vi går," Åh vänta, hela 870 graders yttemperatur, det kanske inte är så bra för livet där. ""

Ingen skada görs. Det verkliga problemet med analoger kommer, säger Stuart, när de överdriver fallet och sedan får traktion. Därefter löper de risken att övermätta människors nyfikenhet i den utsträckning att när en riktigt slående jämförelse uppstår, lyssnar inte lyssnare. Han tycker att det här är särskilt farligt med exoplaneter - de avlägsna orbs som vi ännu inte har sett nära varandra. "Det har varit massor av rubriker under de senaste åren om astronomer som hittar jordliknande planeter i andra solsystem, säger Stuart. Phrasing trummar upp entusiasm och fastställer insatserna; Stuart säger att pressmeddelanden och artiklar om forskning ibland "vrids upp" för att göra fynden nyhetsvärda och relevanta för läsare.

"Problemet är att vi inte vet hur jordliknande [dessa planeter] är", tillägger han. Forskare vet att vissa planeter är jämförbara i sin storlek och att de kan ha liknande temperaturer, så att det skulle vara vätska om vatten var närvarande där. Men det är en stor "om", tillägger han, och skillnaden är avgörande. "Risken är att om vi fortsätter att göra denna" Earth-like Planet "sak och vi kommer till den plats där vi hittar en jordliknande planet med flytande vatten och en atmosfär med syre, kommer människor inte nödvändigtvis att bry sig så mycket som de borde ", säger han. "De kommer att bli uttråkad av det, tror jag."

"Om du börjar med något de vet om, börjar du inte från början."

För vissa forskare och astronauter går analoger långt ifrån språk. En handfull forskningsstationer på vår planet återskapar förutsättningarna för olika miljöer i rymden. Under de senaste åren har jordlåsade besättningar ställt upp kupolläger ovanpå Mauna Loa, en vulkan på ön Hawaii, vars rodiga jord ser ut som Marss robusta terräng. I ett program som organiserades av University of Hawaii och bakom NASA, strävade laget för att leva som mänskliga martians. De åt medelmåttig mat, de sov och befriade sig i trånga kvarter, de isolerades från vänner och familj. Här var jorden en repetition av klänningen.

Förra vintern gick en av träningsbanorna fel. Efter en medicinsk nödsituation var hela saken avbruten i väntan på utredning. "Vi har lärt oss alla sätt att du kan döda dig själv på Mars, och vi har lärt oss att förhindra dessa saker", berättade Bill Wiecking, ett av projektets stödledare, Marina Koren vid Atlanten. "Så det har varit väldigt mycket värdefullt, för det är bättre att göra det här, där du kan köra upp och gå, åh, en vattenventil har öppnats och nu har du inget vatten. I stället för på Mars, där det är, har du inget vatten, du kommer att dö om några dagar. "I stället för att lyfta fram likheterna mellan våra världar, betonade det analoga experimentet hur mycket vi fortfarande inte vet om hur man fungerar någon annanstans.

Även som analoger ger oss ett sätt att skapa känsla för rymden, kasta de också ljus på jorden. När vi berättar för oss en historia om kosmos avslöjar vi någonting om vad som hyser vår egen planet på tiden. Det var särskilt uppenbart under 1800-talet, när Percival Lowell och andra astronomer, utan tvekan brant i "kanal mania" som krumlade runt Erie och Suez kanaler, föreslog att Mars sköt igenom med konstgjorda vattendrag som huggades ut av det intelligenta livet. "Med tanke på den här utvecklingen är det kanske inte överraskande att Lowell och många av hans samtidiga var ganska öppna för idén ... att kanalerna kan existera på den mest jordliknande planet i solsystemet", skriver Klaus Brasch, professor emeritus av biologi vid Kalifornien State University, i Sky & Telescope tidskrift. Utsikten genom teleskopet återspeglade någonting om livet här på marken, för att vi inte kunde blinka bort det.

Nyfikenhet åt sidan, de flesta av oss behöver inte veta exakt vad Pluto, Mars eller Månen är - vi behöver inte öva färdigheter för att överleva på marken där, för att vi troligen aldrig behöver. Om våra jobb eller liv inte beror på att förstå funktionerna i en avlägsen värld, kan ekvivalen mellan jorden och en avlägsen planet tyckas som ingenting annat än nuggets trivia. De är mer än det, men: Att tänka på en annan värld hjälper oss att hitta dolda reserver av undrar i våra egna. Analoger påminner oss om att rymden är en konstig plats, säger Stuart. Men "det är inte så konstigt, för det är också äckligt bekant."

Mary Roach, vetenskapskunsten och författaren till Förpackning för Mars: Livets nyfikna livsvetenskap i tomrummet, var animerad när hon berättade för mig om rapportering på Devon Island, en annan fysisk analog som forskare använder för att simulera off-world-uppdrag. Hon studsade längs den kanadensiska öns robusta, avlägsna terräng på en ATV, märkning som bemanning repeterade för en tvåfordons expedition. Miljön var mesmeriserande och monokromatisk, fläckig med några små blommor och en enda humlebit. "Jag var som" Yeehaw! "" Roach säger. "Det var kul att bearbeta runt på en ATV i det här landskapet och gick och tänkte" jag kunde vara på månen ". Det var typ av spännande och roligt och starkt vackert. "Samtidigt välbekant och tilltalande, wonderfullly, bekvämt konstigt.