Meine Aufmerksamkeit richtete sich auf Perlenwasser auf einem Pappelblatt. Wie gemmy und voller Sonnenlicht am Morgen. Ich trat näher, nahm meine Brille ab und bemerkte, dass jeder Tropfen einen kleinen Fleck Venen vergrößerte, der das Blatt fädelte und stützte.
Als ich das Kameraobjektiv fokussierte, fragte ich mich, wie lange es gedauert hatte, bis das Licht der Tropfen mein Auge erreichte. Da ich nur ungefähr sechs Zoll entfernt war und Licht mit 186.000 Meilen pro Sekunde oder 11,8 Zoll pro Milliardstel Sekunde (eine Nanosekunde) wandert, betrug die Reisezeit 0,5 Nanosekunden. Verdammt nah dran gleichzeitig nach menschlichen Maßstäben aber praktisch für immer fürPositroniumhydrid, ein exotisches Molekül aus einem Positronen-, Elektronen- und Wasserstoffatom. Die durchschnittliche Lebensdauer eines PsH-Moleküls beträgt nur 0,5 Nanosekunden.
In unserem täglichen Leben erreicht das Licht von bekannten Gesichtern, Straßenschildern und dem Kellner, dessen Aufmerksamkeit Sie zu erreichen versuchen, unsere Augen in Nanosekunden. Wenn Sie jedoch nach oben schauen, um die winzige dunkle Form eines hochfliegenden Flugzeugs zu sehen, das von der Wolke seines Kondensstreifen gezogen wird, dauert das Licht etwa 35.000 Nanosekunden oder 35 MikroSekunden, um die Strecke zurückzulegen. Immer noch nicht viel zu erzählen.
Die Raumstation umkreist die Erde im Weltraum etwa 250 Meilen über dem Kopf. Während eines Overhead-Passes entzündet Licht aus dem umlaufenden Wissenschaftslabor Ihre Netzhaut 1.3 MilliSekunden später. Im Vergleich dazu dauert ein Augenzwinkern etwa 300 Millisekunden (1/3 Sekunde) oder 230-mal länger!
Die Lichtzeit wird endlich greifbarer, wenn wir den Mond betrachten, der wehmütig 1,3 Lichtsekunden entfernt ist und eine durchschnittliche Entfernung von 240.000 Meilen aufweist. Um zu spüren, wie lange das dauert, starren Sie bei der nächsten Gelegenheit auf den Mond und zählen Sie laut: eintausendein. Retroreflektierende Geräte Von den Apollo-Astronauten auf der Mondoberfläche platziert, werden sie immer noch von Astronomen verwendet, um die genaue Entfernung des Mondes zu bestimmen. Sie strahlen einen Laser auf die Spiegel und messen die Rundreise.
Von den acht Planeten kommt die Venus der Erde am nächsten, und zwar während einer minderwertigen Konjunktion, die zufällig am 25. März stattfand. Zu diesem Zeitpunkt trennten nur 26,1 Millionen Meilen die beiden Planeten, eine Entfernung von 140 Sekunden oder 2,3 Minuten - ungefähr die Zeit, die benötigt wird, um Wasser für Tee zu kochen. Der Mars, ein weiterer sich nähernder Planet, steht derzeit fast auf der der Erde gegenüberliegenden Seite der Sonne.
Bei einer aktuellen Entfernung von 205 Millionen Meilen würde es 18,4 Minuten dauern, bis ein Radio- oder Fernsehsignal, das beide Lichtformen sind und auf den Roten Planeten gesendet wird, eintrifft. Jetzt können wir sehen, warum Ingenieure eine Landesequenz in den Computer einer Mars-Sonde vorprogrammieren, um sie sicher auf der Oberfläche des Planeten zu landen. Jeder Befehl - oder jede Änderung von Befehlen -, die wir von der Erde senden könnten, würde zu spät eintreffen. Sobald sich ein Lander auf dem Planeten niedergelassen hat und Telemetrie zurücksendet, um seinen Zustand mitzuteilen, muss das Missionskontrollpersonal viele Minuten lang in die Fingernägel beißen und darauf warten, dass das Licht zurückhumpelt und eine Nachricht bringt.
Bevor wir zu weiter entfernten Planeten rasen, überlegen wir uns, was passieren würde, wenn die Sonne eine katastrophale Fehlfunktion hätte und plötzlich nicht mehr scheint. Keine Sorge. Zumindest nicht für 8,3 Minuten, die Zeit, die Licht benötigt, oder das Fehlen, um die schlechten Nachrichten zu bringen.
Das Licht des Jupiter benötigt 37 Minuten, um die Erde zu erreichen. Pluto und Charon sind so weit entfernt, dass ein Signal vom „Doppelplaneten“ 4,6 Stunden benötigt, um hierher zu gelangen. Das ist mehr als ein halber Arbeitstag, und wir haben es nur bis zum Kuipergürtel geschafft.
Drücken wir weiter zu den nächsten Sternen, dem Alpha Centauri-System. Wenn 4,6 Stunden Lichtzeit eine lange Wartezeit waren, wie wäre es dann mit 4,3 Jahren? Wenn Sie nachdenken, können Sie sich vielleicht daran erinnern, was Sie kurz vor Silvester 2012 vorhatten. Ungefähr zu dieser Zeit verließ das Licht, das heute Abend von Alpha Centauri eintraf, diesen Stern und begann seine Erdreise. Den Stern zu betrachten bedeutet dann, in die Zeit bis Ende 2012 zurückzublicken.
Aber wir kratzen kaum an der Oberfläche. Nehmen wir das Sommerdreieck, eine Figur, die bald den östlichen Himmel dominieren wird, zusammen mit der wunderschönen Sommermilchstraße, die durch sie zu fließen scheint. Altair, der südlichste Scheitelpunkt des Dreiecks, befindet sich in der Nähe, nur 16,7 Lichtjahre von der Erde entfernt. Vega, mit 25 die hellste und Deneb mit unglaublichen 3.200 Lichtjahren.
Wir können uns auf die ersten beiden Sterne beziehen, weil das Licht, das wir an einem bestimmten Abend sehen, nicht so "alt" ist. Die meisten von uns können sich ein Bild von ihrem Leben und dem Stand der Dinge vor 16 und 25 Jahren machen. Aber Deneb ist außergewöhnlich. Photonen verließen diesen fernen Überriesen (3.200 Lichtjahre) um das Jahr 1200 v. während des Trojanischen Krieges zu Beginn der Eisenzeit. Das ist eine Rückblickzeit!
Einer der am weitesten entfernten Sterne mit bloßem Auge ist Rho Cassiopeiae, eine gelbe Variable, die etwa 450-mal so groß ist wie die Sonne und 8.200 Lichtjahre entfernt im Sternbild Cassiopeia liegt. Im Moment ist der Stern fast maximal und bei Einbruch der Dunkelheit am nordwestlichen Himmel leicht zu sehen. Sein Licht führt uns zurück zum Ende der letzten großen Eiszeit und den ersten Höhlenzeichnungen, mehr als 4.000 Jahre bevor die erste ägyptische Pyramide gebaut wurde.
Weiter und weiter geht es: Die nächste große Galaxie, Andromeda, liegt 2,5 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und ist für viele das schwächste und am weitesten entfernte Objekt, das mit bloßem Auge sichtbar ist. Zu denken, dass der Blick auf die Galaxie uns in die Zeit zurückversetzt, als unsere entfernten Vorfahren zum ersten Mal einfache Werkzeuge verwendeten. Licht mag das schnellste Ding im Universum sein, aber diese Reisezeiten deuten auf die wahre Größe des Weltraums hin.
Gehen wir noch etwas weiter. Am 16. November 1974 wurde eine digitale Botschaft wurde von der gebeamt Arecibo-Radioteleskop in Puerto Rico zum reichen Sternhaufen M13 in Herkules 25.000 Lichtjahre entfernt. Die Nachricht wurde erstellt von Dr. Frank Drake, damals Professor für Astronomie an der Cornell University, und enthielt grundlegende Informationen über die Menschheit, einschließlich unseres Nummerierungssystems, unserer Position im Sonnensystem und der Zusammensetzung der DNA, des Moleküls des Lebens. Es bestand aus 1.679 Binärbits, die Einsen und Nullen darstellten, und war unser zuerst absichtliche Kommunikation an Außerirdische. Heute ist das Schreiben 42 Lichtjahre entfernt, nur knapp vor der Tür.
Beenden wir unsere Zeitmaschinenreise mit dem entferntesten Objekt, das wir im Universum gesehen haben, einer Galaxie namens GN-z11 in Ursa Major. Wir sehen es als nur 400 Millionen Jahre nach dem Urknall (vor 13,4 Milliarden Jahren), was einer angemessenen Entfernung von der Erde von 32 Milliarden Lichtjahren entspricht. Die auf ihren digitalen Sensoren erfassten Lichtastronomen verließen das Objekt, bevor es eine Erde, ein Sonnensystem oder sogar eine Milchstraßengalaxie gab!
Dank der endlichen Lichtgeschwindigkeit können wir nicht anders, als die Dinge immer so zu sehen, wie sie waren. Sie fragen sich vielleicht, ob es eine Möglichkeit gibt, etwas zu sehen jetzt sofort ohne darauf zu warten, dass das Licht hierher kommt? Es gibt nur einen Weg, und das ist, selbst Licht zu sein.
Aus der Perspektive eines Photons oder Lichtteilchens, das sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt, fallen Entfernung und Zeit vollständig ab. Alles geschieht augenblicklich und Reisezeit zu überall, überall ist Null Sekunden. Im Wesentlichen wird das gesamte Universum zu einem Punkt. Verrückt und paradox wie das klingt, die Relativitätstheorie erlaubt es, weil ein Objekt, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, eine unendliche Zeitdilatation und eine unendliche Raumkontraktion erfährt.
Nur etwas zum Nachdenken, wenn Sie das nächste Mal im Gespräch den Augen eines anderen begegnen. Oder schau zu den Sternen hoch.
