Oppmerksomheten min var fokusert på perlet vann på et poppelblad. Hvor gemmy og sprengende med morgens sollys. Jeg beveget meg nærmere, fjernet brillene mine og la merke til at hver dråpe forstørret en liten flekk med vener som trer og støtter bladet.
Med fokus på kameralinsen lurte jeg på hvor lang tid det tok dråpenes lys for å nå øyet mitt. Siden jeg bare var omtrent seks centimeter unna og lette reiser 186 000 mil per sekund eller 11,8 tommer hver milliardels sekund (ett nanosekund), utgjorde reisetiden 0,5 nanosekunder. Darn nær samtidig etter menneskelige standarder, men praktisk talt for alltidpositroniumhydrid, et eksotisk molekyl laget av et positron-, elektron- og hydrogenatom. Gjennomsnittlig levetid for et PsH-molekyl er bare 0,5 nanosekunder.
I vår hverdag når lyset fra kjente fjes, veikantskilt og servitøren hvis oppmerksomhet du prøver å få frem øynene våre i nanosekunder. Men hvis du tilfeldigvis ser opp for å se den bittesmå mørke formen på et høytflygende fly som er trukket av plymen i dens smuss, tar lyset omtrent 35 000 nanosekunder eller 35 mikrosekunder for å reise avstanden. Fortsatt ikke mye å leke om.
Romstasjonen kretser rundt jorden i det ytre rom, omtrent 250 miles overhead. I løpet av en passering, skyter lys fra det laberende vitenskapslaboratoriet opp retinas 1.3 millisekunder senere. Til sammenligning varer et øyeblikk øyeblikk 300 millisekunder (1/3 sekund) eller 230 ganger lenger!
Lyset tid blir endelig mer håndgripelig når vi ser på månen, et tåpelige 1,3 lys sekunder unna med en gjennomsnittlig avstand på 240.000 miles. For å føle hvor lang tid dette er, stirrer du på Månen ved neste mulighet og tell høyt: ett tusen ett. Retreflekterende enheter plassert på månens overflate av Apollo-astronautene brukes fortsatt av astronomer for å bestemme månens nøyaktige avstand. De stråler en laser på speilene og setter tid på turen.
Av de åtte planetene kommer Venus nærmest Jorden, og det gjør det under dårligere sammenheng, som tilfeldigvis skjedde 25. mars. På den datoen skilte bare 26,1 millioner mil de to planetene, en avstand på 140 sekunder eller 2,3 minutter - omtrent tid det tar å koke vann for te. Mars, en annen nærliggende planet, står for tiden på nesten motsatt side av solen fra Jorden.
Med en nåværende avstand på 205 millioner miles, vil det være 18,4 minutter å ankomme et radio- eller TV-signal, som begge er lysformer, sendt til Røde planeten. Nå kan vi se hvorfor ingeniører forhåndsprogrammerer en landingssekvens i en Mars-sondes datamaskin for å trygt lande den på planetens overflate. Enhver kommando - eller endring i kommandoer - vi måtte sende fra Jorden ville komme for sent. Når en lander bosetter seg på planeten og sender tilbake telemetri for å kommunisere tilstanden sin, må oppdragskontrollpersonell bite fingerneglene i mange minutter og vente på at lyset skal halte tilbake og bringe ord.
La oss vurdere hva som ville skje hvis solen hadde en katastrofal funksjonssvikt og plutselig slutter å skinne før vi går av gårde til fjernere planeter. Ingen bekymringer. I hvert fall ikke i 8,3 minutter, det tar tid for lys, eller mangelen på det, for å bringe den dårlige nyheten.
Det tar 37 minutter å komme til Jorden for lys fra Jupiter; Pluto og Charon er så avsidesliggende at et signal fra "dobbeltplaneten" krever 4,6 timer å komme hit. Det er mer enn en halv dag med jobben på jobben, og vi har bare kommet oss til Kuiper Belt.
La oss trykke på den nærmeste stjernen (e), Alpha Centauri-systemet. Hvis 4,6 timer med lystid så ut til å være lenge å vente, hva med 4,3 år? Hvis du tenker hardt, husker du kanskje hva du hadde til rett før nyttårsaften i 2012. Omtrent på den tiden forlot lyset som kom i kveld fra Alpha Centauri den stjernen og begynte sin jordiske ferd. Å se på stjernen da er å kikke tilbake i tid til slutten av 2012.
Men vi skraper knapt overflaten. La oss ta sommertrekanten, en figur som snart kommer til å dominere den østlige himmelen sammen med den vakre sommermelkeveien som ser ut til å strømme gjennom den. Altair, den sørligste toppen av trekanten ligger i nærheten, bare 16,7 lysår fra Jorden; Vega, den lyseste litt lenger på 25 og Deneb utrolige 3200 lysår unna.
Vi kan forholde oss til de to første stjernene fordi lyset vi ser på en gitt kveld ikke er så "gammelt." De fleste av oss kan trylle frem et bilde av livene våre og verdensforholdene for 16 og 25 år siden. Men Deneb er eksepsjonell. Fotoner forlot denne fjerne supergianten (3.200 lysår) rundt år 1200 f.Kr. under trojanskrigen ved begynnelsen av jernalderen. Det er litt tilbakeblikk!
En av de fjerneste stjernene med blotte øye er Rho Cassiopeiae, gul variabel som er 450 ganger så stor som solen som ligger 8 200 lysår unna i stjernebildet Cassiopeia. Akkurat nå er stjernen nær maksimal og lett å se ved natten på den nordvestlige himmelen. Lyset hvisker oss tilbake til slutten av den siste store istiden om gangen og de første huletegningene, mer enn 4000 år før den første egyptiske pyramiden skulle bygges.
Den fortsetter: den nærmeste store galaksen, Andromeda, ligger 2,5 millioner lysår fra oss og for mange er den svakeste, fjerneste gjenstanden synlig med det blotte øye. Å tro at å se på galaksen tar oss tilbake til den tiden våre fjerne forfedre først brukte enkle verktøy. Lys er kanskje den raskeste i universet, men disse reisetidene antyder den virkelige enorme plassen.
La oss gå litt lenger. 16. november 1974 en digital beskjed ble strålt fra Arecibo radioteleskop i Puerto Rico til den rike stjerneklyngen M13 i Hercules 25.000 lysår unna. Meldingen ble opprettet av Dr. Frank Drake, den gang professor i astronomi ved Cornell, og inneholdt grunnleggende informasjon om menneskeheten, inkludert nummereringssystemet vårt, vår beliggenhet i solsystemet og DNA-sammensetningen, livets molekyl. Den besto av 1 679 binære biter som representerte en nuller og var vår først bevisst kommunikasjon sendt til utenomjordiske. I dag er missiven 42 lysår unna, bare så vidt utenfor døren.
La oss avslutte tidsmaskinen vår med det fjerneste objektet vi har sett i universet, en galakse som heter GN-Z11 i Ursa Major. Vi ser det som det var bare 400 millioner år etter Big Bang (for 13,4 milliarder år siden), som tilsvarer en god avstand fra Jorden på 32 milliarder lysår. Lysastronomene fanget på sine digitale sensorer forlot gjenstanden før det fantes en jord, et solsystem eller til og med en melkeveis galakse!
Takket være lysets endelige hastighet kan vi ikke hjelpe, men alltid se ting som de var. Du lurer kanskje på om det er noen måte å se noe på akkurat nå uten å vente på at lyset skal komme hit? Det er bare en måte, og det er å være lys i seg selv.
Fra perspektivet til en foton eller lyspartikkel, som beveger seg med lysets hastighet, faller avstand og tid helt bort. Alt skjer øyeblikkelig og reisetid til hvor som helst, overalt null sekunder. I hovedsak blir hele universet et poeng. Gal og paradoksalt som dette høres ut, relativitetsteorien tillater det fordi en gjenstand som beveger seg med lysets hastighet opplever uendelig tidsutvidelse og uendelig romkontraksjon.
Bare noe å tenke på neste gang du møter en annens øyne i samtale. Eller slå opp på stjernene.
