Bilim insanları makine öğrenimi modellerini eğitiyor ve başka dünyalarda yaşam aramak için araçlar tasarlıyor.
En Büyük Sorular, teknolojinin varoluşumuzun en derin, en akıl almaz sorularından bazılarını araştırmaya nasıl yardımcı olduğunu araştıran bir mini dizidir.
1977 yılında New York Times, fizikçilerin uzaylılardan radyo mesajları alma girişimlerini anlatan "Kozmik Yalnızlığa Son Arayışı" başlıklı bir makale yayınladı. Dünya Dışı Zekâ Araştırması (SETI) olarak bilinen bu girişim henüz ilk aşamalarındaydı ve destekçileri meslektaşlarını ve Kongre'yi bu fikrin finanse edilmeye değer olduğuna ikna etmek için mücadele ediyorlardı.
Dışarıda herhangi birinin ya da herhangi bir şeyin olup olmadığını belirleme arayışı, bu makalenin yayınlanmasından bu yana geçen yaklaşık yarım yüzyılda daha bilimsel bir temel kazandı. O zamanlar gökbilimciler henüz güneş sistemimiz dışında tek bir gezegen bile tespit edememişlerdi. Artık galaksinin çok çeşitli dünyalarla dolu olduğunu biliyoruz. Gezegenimizin okyanusları bir zamanlar istisnai olarak kabul edilirken, bugün elde edilen kanıtlar dış güneş sistemindeki çok sayıda uydunun yeraltı sularına ev sahipliği yaptığını gösteriyor.
Denizaltı hidrotermal bacalarında yaşayan canlılar da dahil olmak üzere, daha önce mümkün olduğu düşünülenden çok daha sıcak, tuzlu, asidik ve radyoaktif yerlerde gelişebilen ekstremofil organizmaların Dünya'da keşfedilmesi sayesinde yaşamın var olabileceği ortamlar hakkındaki fikrimiz de genişledi.
Artık bizimki gibi yaşayan dünyaların gerçekte ne kadar yaygın olduğunu öğrenmeye her zamankinden daha fazla yaklaşıyoruz. Makine öğrenimi ve yapay zekâ gibi yeni araçlar, bilim insanlarının yaşamı neyin oluşturduğuna dair önyargılarını aşmalarına yardımcı olabilir. Gelecekteki araçlar uzak gezegenlerin atmosferlerini koklayacak ve yerel güneş sistemimizden örnekleri tarayarak organizmaların gelişmesi için doğru oranlarda belirleyici kimyasallar içerip içermediklerini görecek.
NASA'nın Maryland'deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde gezegen bilimci olan Ravi Kopparapu, "Sanırım ömrümüzün sonuna kadar bunu yapabileceğiz" diyor. "Başka gezegenlerde yaşam olup olmadığını öğrenebileceğiz."
İnsanların uzak dünyalar hakkında spekülasyon yapma konusunda uzun bir geçmişi olsa da, bu sürenin çoğunda gerçek kanıtlar yetersizdi. Diğer yıldızların etrafında ötegezegen olarak bilinen ilk gezegenler 1990'ların başında keşfedildi, ancak gökbilimcilerin bunların ne kadar yaygın olduğunu anlamaları 2009 yılında NASA'nın Kepler uzay teleskopunun fırlatılmasına kadar sürdü. Kepler yüz binlerce yıldızı dikkatle izleyerek parlaklıklarında önlerinden geçen gezegenlere işaret edebilecek küçük düşüşler aradı. Bu görev, bilinen ötegezegen sayısının bir avuçtan 5.500'ün üzerine çıkmasına yardımcı oldu.
Kepler, Güneş benzeri yıldızların yörüngesinde, yüzeylerinde sıvı halde su bulunabilecek doğru mesafede (genellikle Goldilocks bölgesi olarak adlandırılan bir bölge) Dünya benzeri gezegenlerin yaygınlığını belirlemeye yardımcı olmak üzere inşa edilmiştir. Şimdiye kadar tek bir dünya dışı gezegen bizimkinin mükemmel bir ikizi olmamış olsa da, araştırmacılar keşiflerin çokluğunu kullanarak dışarıda kaç tane olabileceğine dair eğitimli tahminlerde bulunabilirler. Mevcut en iyi tahminler, güneş benzeri yıldızların %10 ila %50'sinin bizimki gibi gezegenlere sahip olduğunu gösteriyor ki bu da astronomların başını döndüren rakamlara yol açıyor.
Pasadena, Kaliforniya'daki Caltech'te astrofizikçi olan Jessie Christiansen, "Eğer %50 ise, bu çılgınlık, değil mi?" diyor. "Galakside milyarlarca güneş benzeri yıldız var ve bunların yarısında Dünya benzeri gezegenler varsa, milyarlarca yaşanabilir kayalık gezegen olabilir."
Evde kimse var mı?
Bu gezegenlerin gerçekten organizma içerip içermediğini belirlemek kolay bir iş değil. Araştırmacılar bir dış gezegenden gelen zayıf ışığı yakalamalı ve onu oluşturan dalga boylarına yaymalı, farklı kimyasal türlerinin varlığını ve miktarını gösteren imzaları taramalıdır. Gökbilimciler güneş benzeri yıldızlara odaklanmak isteseler de, bunu yapmak teknik olarak zordur. NASA'nın güçlü yeni James Webb Uzay Teleskobu (JWST) şu anda 6,5 metrelik aynasını ve benzersiz kızılötesi araçlarını M cüceleri olarak bilinen güneşimizden daha küçük, daha soğuk ve daha kırmızı yıldızların etrafındaki dünyalar üzerinde eğitiyor. Bu tür yerler yaşanabilir olabilir, ancak şu anda kimse gerçekten emin değil.
Yüzeylerinde sıvı halde su bulunabilmesi için M cücelerinin etrafındaki gezegenlerin yıldızlarına yakın bir yörüngede dönmeleri gerekir ki bu yıldızlar Güneş'ten daha aktif olma eğilimindedir ve atmosferik gazları söküp atabilecek ve muhtemelen zemini kuru bir kabuk halinde bırakabilecek şiddetli patlamalar gönderirler. JWST, dördü potansiyel olarak sıvı suya sahip olmak için doğru mesafede olan yedi küçük kayalık dünyayla 40 ışık yılı uzaklıktaki bir M cücesi olan Trappist-1'i araştırıyor. En yakın iki dış gezegenin atmosferden yoksun olduğu zaten gösterilmişti, ancak bilim insanları JWST gözlemlerinin sonraki üçünden elde edeceği sonuçları merakla bekliyorlar. Yaşanabilir bölgenin dışındakilerin bile atmosfere sahip olup olamayacağını bilmek istiyorlar.
M cüce yıldızlarının etrafında başka gezegenler aramaya özel bir ilgi var, çünkü bunlar Güneş boyutundaki yıldızlardan çok daha yaygın. Christiansen, "Eğer onların da atmosfere sahip olduğunu bulurlarsa, bu galaksinin yaşanabilir alanını yüz kat arttırır" diyor.
Dünya'ya çok benzeyen bir gezegen bulduğumuzda, yüzeyinde yaşamın kimyasal ipuçlarını aramaya başlamak isteyeceğiz. JWST bunu yapacak kadar hassas değil, ancak 2030'larda veri almaya başlaması beklenen Extremely Large Telescope, Giant Magellan Telescope ve Thirty Meter Telescope gibi gelecekteki yer tabanlı araçlar, yakındaki Dünya benzeri dünyaların kimyasal bileşenlerini ortaya çıkarabilir. Daha uzak hedeflerden gelen bilgiler için NASA'nın bir sonraki planlanan amiral gemisi görevi olan ve 2030'ların sonunda ya da 2040'ların başında fırlatılması beklenen uzay tabanlı Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi'ni beklemek gerekecek. Teleskop, bir yıldızın parlayan ışığını engellemek ve daha sönük gezegen ışığına ve potansiyel moleküler parmak izlerine odaklanmak için harici bir yıldız gölgesi veya koronagraf adı verilen bir araç kullanacaktır.
Gökbilimcilerin özellikle hangi kimyasalları araması gerektiği tartışma konusu olmaya devam ediyor. İdeal olarak, biyo-imzalar olarak bilinen ve Dünya'da bulduklarımıza benzer miktarlarda bulunan su, metan ve karbondioksit gibi molekülleri bulmak istiyorlar. Bunun pratikte ne anlama geldiği her zaman net değildir, çünkü gezegenimiz yaşam barındırdığı birçok dönemden geçmiştir, ancak farklı kimyasalların miktarları çılgınca değişmiştir.
Kopparapu, "2 ya da 3 milyar yıl önceki Arkean Dünya'yı mı tespit etmesini istiyorsunuz?" diye soruyor. "Ya da kartopu Dünya'nın olduğu Neoproterozoik dönemden mi? Yoksa çok fazla serbest oksijen, ozon, su ve CO2'nin bulunduğu mevcut Dünya'yı mı tespit etmek istiyorsunuz?"
Geçtiğimiz günlerde JWST, 120 ışık yılı uzaklıkta bulunan ve Dünya'nın yaklaşık dokuz katı büyüklüğündeki bir ötegezegende, dünyamızda sadece canlılar tarafından üretilen bir molekül olan dimetil sülfür tespit ettiğinde büyük bir heyecan yaşandı. Henüz doğrulanmamış olan sonuçlar, bu tür yöntemlerin aldatıcılığını vurgulamaktadır. Eğer dimetil sülfür gezegenin atmosferinde gerçekten mevcutsa, o zaman yıldız ışığının da onu parçalayarak henüz görülmemiş bir molekül olan etanı oluşturması gerekir. Kopparapu "Tek bir gaz biyo-imza değildir" diyor. "Bunların bir kombinasyonunu görmeniz gerekir." Geçen yıl Kopparapu ve topluluktaki diğerleri, herhangi bir bulgunun yıldız ve gezegen ortamı bağlamına yerleştirilmesi gerektiğini vurgulayan bir rapor yayınladılar, çünkü görünüşte yaşama işaret eden ancak alternatif açıklamaları olan birçok sonuç olabilir.
Neden yaşam sayılır?
İster uzak gezegenlere, ister Dünya'daki fenomenlere bakıyor olun, bu sorun -yaşam ile yaşam olmayan arasındaki ayrımın kesin olarak nasıl yapılacağı- çok yıllık bir sorundur. Araştırmacılar yakında insan beyninin kavrayamayacağı kadar karmaşık ilişkileri ortaya çıkarabilecek algoritmik tekniklerden yardım alabilirler. Yakın zamanda yapılan deneylerde Robert Hazen ve meslektaşları 134 canlı ve cansız örneği (petrol, karbon açısından zengin meteorlar, antik fosiller ve laboratuvarlarına uçan bir yaban arısı dahil) aldı, buharlaştırdı ve kimyasal bileşenlerini dağıttı. Her bir örneğin moleküler yapısında yaklaşık 500.000 farklı özellik belirlendi ve bir makine öğrenimi programından geçirildi.
Carnegie Bilim Enstitüsü'nde mineralog ve astrobiyolog olan Hazen, "Bu 500.000 özelliğe baktığımızda, canlılara özgü kalıplar ve cansızlara özgü kalıplar var" diyor.
Yazılım örneklerin %70'i üzerinde eğitildikten sonra, teknik kalan örneklerden hangilerinin biyolojik kökenli olduğunu %90 doğrulukla tespit edebildi. Örneklerin kimyasal bileşenlerini ayırmak için kullanılan cihaz yaklaşık yedi inç uzunluğunda olup, Jüpiter'in Europa'sı ya da Satürn'ün Enceladus'u gibi yakın okyanus dünyalarına yapılacak görevlere gönderilebilecek kadar küçüktür. NASA'nın Perseverance keşif aracı da Mars'a benzer bir araç götürmüştü, dolayısıyla Hazen ekibinin makine öğrenimi algoritmasının bu araçtan elde edilen verileri eleyip orada geçmişte ya da günümüzde yaşayan organizmaları aramak üzere uyarlanabileceğini düşünüyor. Yöntem, DNA ya da amino asitler gibi diğer biyosferlerde kullanılmayan belirli organik kimyasalları tespit etmek yerine moleküler ilişkilere dayandığından, bilim insanlarının Dünya'dakinden tamamen farklı bir yaşam aramasına olanak sağlayabilir.
Bu tür makine öğrenimi uygulamaları, son yıllarda alet kullanan dünya dışı türler için eskisinden daha geniş bir dizi görünür kanıt aramaya yönelen SETI'de de kullanım alanı bulmaya başlıyor. SETI Enstitüsü'nden Sofia Sheikh, bu alandaki çoğu kişinin "astronomik araçlarla karakterize edebileceğimiz uzaktan tespit edilebilir bir teknoloji imzası" olarak tanımlanan bu tür tekno-imzalar arayışında olduğunu söylüyor. Bu bir radyo sinyali olabilir, ancak diğer kanıtlar optik lazer atımları, dev uzay tabanlı mühendislik projeleri, atmosferik kirlilik ve hatta güneş sistemimize giden yapay sondalar gibi şeyleri içerebilir.
Kaliforniya, San Diego yakınlarındaki Zwicky Geçici Tesisi'nde, bilinmeyen kaynaklardan gelen kısa ışık parlamaları için tüm gece gökyüzünü sürekli olarak arayan mühendisler, yapay zekaya doğal olaylardan beklenmeyecek özellikleri nasıl tanımlayacaklarını öğretiyorlar. Caltech'te gökbilimci ve veri bilimci olan Ashish Mahabal, "İşte o noktada sorular sormaya başlayabiliriz" diyor. Bu tür soruların yanıtları yeni astronomik olayların ya da belki de enerji yoğun bir uzaylı toplumunu besleyen devasa güneş panelleriyle çevrili bir yıldızın ortaya çıkarılmasına yardımcı olabilir.
SETI araştırmacıları bu tür araçları kullanarak insan merkezli önyargılarının bir kısmının üstesinden gelebileceklerini umuyorlar. Çoğu, dünya dışı varlıklara ilişkin beklentilerimizin kendi deneyimlerimizle kısıtlandığını kabul ediyor. Örneğin, devasa uzaylı güneş panellerinin izlerini aramak genellikle "her zaman üstel bir enerji ihtiyacı olacağı varsayımına dayanıyor" diyor Sheikh.
Halihazırda araştırılmakta olan tüm yollar nedeniyle, birçok bilim insanı dünya dışı yaşamla ilgili sorularımıza yanıtların çok uzakta olmadığına inanıyor. Yine de en nihayetinde kozmik yalnızlığımız felsefi bir sorudur.
İnsanlık tarihinin büyük bir bölümünde kendimizin yalnız olduğuna inanmadık. Gökleri tanrılar, canavarlar ve efsanevi yaratıklarla doldurduk. Türümüz ancak modern çağda evrendeki yeri hakkında endişelenmeye başladı. Ancak başka bir yerinde yaşam olsun ya da olmasın, evren bizim evimizdir. Yalnız olmayı ya da etrafımızdaki güzellik ve mucizeyi kucaklamayı seçebiliriz.
http://tinyurl.com/UskudarCevresi240216
