Galaksi Keşfeden Otomatik Von Neumann Sondaları

Bilim insanları Samanyolu’nda insanlıkla çağdaş en az 30 teknolojik dünya dışı uygarlık olduğunu söyledi. Peki herkes nerede? Çanak anten geliştirmemizden bu yana 100 yıl geçti ama uzaylılardan haber alamıyoruz. Yoksa galaksiyi robot Von Neumann sondalarıyla mı keşfediyorlar? Işık hızının yüzde 15’i ile giden, çekirge gibi gezegenden gezegene sıçrayan ve asteroitleri ham madde olarak kullanıp kendini virüs gibi kopyalayan robot sondalar galaksiyi 3,75 milyon yılda keşfedebilir! Peki neredeler?

Fermi Paradoksu

Herkes nerede yazısında belirttiğim gibi galakside Dünya benzeri en az 40 milyar gezegen var. Bunların bir kısmı da Mor Dünya, yani oksijen öncesi bakteri yaşamı barındırma aşamasında. Peki herkes nerede? Neden uzaylılar Taksim meydanına inip “Merhaba Dünyalı, beni liderine götür” demiyor? Şaka bir yana, bu soruyu 1950’li yıllarda ünlü fizikçi Enrico Fermi sordu ve cevapsız kalınca Fermi paradoksunu formüle etti:

40 milyar Dünya benzeri gezegenin sadece milyonda birinde bizimle çağdaş ve eşit düzeyde teknolojiye sahip olan dünya dışı uygarlık bulunsa bile galakside en az 40 bin zeki uzaylı türü olmalı. Antropik ilkeyi çürütmek için geliştirilen Nadir Dünya hipotezinde olduğu gibi çokhücreli zeki canlıların evrende nadir görüldüğünü hesaba katsak bile, uzaydaki olası uygarlıkları sayan Drake Denklemi bize en az 1000 medeniyet olması gerektiğini söylüyor. Nerede bu uzaylılar?

Nottingham Üniversitesi’nden astrofizik profesörü Christopher Conselice ile ekibi, Fermi Paradoksunu hesaplamakta kullanılan Drake Denklemini çok tutucu hesaplarla güncellediler ve Samanyolu’nda insanlarla çağdaş ve aynı teknolojik düzeyde en az 30 dünya dışı uygarlık olması gerektiği sonucuna vardılar. Bu uygarlıklardan gelen radyo sinyallerini neden alamadığımızı açıklamak üzere insanlar dahil, galaksideki iki uygarlık arasında en az 17 bin ışık yılı olması gerektiğini hükmettiler.

İlgili yazı: Virüsler Canlı mı ve RNA Yaşamın kökeni mi?

 

Von Neumann sondalarının kökeni

Peki uzaylıların sinyali bize gelemiyorsa yabancı uygarlıklar galaksiyi ışık hızının yüzde 15’iyle giden Von Neumann robot sondalarıyla keşfediyor olabilir mi? Şimdi diyeceksiniz ki “Ama hocam, biz insanlar henüz ışık hızıyla giden radyo sinyallerini alamadıysak ışıktan yavaş giden robotlar Dünya’ya nasıl ulaşabilir?” Güzel soru ama 3 milyon yıl önce yola çıkan robotların çoktan ulaşmış olması gerekiyor.

Biz de bu yazıda Von Neumann sondaları nedir, nasıl çalışır ve onları uzaya nasıl gönderebiliriz sorularını yanıtlayacağız. 4D printerlar yardımıyla uzayda kendini virüs gibi kopyalayan mikroskobik robotların kontrolden çıkıp galaksiyi yiyip tüketen bir tür uzay kanserine dönüşüp dönüşmediğini inceleyeceğiz. Başlarken bir de ipucu verelim: Stanley Kubrick’in 1968 tarihli 2001: Bir Uzay Efsanesi filmindeki monolit (tektaş) bir Von Neumann uzay sondasıdır.

Öncelikle bu sondaları ünlü Macar Matematikçi John von Neumann tasarladı. von Neumann, Teller ve Ulam’la birlikte Manhattan Projesinde çalışmış ünlü bir matematikçidir. Nükleer silah geliştirmeye ek olarak ergodik teori, operatör teorisi, ölçüm teorisi, geometri, oyun teorisi, kuantum fiziğinin matematiksel formülasyonu, soyut matematik, kuantum mantık kapıları (kuantum bilgisayar teorisi) ve termodinamik alanında önemli çalışmalara imza atmıştır.

Özetle von Neumann bir dahiydi. Dahi derken doğadaki kristallerin kendini kopyalamasından yola çıktı ve bölünerek çoğalan bakterileri de hücresel otomat teorisine göre (yapay zeka ve robotların öncüsü) açıklamaya çalıştı. Bütün bunları da insanlar DNA’nın ikili sarmal olduğunu bilmiyorken yaptı. Dolayısıyla evrimi termodinamikten türeten ve evrenin bilgisayar simülasyonu olabileceğini öne süren dijital fizikçilere de örnek oldu. Biz ise von Neumann sondalarına odaklanacağız:

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Von Neumann sondaları nasıl çalışıyor?

Galaksiyi önümüzdeki 10 yılda keşfetmek istiyor musunuz? Güzel, o zaman ışıktan hızlı gitmenin bir yolunu bulmanız gerekiyor. Tüh! Işıktan hızlı gitmek imkansızdır. Daha doğrusu özel görelilik teorisine göre cisimleri ışıktan daha hızlı gidecek şekilde nasıl hızlandıracağımızı bilmiyoruz (ayrıca yazacağım). Peki o zaman ne yapabiliriz? Von Neumann sondaları üretebiliriz. Basit bir örnek verelim:

İngiliz Gezegenler Arası Derneği 1970’lerde elektron lazer darbeli nükleer füzyon roketi Daedalus ve 2009 yılında yine lazer darbeli antimadde roketi Icarus’u tasarladı. Her iki roketi de yazdım ama kısaca 6 ışık yılı uzaktaki Barnard yıldızına robot sondalar taşıyacağını söyleyebilirim. Daedalus Barnard yıldızına ışık hızının yüzde 12’si ile 50 yılda ve Icarus da ışık hızının yüzde 30’u ile 20 yılda ulaşabilir.

Her durumda bu uzun ve zorlu yolculuk insanları yapay kış uykusuna yatırsak bile insan göndermeyi göze alamayacağımız kadar tehlikeli ve pahalı. Siz de galaksiyi bu tür 80 bin – 130 bin tonluk dev uzay gemileriyle keşfedeceğimizi düşünebilirsiniz. Ancak, Starshot projesinde gördüğümüz gibi bu pek mantıklı değil. Uzaya iPhone 5S boyunda binlerce mini yıldız çipi göndermek varken 100 milyar dolara mal olacak dev projelerin peşinden koşmak, hele Corona sonrası sürünen ekonomide zor görünüyor.

Bunu nasıl çözeriz? Von Neumann sondaları üretebiliriz. Bunlar Yıldız Çiplerinden büyük ama çok daha ucuz olur; çünkü kendini kopyalama özellikleri vardır. Asteroitten asteroide çekirge gibi sıçrarlar, kuyrukluyıldızlarla asteroitleri ham madde olarak öğütür ve zamanla şekil değiştiren organik madde basan 4D printerlarla kendini virüs gibi kopyalarlar.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Von Neumann ve çekirge stratejisi

Asteroitten uzay gemisi olur mu yazısında anlattığım gibi üstüne yerleştikleri asteroiti kazıp parçalarını arkadan uzaya fırlatan kütle sürücüleri imal edebilirler. Böylece maksimum 20 milyon km ile Dünya’ya en yakın asteroitlerden Asteroit Kuşağı’na sıçrayabilirler. Asteroit Kuşağı’nda üretilen sondalar da Jüpiter, Satürn, Plüton’un bulunduğu Kuiper Kuşağı ve Güneş Sistemi’nin sınırını çizen Oort Bulutuna ulaşabilirler. Bu şekilde ve nükleer füzyon roketi olmadan Barnard Yıldızına 500 yılda varırlar.

İnfografikte gördüğünüz gibi sadece 2000 yıl ve iki sıçrayışta 100 ışık yılı uzaktaki yıldızlara, 3,75 milyon yılda ise bütün galaksiye yayılabilirler. Bunun için ışık hızının yüzde 15’yle gitmeleri yeterlidir ama ışık hızının yüzde 90’ına bile ulaşabilirler. Şimdi bunu nasıl yapacağımızı görelim: Öncelikle Dünya’dan gönderilen sondaların bizzat komşu yıldızlara ulaşmasını beklemiyoruz. Bunun yerine asteroitlerde ikinci, üçüncü kuşak sondalar uzaya yayılacaklar.

Örneğin birinci kuşak sondalar Asteroit Kuşağı’na ulaşacak ve onların çocukları da dış güneş sistemine. Bu böyle sürüp gidecek ve ışık hızının yüzde 15’i ile galaksiyi çok hızlı keşfetmelerini sağlayacak. Bu hıza ulaşmak için ise birkaç yöntem var. Von Neumann sondaları Güneş Sistemi’nin sınırındaki Oort Bulutunda sadece kendilerini taşıyacak insansız bir uzay gemisi inşa edebilirler. Ancak, bu gemilerin bile binlerce ton ağırlığında ve pahalı olacağını gördük.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Işık, yerçekimi ve manyetik alan enerjisi

Starshot projesindeki yıldız çipleri lazer yelkenleri ile komşu yıldızlara ışık hızının yüzde 20’iyle gidebilir ama bunun için Ay yörüngesinde lazer topları inşa etmek pahalı olur. Yıldız çiplerinin durup komşu yıldızların yörüngesine girmesi ise imkansızdır. Ancak yıldızın yanından durmadan geçerek yoluna devam edebilir ve geçerken birkaç fotoğraf çekebilirler.

Von Neumann sondaları ise Jüpiter’in güçlü yerçekimini kullanarak kendini sapan taşı gibi uzaya savurabilir, yolda Satürn, Uranüs ve Neptün’den güç olarak rekor hızlara ulaşabilirler. Yine de yerçekimi yardımıyla saniyede 73 km’den daha yüksek bir hıza erişemezler. Işık hızının yüzde 15’i ise saniyede 45 bin km olacağı için yerçekimi desteği yetersizdir.

Elbette güneş ışığından değil de güneş rüzgarının elektrik alanından yararlan yelkenlerle saniyede 73 km’ye erişebiliriz ama her biri otomobil büyüklüğünde olan Von Neumann sondalarından binlercesini bu şekilde hızlandırmak pratik olmayacaktır. Kısacası galaksiyi robotlarla keşfetmek istiyorsak büyük sonda hayallerinden vazgeçmemiz gerekiyor. Bunun yerine Jüpiter’in manyetik alanını kullanabiliriz.

Jüpiter’in manyetik alanı çok güçlüdür ve topluiğne boyundaki mini sondaları ışık hızına yakın hızlarda uzaya savurabilir. Bu sondalar komşu yıldız ve gezegenlerin yerçekimi veya manyetik alanından yararlanarak daha da hızlanabilirler; fakat mini sondaların Dünya’ya sinyal göndererek bizi evrenin keşfinden haberdar etmesi zaman alacaktır. Bunun için bir asteroide birkaç sonda bırakıp çanak anten inşa ederek sinyal göndermelerini beklemek gerekiyor.

Moleküler von Neumann sondaları

İğne boyundaki sondalara Jüpiter’in elektrik alanından yararlanacak moleküler motorlar yerleştirirsek hem bu sondaların uzayda kendini kopyalaması kolay olacak hem de ışık hızının yüzde 90’ına erişebileceklerdir. Öyleyse galaksiyi keşfedecek robotların Yıldız Gemisi Atılgan boyunda değil, küçücük olacaklarını söyleyebiliriz. Peki ya güç kaynağı?

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Von Neumann güç kaynağı

Elimizde birkaç çözüm var: Nükleer füzyon ile antimadde motorları (küçük sondalara takamayız), elektrikli güneş yelkenleri (yeterince hızlı değil), kütle sürücüleri (hızlı değil) ve Jüpiter gibi gaz devlerinin elektromanyetik alanını kullanarak Faraday etkisiyle kendini yüksek hızlarda uzaya savuran moleküler motorlar. Işık hızına yaklaşmanın çekirge gibi gezegenden gezegene sıçrayarak galaksinin keşfini de çok hızlandıracağına dikkat edelim.

Peki Von Neumann sondaları kontrolden çıkarak bütün galaksiye yayılıp gökcisimlerini bakteri gibi kemirerek yok edebilir mi? Bu senaryo mümkün ama galaksimizin muazzam kütlesinden yola çıkarak ve sıcak yıldızlara dokunamayacaklarını varsayarsak daha çok galaksideki hayatı yok etmeleri mümkün. Bu da bizi baştaki soruya geri getiriyor: Herkes nerede?

Galakside bizim seviyemizde teknolojiye sahip sadece 30 dünya dışı uygarlık olsa ve bunlar bize sinyal gönderemiyor olsa bile durum değişmez. Milyonlarca yıl önce gelişmiş olan eski uygarlıkların sondalarının bize ulaşmış olması gerekmez mi? Kontrolden çıkan robot sondaların Dünya’daki hayatı çoktan kemirmiş olmamasından yola çıkarak bu sondaların bize ulaşmadığını söyleyebiliriz.

İlgili yazı: 5 Soruda Paralel Evrenler

 

Von Neumann paradoksu

Bu da Fermi Paradoksunun bir türüdür: Von Neumann sondaları varsa neden göremiyoruz? Kontrolden çıkabiliyorlarsa bizi neden yok etmediler? Belki de galaksideki uygarlıklar sondalara otokontrol mekanizmaları yerleştirdiler. Belki de düzgün çalışan sondalar bozuk sondaları anında imha ediyor; ama galaksinin 9,7 milyar yıldır yaşama elverişli olduğunu biliyoruz.

Uzaylı uygarlıkların ortaya çıkması 4,5 milyar yıl alıyorsa bu güvenlik önlemi en az 5,2 milyar yıldır kusursuz çalışıyor ve galaksideki yaşamı koruyor olmalı. Bu da düşük bir olasılık. Kontrolden çıkan sondalar bir yana, iyi niyetli sondaların bize ulaşmaması ayrı bir muamma. 5,2 milyar yıldır uzaya sonda gönderen milyonlarca uygarlığın bu robotlara kimseyle temas kurmayın demesi mümkün mü?

Peki bunca yıldır uzayda dolaşan farklı kuşaklardan sondaların uzayda karşılaşmaması mümkün mü? Bütün bunlar uzaylıların Von Neumann sondaları göndermediğini gösteriyor olabilir. 5,2 milyar yıldır gelişmiş uygarlıklar barındırma kapasitesine sahip galaksimizde bu hiç olmadıysa dünya dışı uygarlıklar da yok demektir. Ancak, koca galakside milyarlarca yıldır bizden başka kimse olmaması gerçekçi değil. Bu durumda uygarlıklar sonda gönderecek seviyeye gelmeden önce yok oluyor olmalı.

Bu da Drake denkleminin güncel versiyonuna göre gelişmiş uygarlıkların ömrünün sadece 100 yıl olması demek. Nitekim insan uygarlığı 200 yıldır teknolojiyle yaşıyor. 50 yıl içinde de Von Neumann sondası gönderecek kapasiteye ulaşacağız. Ekonomik gecikmelerle bu süre uzarsa sadece 100 yıllık ömrümüz kaldı diyebiliriz. 😮 Kısacası uzayda bizden başka kimse olmaması kısa sürede yok olacağımızın garantisi gibi. Özellikle de uzaylı uygarlıkların bize yerçekimi merceğiyle galaksinin en uzak köşesinden bile radyo sinyali gönderebileceğini düşündüğümüzde (yani uzakta da uzaylı yok demektir).

Öyleyse ne yapacağız?

Yapacak bir şey yok. Küresel ısınma ve nükleer savaşla kendimizi yok edebileceğimize dikkat ederek yaşamaya devam edeceğiz. Henüz yaşarken evreni keşfetmeyi sürdüreceğiz. Buraya kadar geldik ve pes etmek de mantıklı olmaz. Peki ya biz Avatar filmindeki gibi bizden ilkel uzaylılar keşfedersek onlara nasıl davranırız? Onu da şimdi okuyabilir ve bugün uzaylılar Taksim’e inip merhaba dese söylediklerini nasıl anlayacağımıza İlk Temas yazısında göz atabilirsiniz. Muhteşem tatil ayları kapınızı çalsın. 😊

Galaksiyi robotlarla keşfedeceğiz

¹On the interstellar VonNeumann micro self-reproducing probes
²Why is there no vonNeumann probe on Ceres? Error catastrophe can explain the Fermi-Hart Paradox
³Slingshot Dynamics for Self Replicating Probes and the Effect on Exploration Timescales
⁴The habitability of large elliptical galaxies